06作物育种学(答案)

四川农业大学
2006年招收攻读博士学位研究生考试试题
科目名称：382作物育种学(总分：100分) 适用专业：作物遗传育种
考生注意：所有答案必需写在答题纸上，否则无效！本试题随同答题纸交回！
一．简述作物新品种选育的基本程序（20分）
作物新品种选育的方法多种多样，但最主要的方法是杂交育种，这里以杂交育种为例，介绍作物新品种选育的基本程序。

整个杂交育种过程，有几个连续的选育阶段。

根据各阶段种植材料的来源、性质、工作内容和选育上的要求，形成以下几个试验圃：
1、原始材料圃和亲本圃：种植从国内外收集来的各类材料，按类型分类种植，每一个材料种植几十株，严防机械混杂和天然杂交，保持其纯度和典型性。

2、选种圃：种植杂种各世代当选株系或杂种混合群体，在杂种分离世代中连续选拔优良单株，直至选出优良一致的株系升入鉴定圃。

3、鉴定圃：种植从选种圃升入的优良品系，对各品系进行初步的产量比较试验，并对性状的优劣和一致性作进一步的评定。

4、品种比较试验：在较大面积上对品系进行更精确、更具代表性的产量比较试验，并对各品系的生育期、抗性、丰产性和栽培上的要求等作更为详尽的观察研究。

5、生产试验和多点试验：在生产条件下进行较大面积的生产试验，在自然条件不同地区进行多点试验，并结合栽培技术进行栽培试验，以进一步考察供试品系在广大地区、多种生产条件下的表现。

6、种子区和繁殖田：对表现优异的品系建立大面积繁殖田，生产较大量的种子，共生产试验和大面积示范推广之用。

二．简述作物育种中创造遗传变异的主要途径（20分）
诱变：辐射、航空、
杂交：
基因工程：转基因技术、分子标记技术等。

三．简述作物育种中常用的选择方法（20分）
作物育种有许多选择方法，作物的繁殖方式不同，选择的方法也不同。

不论那种方法，都是从自然或人工创造的变异群体中选出符合育种目标的优良个体，然后进行比较鉴定，育成新品种。

按照对当选材料的处理方式，可将选择方法分为单株选择和混合选择两种基本方法。

在育种实践中，为了提高选择效果，从这两种基本方法演变出了许多其他选择方法。

1、单株选择法：单株选择法又称系统选择或个体选择。

其做法是根据育种目标，从原始群体中选出优良单株，分别脱粒，下次分别种植，每一单株种一个小区，并同时种原始群体和对照群体进行比较，淘汰不良株系，选出优良株系。

再经连续的比较鉴定，选出优良品系，最后培育出新品种。

单株选择法可分为一次单株选择法和多次单株选择法，前者适用于水稻、小麦、大豆等自花授粉作物，后者适用于人工创造的变异群体，是作物育种的主要选择方法。

（教科书33-34）
2、混合选择法：根据育种目标，在原始群体中选出一些外部形态基本一致，符合育种目标要求的个体，混合脱离播种，并与原始群体和对照品种比较，选出优良的混合群体。

根据选择的次数，混合选择也可分为一次混合选择法、多次混合选择法和改良混合选择法。

在育种实践中，为了提高选择效果，混合选择又演变成了集团选择法、
单粒传选择法、轮回选择法。

3、配子选择法：主要用于玉米自交系、单交系和双交种的改良。

四．以一种作物为例，简述分子标记辅助育种现状（20分）
过去，因为几乎没有分子标记，育种家在育种过程中对育种材料基因型的选择通常是依据表现型凭经验间接进行，对杂交亲本的选配也通常是依据表现型凭经验确定。

传统育种方法存在育种周期长、效率低等缺点。

水稻分子标记辅助育种主要包括分子标记辅助选择(marker—assisted selection，MAS)和分子标记辅助杂种选育，分子标记辅助选择是指通过分析与目标基因紧密连锁的分子标记的基因型，借助分子标记对目标性状基因型进行选择。

分子标记辅助育种缩短了育种年限，加快了育种进程，提高了育种效率，克服了很多常规育种方法中的困难。

伴随着一些新分子标记的开发，水稻分子标记辅助育种进展很快，育种目标包括抗病、抗虫、抗旱、高产、品质改良等各个方面。

采用基因回交转移的分子标记技术培育出了抗白叶枯病杂交稻新组合协优218和中优218；采用基因聚合的分子标记辅助选择培育出了矮败型不育系R 106 A；在数量性状的分子标记上也取得了一些进展，例如将泰国香米的控制其蒸煮品质的QTL基因与控制香味的基因转移、聚合到另一个耐旱的普通品种中去；另外，采用分子标记技术测定杂种优势上也开展了一些工作。

五．以一种作物为例，简述基因工程育种现状（20分）
直到1993年，玉米基因工程研究才取得了一系列成绩。

在玉米遗传育种中常用的基因工程技术主要有分子标记、DNA重组技术（也称转基因技术）等。

转基因技术方法主要有农杆菌、基因枪、PEG介导等方法，到目前为止，在玉米基因工程中应用最多，效果最好的转基因方法就是基因枪法。

分子标记自1980年以来发展迅速。

多种
DNA分子标记技术的应用，解决了许多玉米遗传育种工程技术上的难题。

转基因技术、分子标记技术等基因工程技术被广泛应用于玉米自交系的遗传多样性分析，玉米优势群划分，玉米雄性不育系的研究，玉米品质改良，玉米病虫害抗性鉴定等方面。

六．以一种作物为例，评述抗病育种现状（20分）
我国玉米抗病育种进展：对普通玉米参加2002～2004年全国区试的普通玉米品种进行抗病性统计，对主要病害的综合抗性水平达到82.1％，表明我国目前新育成普通玉米品种的整体抗性水平是较高的。

对参加2002～2004年全国区试的鲜食玉米品种进行抗病性统计，对主要病害的综合抗性水平为60.1％，表明我国目前新育成的鲜食玉米品种抗性水平还较低，有待于进一步提高。

虽然我国玉米的抗病育种总体水平较高，但还存在以下问题：
1 生产用杂交种的遗传基础狭窄：虽然育种工作者早就意识到了这个问题，并采取了一定措施，但种质基础狭窄的状况依然存在。

我国生产上使用的玉米杂交种的种质基础80％左右(1994年)是以塘四平头、旅大红骨、兰卡斯特(Lan—caster)和瑞德黄马牙(Reid YeHow Dent)4个杂种优势群为主，生产用杂交种的遗传基础比较狭窄。

就山东省来说，1996年共有9个种植面积超过66 000 hm的玉米杂交种，其中6个含有黄早四的血缘，其播种面积占当年全省玉米播种面积的48．9％；9个杂交种中6个含有8 112的血缘，播种面积占当年全省玉米播种面积的56．7％m。

如果其中一个自交系出了问题，如丧失了对某种重要病害的抗性，那么就会给生产带来极大的损失。

2 抗病育种目标单一，缺乏多抗性品种：原来的抗病育种基本都是以高抗某一病害为目标。

我国年度间病害流行差异比较大，如果连年大面积种植某一品种，极易
造成病害流行，给生产造成重大损失。

并且控制高抗水平的基因通常都是单基因性质，这种基因转入育成品种中后，往往在短短几年后由于其对病原的定向选择而使自身抗病性迅速降低甚至丧失。

3 对育种材料抗性缺乏统一的鉴定标准：缺乏对现有骨干自交系及品系抗病性的系统鉴定。

目前许多育种单位育种时只是靠田间自然发病率来确定自交系及杂交种的抗病性，特别是一些新流行病害，在品种的抗病评价上缺乏人工控制下的接种病菌鉴定，并且品种抗病评价标准不统一。

由于我国年度间及地区间病害流行差异较大，这就限制了抗病品种选育和应用，育成的品种在抗性稳定性上也较差。

七．以一种作物为例，评述品质育种现状（20分）
以小麦为例，评述我国品质育种现状：
我国小麦品质育种始于上世纪80年代，优质品种的大面积推广利用则始于90年代后期，到2005年，优质麦面积已达960多万hm。

，占全国麦播面积的45% 左右，对提升我国小麦市场竞争力，增加农民收益和提供粮食企业优质原料均起到了重要作用。

制定了一批优质麦标准，初步提出了品质区划；品质性状的测试方法与内容更为丰富；品质性状的基础研究有了显著进展，包括蛋白质、淀粉、籽粒硬度等系列性状，在生化标记和分子标记上取得明显进展。

但我国小麦品种育种与世界先进水平相比，还存在以下一些差距：
1、育成品种的品质与国外同类品种尚有一定差距：我国优质品种虽然在近10年中有很大发展，但与国外同类品种相比仍有一定差距。

我国小麦品种在稳定时问上有了很大提高，但延伸性偏低。

我国小麦品种的吸水率也较低。

如中国1号(多品种平
均值)吸水率为59.4 %，而国外硬质麦普遍超过60% ，硬红春麦高达65 %。

同样，美国软质小麦吹泡仪P值为42，L值为llO，而中国软麦稳定时间< 2.5min的不少，但P ／L<0.5的甚少。

据中国农科院分析，100多份软质麦样品只有不足30 样品达标，L 值>100的更少，因而制酥性饼干时因延展性不足而直径较小。

这些情况可能与我们过去制定标准只考虑稳定时间，育种目标不完善有关。

2、优质麦的标准不够完善：以往的标准制订多针对强、弱筋小麦，对适于中国食品的中筋类小麦缺乏具体标准。

现有评价指标中湿面筋含量和粉质仪稳定时间还不够全面，且与国外以软、硬质分类难衔接，所以，国内会出现稳定时间长而吸水率低的软麦这种实际难以用于烘烤主食面包的强筋小麦。

此外，稳定时问和许多品质性状呈曲线相关而非直线相关，与食品(面包、面条等)的相关性也不如弱化度密切。

我们认为，今后修订新标准如单用粉质仪，宜添加吸水率(与籽粒硬度密切相关)和弱化度。

对面包、饼干来讲，形成时间较稳定时间更为重要。

有条件时宜测定抗延阻力与延伸性，特别是延伸性。

对软质麦来讲，用吹泡仪指标代替粉质仪指标更为可取。

籽粒硬度测试仪器及相关标准有待完善。

3、基础研究中还存在一些薄弱环节：对品种性状理化指标与实际加工品质间的关系缺乏深人研究，目前，国内应用的指标主要是参考国外尤其是美国的指标，但结合中国实际情况深人分析不够。

蛋白、淀粉细分对加工品质影响的研究仍不充分。

目前，对麦谷蛋白与品质关系的研究较多，但对LMW-GS与品质关系的研究仍较少且结论不一一致，对醇溶蛋白及水溶蛋白研究不足。

分子水平的研究有待加强。

分子标记辅助育种是一个重要发展方向，在小麦品质方面虽然已做了一些工作，但仍有不少待开发的领域。