西南大学网络教育1120作物育种学Word文件下载.docx
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实践表明,从动物、植物,微生物中分离克隆的基因,通过转基因的方法可使其在三者之间相互转移利用。
(2)转基因育种技术为培育高产、优质、高抗,适应各种不良环境条件的优良品种提供了崭新的育种途径。
这既可大大减少杀虫剂、杀菌剂的使用,有利于环境保护,也可以提高作物的生产能力、扩大作物品种的适应性和种植区域。
(3)利用转基因育种技术可以对植物的目标性状进行定向变异和定向选择,同时随着对基因认识的不断深入和转基因技术手段的完善,对多个基因进行定向操作也将成为可能,这在常规育种中是难以想象的。
(4)利用转基因技术可以大大提高选择效率,加快育种进程。
(5)通过转基因的方法,还可将植物作为生物反应器生产药物等生物品。
38、简述杂交育种的程序。
①选配亲本进行杂交(原始材料圃及亲本圃);
②分离世代的选育(选种圃);
③鉴定圃;
④品系比较试验;
⑤区域试验,生产试验和多点试验;
⑥品种审定,繁殖推广
39、如何利用细胞工程技术克服远缘杂交的不亲和性?
细胞工程是生物工程的一个重要方面。
总的来说,它是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法,按照人们的设计蓝图,进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。
当前细胞工程所涉及的主要技术领域有细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等方面。
通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株,并可以产生新的物种或品系。
40、举例说明人工诱导多倍体在作物育种上的应用。
多倍体育种即利用秋水仙素或染色体自然加倍等方法选育多倍体。
同源多倍体具有剂量效应,可获得植物某些器官“巨大型”的直接效果;
同时细胞内容物如维生素、蛋白质、糖含量增加;
此外,结实率低或种子不饱满,成熟晚,可以获得无籽的效果。
如三倍体甜菜产量高,含糖量也高;
三倍体西瓜比二倍体果大味甜,且没有籽,已经在国内外大面积推广种植。
41、简述离体胚培养技术在作物改良上的作用。
对于在远缘杂交中幼胚早衰或胚乳败育的种子,可在幼胚或胚乳败育前将幼胚取出进行离体培养,即进行远缘杂种胚拯救,通过幼胚培养而获得杂种植株。
杂种幼胚培养常采用一步培养直接成苗法,但若胚乳败育较早,幼胚很小,则可先诱导幼胚产生愈伤组织,再诱导分化成苗。
42、易位系
某物种的一段染色体和另一物种的相应染色体节段发生交换后,基因连锁群也随之发生改变而产生的新类型。
43、简述远缘杂交的作用
。
不同种、属或亲缘关系更远的物种间的杂交,称为远缘杂交。
远缘杂交的作用:
将异种(属)植物的有利性状引入栽培品种,培育新品种;
创造新物种;
创造异染色体体系;
诱导单倍体;
有效利用杂种优势。
44、简述作物转基因育种的程序。
转基因育种程序:
①从某种特定的生物中获得外源
DNA或目的基因;
②从原核生物中获取目的基因的载体进行改造;
③用限制性内切酶将载体切开,用连接酶把目的基因连接到载体上,获得DNA重组体;
④将要改造的植物作受体,使重组DNA进入受体细胞,即实现外源DNA
的转化,也可用基因枪等非载体技术将外源目的基因导入受体细胞;
⑤被转化的受体细胞再生成植株,外源DNA在受体内表达。
45、试述作物高产育种的策略。
(1)产量因素的合理组合;
(2)合理的库源关系;
(3)合理株型;
(4)高光效。
46、通过组织培养技术进行种苗脱毒的原理是什么?
通过茎尖分生组织培养,可以产生无病毒的再生植株,从而实现植物脱毒。
其原理是茎尖分生组织细胞分裂很快,生命活动非常活跃,病毒或因传播的速度远远比不上细胞分裂速度,或因植物旺盛的生命活动而受到抑制,使茎尖分生组织成为不带病毒的无毒区。
通过组织培养的方法由无病毒的茎尖分生组织产生的再生植株是无毒的,因此通过植物茎尖分生组织的培养,能使植物脱毒,从而获得无病毒的种源植株。
47、简述诱变育种的途径有哪些?
诱变育种的方法:
①物理诱变,又称辐射诱变,用紫外线、X射线、γ射线等处理植物材料。
②化学方法:
用烷化剂、叠氮化物、碱基类似物等化学诱变剂处理植物材料。
③空间诱变。
又称太空育种,就是将某些植物的种子装入宇宙飞船,待航天器返回地面后再对种子进行种植和培育。
这是航天技术、生物技术与农业技术相结合的产物。
48、简述植物体细胞杂交的步骤。
(1)材料选择与原生质体制备。
(2)原生质体融合。
有高钙高pH法、PEG法、电融合法。
(3)杂种细胞的筛选与培养。
用低密度分离培养选择法、物理选择法、互补选择法、生长差异选择法等特殊方法将杂种细胞(异核体)筛选出来,并经鉴定后进行单独培养,再生植株。
49、简述单倍体育种的优点。
(1)提高单位面积产量;
(2)改进产品品质;
(3)保持稳产性和产品品质;
(4)扩大作物种植面积;
(5)有利于耕作制度的改革、复种指数的提高;
(6)促进农业机械化的发展及劳动生产率的提高。
结合实际举例说明。
50、什么是育种目标?
制订育种目标的基本原则是什么?
育种目标是选育新品种的设计蓝图,是对所选育的新品种的要求,即明确应选育具有哪些优良性状的新品种。
制订育种目标的一般原则是:
(1)善于抓住当地生产中的主要问题;
(2)着眼当前,顾及发展;
(3)育种目标要落实到具体性状上(4)考虑品种的合理搭配。
51、回交育种有哪些用途?
(1)回交育种对改良现有推广品种质量性状或遗传力高的个别缺点,或转移某些质量性状遗传力高的目标性状到另一遗传背景中去是行之有效的方法。
通过回交育种可以成功地转移某些抗病虫基因,育成抗病虫品种。
(2)在杂种优势利用中,回交法是选育不育系、恢复系的主要方法,也用于自交系的改良。
(3)在远缘杂交育种中,回交法可以提高育性,控制杂种后代的分离。
(4)回交可以有效地打破不良连锁。
52、阐述杂交育种的遗传原理。
杂交育种的遗传原理是:
通过不同亲本间杂交,使杂种的基因型处于异质结合状态,然后通过自交,使基因重组,逐渐趋于纯合,形成若干新的纯合基因型,育种家则从中选出最佳纯合基因型,成为品种)。
基因重组有三种表现可以利用:
(1)性状重组,综合双亲性状。
(2)基因互作,产生新性状。
(3)基因累积,使性状超亲。
53、简述选择的基本方法。
①单株选法:
在原始群体中,选择优良个体(单株、单穗或单铃),分别收获、脱粒(轧花)、保存,下年再分别播种成为株(穗、铃)行,进行鉴定和比较,淘汰不符合要求的株(穗、铃)行。
②混合选择法:
从品种群体中,按一定的经济性状和特性(如成熟期、株高等),选出优良个体(单株、单穗或单铃),混合脱粒,下年混合播种,与原品种及对照品种进行比较。
54、简述作物优良品种在农业生产中的作用。
(6)促进农业机械化的发展及劳动生产率的提高
55、为什么说正确选配亲本是杂交育种的关键?
如何科学选配亲本?
(1)系谱法。
是从杂种第一次分离世代(单交F2,复交F1)开始选择单株,分别种成株行,成为一个系统(株系)。
以后各世代又在优良系统中选择优良单株,继续种成系统,一直到选出性状优良而又整齐一致的系统,形成定型的品系,升入产量比较试验。
(2)混合法。
是在自花授粉作物的杂种分离世代,按组合混合种植,不加选择,直到估计杂种后代纯合百分率达到80%以上时(约在F5—F8),才开始选择一次单株,下一代成为系统(株系),然后选拔优良系统进行升级试验。
系谱法的优点是对质量性状或遗传力高的数量性状,用系谱法在早代选择,可以起到定向选择的作用,缺点是系谱法从F2代起进行严格选择,对多基因控制的性状效果差;
混合法的优点是可以保留更多的多样化类型,对多基因控制的数量性状选择效果较好,缺点是混合法在混合种植若干年才进行个体选择,选择要困难得多,花费的年限较长。
56、论述转基因作物的生物安全性。
虽然转基因技术在作物品种改良中得到了广泛的应用,转基因大豆、玉米、油菜和棉花已经开始在生产上应用,这是科技进步的潮流,但现在还无法预测通过转基因把其他生物甚至人工合成的基因转入一个新的遗传背景会产生什么样的作用,转基因产品是否对环境及人畜健康存在潜在威胁还不是十分清楚。
转基因植物的生物安全性包括环境安全性和食品安全性。
环境安全性主要指转基因植物演变成田间杂草的可能性;
基因漂流到近缘野生种的可能性;
对自然生物类群的影响等。
食品安全性主要指是否存在有毒物质;
是否存在过敏源等。
因此必须加强转基因产品的安全性研究,建立完善的检测体系与质量审批制度。
57、分析当前生产上作物杂种优势利用的主要途径和方法。
①人工去雄。
雌雄异花的作物(玉米)、去雄较易的作物(棉花)等均可采用人工去雄的方法,获得杂交种子。
玉米人工去雄可采用在隔离区内父、母本按一定的比例相间种植,在母本雄穗刚露出,用手拔掉雄穗,任其与父本花粉自由授粉杂交。
②化学杀雄。
选用某种化学药剂(化学杀雄剂),在作物生长发育的一定时期喷洒于母本,直接杀伤或抑制雄性器官,造成生理不育,达到去雄的目的。
其原理是雌雄配子对各种化学药剂有不同的反应,雌蕊有较强的抗药性,利用适当的药物浓度和药量,可以杀伤雄蕊而对雌蕊无害。
如在水稻、小麦、油菜等作物上均可使用该方法。
(3)利用自交不亲和性。
油菜杂种优势利用,可选育利用自交不亲和系。
在杂交制种时,用自交不亲和系作母本,与父本杂交,就可以省去人工去雄的麻烦。
如果双亲都是自交不亲和系,就可以互为父、母本,从两个亲本上收获的种子都是杂交种。
自交不亲和系可以用蕾期授粉、花期盐水喷雾等方法进行繁殖。
(4)利用雄性不育性。
水稻、油菜、小麦等均可采用该方法。
利用雄性不育性生产杂交种和繁殖亲本有两种途径。
第一种是三系法。
即利用细胞质核互作雄性不育系,实现不育系、保持系、恢复系三系配套。
不育系和保持系交配,产生的后代仍然保持不育特性,一般称为繁殖,即繁殖不育系种子,不育系与恢复系杂交,产生的后代就是生产上使用的杂交种,一般称为“制种”。
保持系、恢复系各自自交产生的后代,仍是保持系和恢复系。
第二种是两系法,即利用细胞核雄性不育性,不育系既可以作为母本用来杂交制种,又可以进行自身繁殖。
58、论述加速杂交育种进程的方法。
(1)加速世代进程。
在杂交育种的早期和分离世代,可以采用加代技术,使之尽快趋向纯合稳定,可以缩短育种年限。
加速世代进程的方法很多,如利用自然条件进行异地加代、利用当地自然温光条件就地加代、利用人工气候设备增加世代等。
(2)改进育种流程,加快试验进程。
如早代(如F3)对表现优异而又整齐一致的株系提早升入鉴定圃等。
(3)加快种子繁殖。
59、分析作物杂种优势利用中对杂交种亲本的基本要求。
1)纯度高。
基因型纯合,表现型才能整齐一致。
经过多代自交和严格选择,纯度达到育种要求的纯系或自交系,其系内单株的表型,如株型、叶鞘和叶片色泽、穗形、粒形和色泽等均整齐一致,表现本系的特征特性。
并能经过自交、自交系内姊妹交或系内混合授粉把本系的特征、特性稳定地传递给下代。
(2)具有较高的一般配合力。
一般配合力高的自交系,才能组配出强优势的杂种品种。
一般配合力受加性遗传效应控制,是可遗传的特性。
一般配合力高,表明自交系具有较多的有利基因位点,这是产生强优势杂种的遗传基础。
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(3)具有优良的农艺性状。
纯系或自交系农艺性状的优劣直接影响杂种的相应性状。
优良的农艺性状是指符合育种目标要求的多种性状,包括植株性状,如植株高度、株型、生长势强弱等;
产量性状如穗子大小、籽粒数和粒重等以及抗病性和抗倒性等:
(4)亲本自身产量高,开花习性符合制种要求。
作为杂种的亲本,还要考虑影响制种的一些性状,要求其花粉量较大,散粉畅,雌雄花期协调、结实性好,产量较高,以易于繁殖制种,降低商品杂种种子成本。
60、论述杂交种选育中亲本选配的原则。
(1)亲缘关系较远。
两个亲缘关系较远、性状差异较大的亲本进行杂交,常能提高杂种异质结合程度和丰富遗传基础,表现出强大优势。
包括:
地理和起源较远;
亲缘较远;
类型和性状差异大;
遗传距离较大。
(2)配合力高。
根据配合力测定结果,选择高配合力,尤其是一般配合力高的材料作亲本杂交,容易得到强优势的杂交种。
(3)性状优良并互补。
两亲应具有较好的丰产性状和较广的适应性,通过杂交使优良性状在杂种中得到累加和加强。
应尽量选配优点多、主要性状突出、遗传力高、缺点少且易克服,而且双亲优缺点可以互补的作亲本。
(4)亲本自身产量高,两亲花期相近。
亲本自身产量高可以繁殖亲本和杂交制种的产量,并有利于增强杂种优势。
61、什么是杂交育种的混合法?
有何优缺点?
(1)混合法是在自花授粉作物的杂种分离世代,按组合混合种植,不加选择,直到估计杂种后代纯合百分率达到80%以上时(约在F5~F8),才开始选择一次单株,下一代成为系统(株系),然后选拔优良系统进行升级试验。
(2)混合法的优点是可以保留更多的多样化类型,对多基因控制的数量性状选择效果较好。
(3)混合法的缺点是混合法在混合种植若干年才进行个体选择,选择要困难得多,花费的年限较长。
62、什么是杂交育种的系谱法?
(1)系谱法是国内外在自花授粉作物和常异花授粉作物杂交育种中最常用的方法。
自杂种第一次分离世代(单交F2、复交F1)开始选株,分别种植成株行,即系统,以后各世代均在优良系统中继续进行单株选择,直至选出性状优良一致的系统升级进行产量试验。
在选择过程中,各世代予以系统编号,以便考察株系历史和亲缘关系,故称系谱法。
(2)系谱法的优点:
系谱法在世界各国应用最广,历史较久。
一般认为,应用这种方法在杂种早期世代,针对一些遗传力高的性状连续几代选择,起到了定向选择的作用;
同时每一系统的历年表现都有案可查,比较容易全面地掌握它的优、缺点,而且系统问的亲缘关系十分清楚,有助于互相参证,育种工作者可以及早地把注意力集中在少数突出的优良系统上,有计划地加速繁殖和多点试验。
(3)系谱法的缺点:
系谱法从F2起进行严格选择,中选率低,特别对多基因控制的性状,效果更差,因而使不少优良类型被淘汰。
这个方法的另一个缺点是工作量大,占地多,往往受人力、土地条件的限制,不能种植足够大的杂种群体.使优异类型丧失了出现的机会。
63、论述作物杂种优势利用必需的基本条件。
(1)选配强优势的杂交组合,具有强的产量优势、抗性优势、品质优势、适应性优势、生育期优势、株型优势等。
(2)提高两亲的纯合性。
亲本的农艺性状必须良好且整齐一致的,配合力高,基因型的纯合程度要高。
(3)采用简易的制种技术,降低种子生产成本。
(4)种子繁殖系数要高。
64、论述转基因育种的应用价值。
(1)转基因技术使作物育种的基因资源范围极大拓宽,不仅超过了种、属界限,更扩大到了细菌、真菌、动物乃至人类,甚至还可以人工合成基因;
同时,极大地提高育种效率。
(2)基因育种具有非常重要的应用价值
①抗除草剂基因工程。
把抗除草剂基因转入植物获得抗除草剂品种,如抗除草剂大豆、油菜、玉米等。
②抗虫性基因工程。
把抗虫基因如Bt基因等转入植物获得抗虫品种,如转Bt基因的棉花、玉米和马铃薯等。
③抗病毒基因工程。
把病毒的外壳蛋白基因、病毒RNA等转入植物,获得抗病毒植物品种,如抗病毒的烟草、小麦、番茄、甜椒、西葫芦等。
④抗真菌、细菌病害基因工程。
把抗菌肽基因、几丁质酶基因等转入植物获得抗病品种,如抗病烟草、马铃薯等。
⑤提高作物产量基因工程。
向C3植物导入C4型PEPCase基因等。
⑥提高作物产量、改良作物品质基因工程。
向植物导入控制果实成熟期的基因等。
65、论述作物生产上为什么一般不利用F2代种子?
答:
杂交种F1群体基因型的高度杂合性和表现型的整齐一致性是构成强杂种优势的基本条件。
F2由于基因分离,会产生多种基因型的个体,其中,既有杂合基因型个体,也有纯合基因型个体,个体间性状发生分离,有的个体具有优势,有的个体没有优势,因此,F2群体的平均杂种优势和整齐度比F1明显下降,因而,生产上一般只利用F1,F2不宜继续利用。
66、分析三系法生产杂交种及繁殖亲本的原理和方法。
三系法利用的是细胞质与细胞核互作雄性不育性。
三系是指雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系,其遗传结构分别是:
不育系S(msms),保持系F(msms),恢复系F(MsMs)或S(MsMs)。
三系法生产杂交种及繁殖亲本的原理是:
不育系繁殖:
不育系与保持系杂交
不育系S(msms)×
保持系F(msms)→不育系S(msms)
保持系繁殖:
保持系自交繁殖
保持系F(msms)→保持系F(msms)
恢复系繁殖:
恢复系自交繁殖
恢复系F(MsMs)或S(MsMs)→恢复系F(MsMs)或S(MsMs)
杂交种制种:
不育系与恢复系杂交
恢复系F(MsMs)或S(MsMs)→杂交种S(Msms)
67、杂交育种后代选择的基本方法是什么?
比较它们的优缺点。
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