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作物育种学、品种的概念

作物育种学：是研究选育及繁殖作物优良品种的理论与方法的科学

品种：是人类在一定的生态条件和经济条件下，根据人类的需要所选育的某种作物的一定群体；

自然进化；是自然变异和自然选择的进化

人工进化 人类为了发展生产的需要，人工创造变异并进行人工选择的进化。

自交不亲和系 指具有完全花并可形成正常雌雄配子，但缺少自花授粉结实能力的一种自交不育性

雄性不育性 植株的雌蕊正常而花粉败育，不产生有功能的雄配子在受精的不同阶段受阻。

DUS: 农作物一般都具有3个基本特性.特异性、一致性和稳定性

生物进化的三大要素及其相互关系

三大要素：变异、遗传和选择

相互关系：遗传变异是进化的内因和基础，选择决定进化的基本方向。

第一章 作物的繁殖方式及品种类型

1、 说明作物繁殖方式的种类和各类作物群体遗传特点及代表作物

作物遗传方式的种类：一类是有性繁殖，凡是由雌配子（卵子）和雄配子（精子）相互结合，经过受精过程，最后形成种子繁衍后代的，称为有性繁殖。第二种是无性繁殖，凡不经过两性细胞受精过程的方式繁殖后代的统称为无性繁殖。

有性繁殖主植物主要有自花授粉作物、异花授粉作物、常异花授粉作物：

（1）自花授粉是指同一朵花的花粉传到同一朵花的雌蕊柱头上，代表作物有水稻、大麦、小麦、大豆、豌豆、花生、烟草、绿豆、亚麻等。自花授粉作物的天然异交率一般低于1%，不超过4%。

（2）异花授粉是指雌蕊柱头接受异株或异花花粉，代表作物有玉米、黑麦、向日葵、白菜型油菜、甘蔗、甜菜、大麻、三叶草等。异花授粉的天然异交率至少在50%以上。

（3）常异花授粉是指一种作物同时依靠自花授粉和异花授粉两种方式繁殖后代的，代表作物是棉花、甘蓝型油菜、芥菜型油菜、高粱、蚕豆等，常异花授粉的天然异交率在5%-50%之间。

2、 论述作物品种的类型和各类作物的育种特点

作物品种的类型：

（1）自交系品种：又称纯系品种，是对突变或杂合基因型经过连续多代的自交加选择而得到的同质结合群体。

（2）杂交种品种：它是在严格选择亲本和控制授粉的条件下生产的各类杂交组合的F1植株群体，其基因型是高度杂合的，群体又具有不同程度的同质性，表现出很高的生产力。

（3）群体品种：其基本特点是遗传基础比较复杂，群体内植株的基因型有一定程度的杂合性或异质性。

（4）无性系品种：是由一个无性系或几个遗传上近似的无性系经过营养器官繁殖而成的。

各类作物的育种特点：（1）自交系品种：1自花授粉加单株选择的育种方法

2拓宽遗传变异范围，在大群体中进行单株选择

（2）杂种品种：1包括自交系育种和杂交组合育种两个育种程序，贯穿于两个程序之间的关键问题是自交系间的配合力测定

2对影响亲本繁殖和配制杂种产量的性状必须加强选择

3需要建立相应的种子生产基地和供销体系

（3）群体品种：1使群体品种具有广泛的遗传基础和基因型的多样性

2使群体品种能够保持广泛的遗传基础和基因型的多样性

（4）无性系品种：1）利用无性系迅速固定优良性状和杂种优势

2）选择优良芽变，培育新的优良无性系品种

自交和异交的遗传效应

自交：①自交使纯合基因型保持不变 ②自交使杂合基因型的后代发生性状分离 ③自交引起后代生活力衰退

异交：①异交形成杂合基因型 ② 异交增强后代的生活力

第二章 种质资源

论述种质资源的概念和重要性（作用）

广义的种质资源：也称遗传资源、基因资源，一般是指具有特定种质或基因、可供育种及相关研究利用的各种生物类型。包括地方品种、改良品种、新选育的推广品种、引入品种、野生种、近缘植物及人工创造的生物类型、单个基因、甚至DNA片段等。

狭义的种质资源是指用于选育新品种的材料，也成为育种的原始材料。

重要性：（1）是育种工作的物质基础；（2）是突破性育种的关键；（3）是不断发展新作物的主要来源；（4）为避免品种的遗传基础的贫乏，必须利用更多的基因资源，维持和提高作物品种的生产力；（5）是有关生物学基础理论研究的重要材料。

种资资源的类型

按育种实用价值分类 1地方品种 2 主栽品种 3原始栽培品种 4 野生近缘种 5 人工创造的种质资源

按亲缘关系分类 1初级基因库 各自源材料能相互杂交，正常结实，无生殖隔离，杂种可育，基因转移容易2 次级基因库 存在一定的生殖隔离，杂交不实或杂种不育，必须借助特殊的育种手段才能实现基因转移 3 三级基因库 是亲缘关系更远的类型。彼此间杂交不实，杂种不育现象更明显，基因转移困难

各类种质资源的特点及育种利用价值

（1）本地种质资源：指原产本地的地方品种和推广的改良品种。

特点：品种类型多，变异大，对当地自然灾害、病虫害有较强的抗性和耐性，适应性强。

利用价值：通过筛选或简便的选育方法，直接应用于生产。

作杂交亲本，以增强新品种的适应性。

（2）外地种质资源：指从国外或其他地区引入的类型和品种。

特点：具有不同的生物学和经济上的遗传基础，具有遗传多样性，具有某些本地资源没有的优良性状， 如抗病抗倒。

利用价值：作为杂交亲本，将有利基因导入改良品种或创造遗传丰富的类型。

经过实验鉴定，选出适应本地栽培的品种，直接在生产上利用。

能选育再与本地资源杂交，运用杂种优势。

作物起源中心的主要内容

提出主要世界作物八大起源中心

作物起源中心有俩个主要特征

起源中心分为初生起源中心和次生起源中心

同源系列规律 一年生草本作物间在遗传性状上存在一种相似的平行现象

根据驯化来源 将作物分为原生作物与次生作物

在育种中的意义

指导特异资源的收集

起源中心与抗源中心一致，不育基因与恢复基因并存与起源中心。因此，可在起源中心得到抗性材料与恢复基因

指导引种，避免毁灭性灾害

第三章 育种目标

1、 基本概念：育种目标

育种目标：是指在一定的自然、栽培和经济条件下，对计划选育的新品种提出应具备的优良特征特性

2、 现在农业对作物品种有何要求

高产、稳产、优质、适应机械化

各类作物的产量构成要素

不同产量构成因素不同

禾谷类作物：单位面积穗数、穗粒数、粒重

棉花：单位面积株数、株铃数、铃重、衣某某

大豆、油菜：单位面积株数、株荚数、荚粒数、粒重

各产量因素的乘积就是该作物的理论经济产量

高产育种策略

高产品种不仅要同化产物多，运转能力强，而且要有与之相应的贮藏器官。在高产育种和高产栽培中源库流3方面要符合高产要求，即源要足，库要大，流要畅，3者协调

为达到高产这一目的，将作物育种3个阶段。1.矮秆育种：通过降低个体的植株高度，增加密度。降低茎秆所占比重从而提高收获指数，另一方面，株高降低也可减少倒伏

2.理想株型育种：除矮秆外，按照人们的经济要求，把植株的形态特征和生理特性的优良性状都集中到一个植株上，使其获得最高的光能利用率，并能将光合产物最大限度地输送到籽粒上去，通过提高收获指数而提高籽粒产量

3.高光效育种：通过提高作物本身光合能力和降低呼吸消耗的生理指标而提高作物产量的育种方法.

因此，高产品种因该具有较高的光合能力、较低的呼吸消耗、光合机能保持时间长，叶面积指数大，收获指数高等特点

提高作物稳产的性状

稳产是优良品种的重要条件。它主要涉及品种对病虫害以及不良的气候、土壤等环境条件的抗耐性。想要保持和提高稳产性需要一下性状

抗病虫性：病虫害的蔓延与危害是农作物产量低而不稳的重要原因之一。要求作物对病虫害有相对抗性而不要绝对抗性。病虫害发生时，产量和品质的影响不很大，有一定的耐病性或耐虫性，就能使作物稳产

抗旱耐脊：我国有相当大面积的耕地分不在丘陵山区，土层薄、肥力低，产量低而不稳。无灌溉地区的耕地占全国耕地面积的半数以上，其中有些地区常年缺雨干旱，造成作物严重减产，因此品种具有抗旱耐瘠性对增强作物稳产性是十分必要的

抗倒伏：抗倒伏性对禾谷类作物至关重要。抗倒伏不仅降低产量，而且降低品质，不便于机械收获。因此抗倒伏也是稳产性的重要性状

适应性：适应性是指作物品种对生态环境的适应范围及程度，一般适应性广的品种，稳产性就好

引种和选择育种

基本概念：引种、气候相似论、生态因素、生态环境、生态类型、选择育种

引种：

生态环境：生态因素有气候的、土壤的、生物的，这些起综合性作用的生态因素的复合体称为生态环境。

生态类型：一种作物对一定地区的生态环境具有相应的遗传适应性，具有相似遗传适应性的一个品种类群称为作物生态类型。

选择育种：根据育种目标，从现有品种群体中直接利用自然变异，选出优良的变异单株，进行性状鉴定、选择并通过一系列试验，培育作物新品种的育种途径。

生态区：对一种作物具有大体相似的生态环境的地区。

引种的意义

①引进新品种，发展农业生产

②充实种质资源，促进品种选育

③利用作物的异地种植，提高产量

引种的基本原理

引种的气候相似性原理

气候相似论：原产地区与引进地区之前，影响作物生产的主要因素，应尽可能相似，以保证品种互相引种成某某的可能性。

生态条件和生态型相似性原理

与作物品种形成及生长发育有密切关系的环境条件为生态条件，生态条件相似的地区引入品种易于成某某，生态型是同一物种变种范围内 生物学特性，形态特征等方面均与当地的主要条件相适应，遗传结构也基本相似的作物类型。相同生态型之间，引种较易某某。

引种的基本步骤

引种计划的制定和引种材料收集：引入品种材料，首先应从生育期上估计哪些品种类型能适应本地自然条件和生产条件，而后确定从哪些地区引种和引入哪些品种

引种材料的检疫：引入后，要在检疫圃隔离种植，一旦发现新的病虫草，要彻底清除

引种材料的试验鉴定和评价：作物研引种进行XX生产必须要进行试验 要进行以下试验①观察试验 ②比较试验和区域试验 ③栽培试验

影响育种成某某的因素

（1）温度；各种作物品种对温度的要求不同，同种品种不同生育期的最适温度也不一样，有些作物必须经过低温诱导才能发育（2）光照；光照充足有利于作物生长，作物必须经过适合的光周期才能开花，根据作物对XX长度的反应可分为（3）纬度；纬度相同或相近地区之间的引种由于地区间XX长度和气温条件相近，相互引种其生育期和产量不会发生多大变化（4）海拔；海拔每升高100m 日平均气温要降低0.6摄氏度，所以引种要注意温度生态因子（5）栽培水平、耕作制度、土壤情况；原产地和引入地之间栽培水平、耕作制度、土壤情况相似育种易某某（6）植物的发育特性；作物感温性和感光性对作物引种有指导意义

高温短XX作物和低温长XX作物南种北引种生育期如何变化？引什么样的品种好

（1）根据生产需要确定引种目标答：（1）高温短XX作物南种北引时，若引春播品种，则生育期变晚，植株增高，营养器官变大，在适宜条件下，穗粒多，有可能增产；若引夏、秋播品种，则生育期变晚，甚至不能抽穗结实，所以应引早熟品种。

（2）低温长XX作物南种北引时，若引的是春性、弱冬性品种，则可能发生冻害，不结实；弱引冬性、强冬性品种，则会因温度降低，XX变长，表现为早熟，所以，应引晚熟品种。

选择育种的基本原理

基本原理是利用作物品种群体的自然变异和纯系学说。

作物品种自然变异现象和纯系学说：在自花授粉作物原始品种群体中，通过单株选择繁殖，可以分离出若干个不同的纯系，表明原始品种为各个纯系的混合群体，通过选择可以分离出这些纯系，这样的选择是有效的。

从同一纯系内继续选择是无效的，因为同一纯系的不同个体的基因型是相同的，它们之间的差异由环境因素所引起的，是不能稳定遗传的。它把变异分为可遗传的变异和不可遗传的变异（即环境的变异）。

作物品种自然变异的原因：

自然异交引起的基因重组；自然变异，由于环境改变和植物和种子内部生理生化变化引起的自发突变；新育成品种群体中的变异。

选择的基本方法及特点

选择的基本方法有：

（1）单株选择，即从品种群体中选择优良的个体，分别脱粒保存，翌年分别各种一小区（行），根据各小区植株的表现来鉴定上年当选个体的优劣，并据此淘汰不良个体的后代。

优点：选择效果好，可以对当选植株进行优劣鉴定，可追溯亲缘关系

缺点：工作量大，异化授粉作物发生衰退

（2）混合选择，即从品种群体中选择目标性状基本相似的个体，混合后加以繁殖，与原品种进行比较，从而培育新的品种。

优点：方法简单，正常生产的同时可提纯品种，适用于异花授粉作物，不发生衰退

缺点：选择效率低，不能进行后代鉴定

系统（纯系）育种和混合选择育种的程序

系统（纯系）育种程序：（1）优良变异个体的选择；（2）株行比较试验；（3）品系比较试验；（4）区域试验和生产试验；（5）品种审定与推广。

混合选择育种的程序：（1）从原始品种群体中进行混合选择；（2）比较试验；（3）繁殖和推广。

第五章 杂交育种

1、 基本概念：杂交育种、组合育种、超亲育种、单交、复交（三交、双交、四交）、回交的概念和符号

杂交育种：利用不用基因型的品种或类型杂交，创造变异，并从中进行鉴定选择，培育成符合生产需求的新品种。

组合育种：是将分属于不同品种的，控制不同性状的优良基因随机结合后形成各种不同的基因组合，通过定向选择育成集双亲优势于一体的新品种。其遗传机理主要是基因重组和互作。

超亲育种：是将双亲中控制同一性状的不同微效基因积累于一个杂种个体中，形成在该性状上超过亲本的类型。其遗传机理主要在于基因累加和互作。

2、 杂交育种的三理.大论基础

（1）利用基因重组，可综合双亲的优良性状，育成集双亲优点于一体的新品种；

（2）利用基因互作，产生新的性状，互作的基因在二亲本上，则通过杂交可使互补基因相互结合而产生新性状。

（3）利用基因累加，产生超亲性状，尤其是数量性状。

3、 杂交亲本选配的原则及其原理

亲本选配的原则：（1）双亲都具有较多的优点，没有突出的缺点，在主要性状上优缺点尽可能互补。这是选配亲本中的一条重要基本原则，其理论依据是基因的分离和自由组合。

（2）亲本之一最好是能适应当地条件、综合性状较好的推广品种。

（3）注意亲本间的遗产差异，选用生态类型差异较大，亲缘关系较远的亲本材料相互杂交。

（4）杂交亲本应具有较好的配合力。

常用的杂交方式有哪些？

杂交方式；杂交涉及的亲本数目以及配组及顺序

（1）单交：两亲本进行一次杂交。以AXB或A/B表示

（2）复交：三个或三个以上的亲本，要进行两次或两次以上的杂交。

三交：三个品种间的杂交，以（AXB）XC表示（或A/B//C）

双交：两个单交杂种再杂交一次，三品种双交用（AXB）X（BXC）表示（或C/A//C/B），

聚合杂交：采用复交和有限回交的方式，将分散在不同品种中的优良性状集中到重点改良的品种中

5、 杂种后代处理的方法、程序及各种方法的优缺点。

杂种后代的处理方法主要有两种：

（1）系谱法，在自花授粉作物和常异花授粉作物的杂种分离世代，自杂种第一次分离世代（单交F2，复交F1）开始选株，分别种植成某某，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。

优点：能较早集中精力于优良株系，可及时组织试验、示范、繁殖；系统间的亲缘关系十分清楚，便于查某某，便于研究。

缺点：中选率低，多基因控制的性状易丢失；工作繁重。

（2）混合法：在自花授粉作物的杂种分离世代，按组合混收种植，不加选择，知道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实验。

优点：早代不选，混收混种，工作简便；与系谱法比，多基因控制的优良性状不易丢失。

缺点：可能丢失早熟、耐肥、矮杆等类型；单株难选，因为对单株的上下代历史关系不清楚，不能进行比较，优良类型不易确定，育种年限较长。

6、 杂交育种程序的各个圃的工作内容

（1）原始材料圃：种植从国内外收集来的原始材料，分类型种植，每份种几十株。

（2）亲本圃：种植每年从原始材料圃中选出合乎杂交育种目的的材料亲本。

（3）选种圃：种植杂交组合各时代群体。

（4）鉴定圃：主要种植从选种圃升级的新品系。条播，种植密度接近XX生产，进行初步的产量比较试验及性状的进一步评定。

（5）品种比较试验：种植由鉴定圃升级的品系，或继续进行试验的优良品种。

（6）生产试验和多点试验：对若干表现突出优异的品种，可在品种比较试验的同时，将品种送到服务地区内，在不同地点进行生产试验，以便使品种经受不同地点和不同生产条件的考验，并其示范和繁殖作用。

第六章 回交育种

回交育种：两个亲本杂交后，以F1回交于亲本之一，根据育种目标从回交后代中选择特定植株仍回交于该亲本，如此连续进行若干次，再经自交选择育成新品种的方法，就称为回交育种。

轮回亲本：在回交育种中，用于多次回交的亲本，是目标性状的接受者，又称受体亲本。

非轮回亲本：只有第一次杂交时用的亲本，是目标性状的提供者，又称供体亲本。

回交的遗传效应和与意义

效应在回交过程中，杂合基因型逐渐减少，纯合基因型相应的增加纯合基因型变化的频率都是（1-1/2）

；回交和自交后代群体中纯合基因型性质不一样；在相同育种进程中，就一种纯合基因来说，回交比自交达到某种纯合基因型个体频率快。

意义 ①精确改良某个性状非常有效②控制育种群体发展方向③控制杂种后代群体规模

回交育种的优缺点

优点 ①可对育种群体的遗传变异进行较大程度的控制 既可保持轮回亲本的基本性状又能增 加非轮回亲本的目标性状②育种所需群体小，利于温室，异地，异季的加代和缩短育种年限 ③有利于打破目标基因和不利基因的连锁 ④ 有利于改良品种的推广

缺点 ①仅对原品种个别缺点进行改良，多数性状没多打提高 ②改良仅限于由少数主基因控制的性状，改良数量性状较困难 ③回交每一世代都需要人工杂交，工作量大 ④回交群体回复为轮回亲本基因型经常发生偏差

如何选择轮回亲本和非轮回亲本？

轮回亲本必须是各方面农艺性状都很好，只有个别缺点需要改造的品种，最好是在当地适应性强、产量高、综合形状好，经数年改良后仍有发展前途的推广品种。

非轮回亲本必须具有改进轮回亲本缺点所必需的基因，要求所要输出的性状必须经回交次数后，仍能保持足够的强度，同时其他性状也不能有严重的缺陷。非轮回亲本被转移的性状最好是简单的显性基因控制的，这样便于识别选择。

如果希望通过回交而转育的是一个质量性状，应该选择一个其他性状和轮回亲本尽可能相类似的非轮回亲本，这样可以减少为了恢复轮回亲本理想性状所必须的回交次数。

第七章 诱变育种

基本概念：诱变育种、诱变剂、外照射、内照射、半致死剂量、临界剂量

诱变育种：是利用理化因素诱发变异，再通过选择而培育新品种的育种方法。

诱变剂：可以诱发植物发生突变的因素 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 不但不同品种的种子田要彼此隔离，就是与同一品种级别较低的种子田和可能发生天然杂交的异种植物也要隔离；（3）采取合理的选择和留种方法；（4）在尚未稳定的群体中选株自交，使之达到纯合，增加品种群体中个体的遗传稳定性，然后从自交系中选株混合，建立一个优良而整齐一致的基础群体，同时从中选择多个自交株系，混合繁殖；（5）尽量减少长期的自然选择，保持品种原有的遗传平衡状态，或者加强人工选择，保留有利于人类的经济性状；（6）人工选择时注意原品种的典型性，不宜强调单一性状的选择，同时，要选留较多的个体，以免发生随机漂移，对产量性状的选择，应兼顾到几个有关的产量因素，选择标准应接近于群体的平均值，或按众数选择。

、 论述在生产上利用的一代杂交种（F1）种子生产技术程序

分为两个部分，一部分是常规技术，包括播前精细整地，保证墒情，一播全某某，肥水管理，田间去杂，母本去雄，辅助授粉。另一部分是特殊技术，内容包括：（1）确定制种田和亲本繁殖田面积比例；（2）设置隔离区；（3）确定父母本间种行比；（4）调节播期，确保花期相遇；（5）除去杂株；（6）及时去雄和辅助授粉；（7）父母本分收分种；（8）质量检查。

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