園藝植物育種學總論練習題部分附參考答案

園藝植物育種學總論練習題部分附參考答案一、名詞解釋1.種質資源2.引種馴化3.選擇育種4.芽變育種5.雜交育種6.遠緣雜交7.一般配合力8.特殊配合力9.雄性不育系10.自交不親和系11.誘變育種12.多倍體育種13.單倍體育種14.分子標記輔助育種15.種質創新16.輪回選擇17.品種審定18.品種權19.品種退化20.無性系育種【名詞解釋參考答案】1.種質資源：又稱遺傳資源，指一切具有特定種質或基因、可供育種及相關研究利用的各種生物類型，包括野生種、栽培種、人工創造的中間材料等，是性狀改良的遺傳物質基礎。廣義的種質資源涵蓋全球所有園藝植物的基因庫，狹義層面特指用于某一特定育種目標的遺傳材料集合。2.引種馴化：指將野生或栽培植物的種子、繁殖體從其自然分布區域或栽培區域引入新的生態環境，經過適應、篩選獲得正常生長繁殖并形成一定生產規模的過程，其中引種是將材料遷移至新環境，馴化是通過人工干預使植物遺傳性發生改變、適應新環境的核心環節。3.選擇育種：又稱系統育種，直接從現有品種群體出現的自然變異類型中，通過單株選擇、后代鑒定、比較試驗等程序，選育出符合育種目標的新品種的育種途徑，無需人工創造新變異，是最傳統、應用最廣泛的育種方法之一。4.芽變育種：芽變是發生在芽的分生組織細胞中的體細胞突變，芽變育種指從發生芽變的園藝植物群體中，篩選出性狀表現優良的變異單株或變異枝條，通過無性繁殖固定變異、培育新品種的方法，是無性繁殖園藝植物特有的重要育種途徑。5.雜交育種：指通過兩個或兩個以上遺傳性不同的親本進行人工雜交，創造新的變異群體，隨后在雜交后代中通過多代選擇、鑒定，獲得兼具雙親優良性狀、穩定遺傳的新品種的常規育種方法，是目前絕大多數園藝植物新品種培育的核心途徑。6.遠緣雜交：指分類學上種以上親緣關系的兩個親本之間進行的雜交，包含種間雜交、屬間雜交甚至科間雜交，能夠突破種內基因庫的限制，引入近緣野生種的抗逆、優質等優良基因，大幅拓展園藝植物的遺傳變異范圍。7.一般配合力：指某一親本品種與其他若干個品種雜交后，雜交后代在某一數量性狀上表現出的平均優勢水平，由基因的加性效應決定，能夠穩定遺傳，是篩選優異雜交親本的核心指標之一。8.特殊配合力：指某兩個特定親本雜交組合的后代性狀表現，與該組合雙親一般配合力預測的平均水平的差值，由基因的非加性效應（顯性、超顯性、上位性）決定，是配制強優勢雜種一代組合的核心篩選依據。9.雄性不育系：指雌性器官發育正常、雄性器官（花粉、花藥）發育退化或失活，無法自花授粉產生可育后代的植物品系，是雜交種子生產過程中免去人工去雄環節、大幅降低制種成本的核心材料，可分為細胞質雄性不育和細胞核雄性不育兩大類型。10.自交不親和系：指植物雌雄配子體發育完全正常，但開花后自花授粉或同株異花授粉無法完成受精、不能產生正常后代的遺傳品系，可分為配子體自交不親和和孢子體自交不親和兩類，也是十字花科園藝植物雜種一代種子生產的重要核心材料。11.誘變育種：指利用物理誘變源（射線、離子束、空間輻射等）或化學誘變劑處理植物的種子、幼苗、愈傷組織等材料，誘發植物基因組產生高頻突變，隨后從變異群體中篩選出符合育種目標的優良突變體培育新品種的育種途徑，能夠在短時間內創造出自然變異概率極低的新性狀。12.多倍體育種：指通過人工誘導手段使植物體細胞染色體組加倍，獲得染色體組數為3組及以上的多倍體植株，經過鑒定、篩選培育性狀優良新品種的育種方法，多倍體園藝植物通常表現出器官巨大性、抗逆性強、次生代謝物質含量高等特點。13.單倍體育種：指通過花藥培養、游離小孢子培養等手段獲得染色體組數僅為正常二倍體一半的單倍體植株，隨后通過染色體加倍獲得純合二倍體株系，直接選育新品種的育種方法，能夠將常規雜交育種需要6-8代的純合進程縮短至2代，大幅提升育種效率。14.分子標記輔助育種：指通過檢測與目標性狀基因緊密連鎖的DNA分子標記，在植物苗期甚至種子階段就能夠精準判斷個體是否攜帶目標基因，無需等待性狀發育完全后再進行表型選擇的育種技術，實現了從傳統表型選擇到基因型直接選擇的跨越。15.種質創新：指利用雜交、遠緣雜交、誘變、基因編輯等各類技術手段，對現有種質資源的遺傳組分進行優化重組，創造出自然界原本不存在的、具有特異性優良性狀的新種質材料，是連接種質資源收集保存和新品種選育的核心中間環節。16.輪回選擇：指通過一輪輪的“選擇-雜交-鑒定”循環流程，將分散在不同個體中的多個優良基因聚合到同一個群體中，不斷提升群體內目標性狀基因頻率、改良群體綜合表現的群體改良技術，常應用于異花授粉園藝植物的群體改良和優良自交系選育。17.品種審定：指由國家或省級農業農村主管部門設立的品種審定委員會，對新選育或新引進的園藝植物品種的特異性、一致性、穩定性（DUS）、適應性、豐產性、抗逆性等進行權威鑒定，確認其符合生產推廣標準后，發放品種審定證書的行政許可程序。18.品種權：又稱植物新品種權，是知識產權的一種類型，指國家審批機關依據相關法律法規，授予新品種培育者在一定時限內對其授權品種享有排他性的獨占生產、銷售、使用的權利，保障育種者的科研創新權益。19.品種退化：指園藝植物新品種在經過多年的栽培繁殖后，群體內出現純度下降、優良性狀丟失、產量品質抗逆性等綜合表現劣化，最終不再符合生產應用要求的現象，是園藝植物良種繁育過程中需要重點防控的核心問題。20.無性系育種：指利用扦插、嫁接、組織培養等無性繁殖手段，將通過選擇、雜交、誘變等途徑獲得的優良單株的遺傳性狀完全固定下來，培育出綜合性狀表現高度一致、無需經過有性世代分離的新品種的育種途徑，特別適用于蘋果、柑橘、葡萄等長期進行無性繁殖的果樹品種選育。二、填空題1.園藝植物育種的核心目標性狀通常涵蓋____、____、____、____、適應性與抗病蟲性五大類。2.根據瓦維洛夫的作物起源中心理論，中國起源中心是____、____、____等常見園藝作物的初生起源地。3.種質資源按照利用與改良程度可分為____、____、野生近緣種、人工創造的種質材料四大類。4.異地保存是目前全球應用最廣泛的種質資源保存方式，常規基因庫保存植物種子的適宜含水量為____，長期庫的貯藏溫度為____，可將種子壽命延長至50年以上。5.引種的兩大基本理論基礎分別是____和____。6.選擇育種的兩種基本選擇方法是____和____，其中____方法的選擇效率更高，適用于自花授粉園藝植物的遺傳改良。7.雜交育種的親本選配四大基本原則為____、____、生態類型差異大且地理起源遠、一般配合力高。8.遠緣雜交存在三大核心障礙，分別是____、____和雜種后代分離瘋狂、不易穩定。9.目前雜種優勢的常用度量指標分為三類，分別是____、超親優勢和____。10.利用雄性不育系進行雜交種子生產的三系配套體系核心包括____、____和恢復系三個核心材料。11.化學誘變育種中最常用的烷化劑類誘變劑為____，而誘導植物多倍體最常用的化學試劑為____，其作用機理是____。12.植物體細胞中含有____個及以上染色體組的個體稱為多倍體，根據染色體組的來源可分為____和異源多倍體兩類。13.目前常用的DNA分子標記技術可分為三大類，分別是基于分子雜交的分子標記、____和____。14.我國現行的園藝植物品種管理體系包含兩大核心類別，分別是主要農作物品種審定制度和____制度。15.品種退化的核心人為誘導因素包括____、____、長期無性繁殖引起的病毒積累等。16.雜交育種按照參與雜交親本的數量可分為單交、____、____、多親復合雜交等不同雜交方式。17.常規雜交育種的選育程序通常包含____、____、品種比較試驗、區域試驗和生產試驗五個核心環節。18.自花授粉園藝植物的天然異交率通常低于____%，異花授粉園藝植物的天然異交率高于____%。【填空題參考答案】1.豐產性品質性狀熟期性狀抗病蟲性（順序可調整）2.白菜蘿卜獼猴桃（或茶、柑橘等符合要求的作物均可）3.地方品種主栽品種4.5%~7%-18℃5.氣候相似論馴化理論6.單株選擇法混合選擇法單株選擇法7.雙親具有較多的優點、缺點互補親本之一必須適應當地生態生產條件8.遠緣雜交不親和遠緣雜種不育性9.平均優勢（超中親優勢）競爭優勢10.雄性不育系雄性不育保持系11.EMS（甲基磺酸乙酯）秋水仙素抑制細胞有絲分裂前期紡錘體的形成，使已經完成復制的染色體不能移向細胞兩極，細胞無法分裂為兩個子細胞，最終導致細胞染色體組加倍12.3同源多倍體13.基于PCR的分子標記基于高通量測序的新型分子標記14.非主要農作物品種登記15.機械混雜生物學混雜16.回交雙交17.親本選擇與選配雜交組合配置與雜種后代選擇18.550三、單項選擇題1.下列園藝植物中屬于典型異花授粉作物的是（）A.番茄B.黃瓜C.豌豆D.水稻2.秋水仙素誘導植物多倍體的最佳處理部位是（）A.成熟葉片B.木質化枝條C.分生組織旺盛的幼芽或萌動種子D.老化根系3.下列變異類型中屬于芽變的是（）A.蘋果園里出現的抗病實生苗B.葡萄枝條上出現的果粒顯著增大的變異芽條C.番茄群體中出現的自然雜交株D.大白菜群體中出現的感病植株4.克服遠緣雜交不親和現象的最常用有效方法是（）A.苗期加倍B.幼胚搶救C.蕾期授粉D.人工去雄5.下列關于一般配合力的描述正確的是（）A.由基因加性效應決定，可穩定遺傳B.由基因非加性效應決定，可穩定遺傳C.由基因加性效應決定，不可穩定遺傳D.由基因非加性效應決定，不可穩定遺傳6.我國首個針對植物新品種保護的專門法律法規是（）A.《中華人民共和國種子法》B.《植物新品種保護條例》C.《主要農作物品種審定辦法》D.《非主要農作物品種登記辦法》7.下列種質資源保存方法中屬于離體保存的是（）A.建立自然保護區保存野生蘋果資源B.在種質資源圃內保存成年柑橘植株C.在液氮中保存草莓莖尖分生組織D.在低溫庫中保存白菜種子8.誘變育種中目前公認的最適宜的誘變后代選擇世代是（）A.M1代B.M2代C.M5代D.M10代9.下列育種方法中能夠快速獲得完全純合株系的是（）A.雜交育種B.選擇育種C.單倍體育種D.多倍體育種10.十字花科蔬菜利用自交不親和系配制雜交種時，父母本的制種比例通常為（）A.1:1B.2:1C.3:1D.10:111.下列哪種現象不屬于品種退化的表現（）A.番茄品種的果實形狀整齊度下降B.白菜品種的抗病毒病能力大幅降低C.葡萄品種的單果重性狀分離明顯D.新品種在推廣初期產量水平略低于老品種12.目前園藝植物分子標記輔助育種中應用最廣泛的高通量分子標記類型是（）A.RFLP標記B.SNP標記C.RAPD標記D.AFLP標記13.下列遠緣雜交后代材料中屬于異源多倍體的是（）A.二倍體西瓜染色體加倍獲得的四倍體西瓜B.番茄與馬鈴薯體細胞融合獲得的番茄薯C.二倍體葡萄染色體加倍獲得的四倍體葡萄D.二倍體草莓染色體加倍獲得的四倍體草莓14.選擇育種中的單株選擇法又被稱為（）A.混合選擇法B.集團選擇法C.系統選擇法D.表型選擇法15.雄性不育三系配套體系中，保持系的核心功能是（）A.給不育系授粉后后代仍然保持雄性不育特性B.給不育系授粉后后代恢復雄性可育特性C.自身雄性不育雌性可育D.自身雄性不育雌性不育【單項選擇題參考答案】1.B2.C3.B4.C5.A6.B7.C8.B9.C10.A11.D12.B13.B14.C15.A四、多項選擇題1.園藝植物種質資源的核心保存方式包括（）A.就地保存B.異地保存C.離體保存D.基因文庫保存2.下列屬于遠緣雜交育種優勢的是（）A.大幅拓展遺傳變異范圍B.可引入野生種抗逆優質基因C.創造自然界不存在的新物種類型D.育種周期短，后代穩定快3.雜種優勢利用必須滿足的核心條件包括（）A.親本間具有強雜種優勢B.親本純度高、農藝性狀優良C.具備高效低成本的雜交制種技術體系D.親本為遠緣雜交獲得的材料4.誘變育種的技術特點包括（）A.誘發突變的頻率顯著高于自然突變B.變異方向不可控，需大量處理篩選群體C.能夠有效改良品種的單一不良性狀D.不會出現染色體畸變等不利變異5.多倍體園藝植物通常表現出的優良性狀包括（）A.器官巨大性B.次生代謝產物含量提升C.抗逆性顯著增強D.育性顯著提升6.下列措施中能夠有效防止品種生物學混雜的是（）A.不同品種間設置合理的隔離距離B.花期錯期播種C.及時去雜去劣D.增加施肥量7.分子標記輔助育種相較于傳統表型選擇的優勢包括（）A.不受植物生長發育階段限制B.不受環境條件影響C.能夠精準定位多基因控制的數量性狀位點D.篩選效率大幅提升8.芽變育種的主要遺傳學基礎包括（）A.基因突變B.染色體數目變異C.染色體結構變異D.基因重組9.回交育種的核心技術優勢包括（）A.能夠定向改良現有優良品種的單一不良性狀B.后代性狀穩定速度快C.預見性強，選擇效率高D.可以聚合任意遠緣種的優良基因10.我國非主要農作物品種登記制度要求登記品種必須滿足的條件包括（）A.特異性B.一致性C.穩定性D.符合農業生產安全要求【多項選擇題參考答案】1.ABCD2.ABC3.ABC4.ABC5.ABC6.ABC7.ABCD8.ABCD9.ABC10.ABCD五、簡答題1.簡述園藝植物育種的主要目標及不同作物的目標側重差異。參考答案：園藝植物育種的總體目標可以歸納為五大維度：第一是豐產性，通過改良株型、優化光合效率、提升坐果率等途徑提升單位面積產量，是大田作物和果蔬作物最基礎的育種目標；第二是品質性狀，涵蓋外觀品質、風味品質、營養品質、加工品質等細分類型，是園藝植物相較于糧食作物優先級更高的育種目標，比如鮮食番茄重點改良風味和可溶性固形物含量，加工番茄重點改良果實硬度和番茄紅素含量；第三是熟期性狀，通過改良開花結果期實現提早或延后上市，調節市場供應期，比如設施專用的白菜品種重點培育極早熟耐抽薹類型；第四是抗病蟲性，通過培育抗病品種減少化學農藥使用量，保障農產品質量安全，是蔬菜育種的核心攻關方向；第五是適應性，重點改良植物對極端溫度、鹽堿、干旱等非生物逆境的耐受能力，以及適配設施栽培、機械化采收等新型生產模式的特殊性狀。不同類型園藝作物的目標側重存在顯著差異：一二年生蔬菜作物優先考慮豐產、抗病、熟期配套；果樹等多年生無性繁殖作物優先考慮品質提升、不同成熟期品種配套；花卉作物優先考慮花型、花色、花期、觀賞壽命等商品性狀改良。2.比較單株選擇法與混合選擇法的優缺點與適用場景。參考答案：單株選擇法的優點：第一，選擇效率高，對變異個體進行嚴格的后代鑒定，能夠快速將遺傳性優良的變異單株從群體中分離出來，有效排除環境飾變的干擾；第二，獲得的新品系遺傳純度高，群體整齊度好。單株選擇法的缺點：第一，育種過程中需要分株收獲、分株種植、單獨鑒定，操作流程復雜，人力成本高；第二，對于異花授粉植物，長期連續多代單株選擇會導致遺傳基礎狹窄，出現生活力衰退、自交退化現象。單株選擇法適用于自花授粉、常異花授粉園藝植物的新品種選育，也可用于常規雜交育種的后代分離群體的選擇。混合選擇法的優點：第一，操作流程簡單，不需要單株留種單獨鑒定，能夠在短期內獲得大量種子投入生產；第二，群體遺傳基礎豐富，不會因連續選擇出現遺傳漂變和生活力衰退，對異花授粉植物更為友好。混合選擇法的缺點：無法對單株的后代表現進行鑒定，環境飾變等非遺傳變異無法被剔除，選擇效率低，獲得的群體遺傳純度低，整齊度差。混合選擇法適用于改良地方品種的綜合性狀、進行群體改良，以及育種材料的初步篩選階段。3.簡述遠緣雜交育種三大障礙的常用克服方法。參考答案：針對遠緣雜交不親和的受精前障礙，常用克服方法包括：一是選擇地理起源遠、染色體倍性高的親本作為母本，提升雜交受精概率；二是采用蕾期授粉、重復授粉、混合花粉授粉、蒙導授粉等人工干預授粉方式，突破受精障礙；三是提前對雜交親本的柱頭進行物理或化學處理，破除柱頭的識別屏障；四是通過橋梁親本介導，先與和雙親都親和的中間材料雜交，再導入目標基因。針對遠緣雜種不育的受精后幼胚發育障礙，最核心的克服方法是幼胚搶救技術，在遠緣雜種幼胚發育尚未敗育之前將其從胚珠中剝離出來，在人工培養基上進行離體培養獲得再生植株，此外還可以通過子房培養、胚珠培養等輔助手段提升幼胚拯救的成功率。針對遠緣雜種后代分離瘋狂、不易穩定的障礙，常用方法是對遠緣雜種一代的體細胞進行染色體人工加倍，獲得雙二倍體植株，讓雜種后代的染色體組完全純合，大幅縮短分離穩定的時間，同時結合回交技術將不良性狀快速剔除，定向改良農藝性狀。4.簡述利用雄性不育系培育園藝植物雜交品種的完整技術流程。參考答案：完整的技術流程分為三個核心階段：第一階段是雄性不育源的獲得，通過自然群體篩選、遠緣雜交轉育、人工誘變、基因工程編輯等途徑獲得穩定遺傳的雄性不育初始材料；第二階段是三系配套選育，以初始不育源為核心，測交篩選能夠保持其雄性不育特性的保持系，再測交篩選能夠恢復其花粉育性的恢復系，完成不育系、保持系、恢復系三系的穩定培育與性狀純合，其中不育系需要連續6代以上回交轉育，確保農藝性狀完全與生產主栽品種一致，不育株率達到100%，不育度達到99%以上；第三階段是強優勢組合篩選與制種體系構建，利用培育好的不育系與大量優良自交系進行測交組合鑒定，篩選出雜種優勢表現最強的目標雜交組合，隨后建立不育系的繁殖體系（不育系×保持系，后代仍然為不育系）和雜交種生產體系（不育系×恢復系，后代為生產用雜交種），配套標準化的隔離、去雜、采種技術規范，實現雜交種的規模化低成本生產。六、論述題1.結合番茄育種的生產實際，論述如何將多種育種技術整合應用培育優質多抗設施專用番茄新品種。參考答案：設施番茄生產對新品種提出了明確的要求：需要具備耐低溫弱光、抗多種常見病害（番茄黃化曲葉病毒病、灰霉病、晚疫病）、可溶性固形物含量高、風味濃郁、坐果整齊、適合長季節栽培等綜合性狀。整合多技術的育種流程如下：第一步，開展種質資源精準評價與篩選，收集全球范圍內的番茄野生近緣種、地方品種、主栽品種共1200份以上，利用苗期人工接種抗病性鑒定、逆境脅迫篩選、品質理化分析等手段，篩選出攜帶Ty-1、Ty-3抗黃化曲葉病毒基因、抗灰霉病基因、耐低溫弱光性狀的野生多毛番茄種質資源作為供體親本，篩選出農藝性狀優良、果實大、坐果率高的設施主栽品種作為受體親本。第二步，通過遠緣雜交結合幼胚拯救技術，將野生番茄的抗逆抗病優良基因導入栽培番茄，再通過連續6代回交轉育結合分子標記輔助前景選擇與背景選擇