2026年農學專業(作物育種)試題及答案

2026年農學專業(作物育種)試題及答案一、名詞解釋（每小題3分，共30分）1.HapEd精準單倍體介導基因編輯技術參考答案：該技術是2022年以來國內作物育種領域產業化落地的核心前沿技術，通過CRISPR-Cas9系統靶向編輯作物單倍體誘導系的花粉活性、單倍體誘導關鍵基因MTL，將玉米單倍體自然誘導率從傳統的5%~8%提升至15%~20%，水稻、小麥單倍體誘導率從不足2%提升至8%~12%，可直接對雜交當代的目標性狀位點進行定向編輯，一步獲得純合的編輯后代材料，省去傳統雜交育種6~8代連續自交純化的過程，育種周期較常規單倍體育種縮短40%以上，且編輯后代無外源轉基因片段整合，符合我國基因編輯作物簡化審定規則。2.全基因組選擇育種值估計準確性（r_gEBV）參考答案：指通過全基因組覆蓋的SNP標記對候選育種材料的估計育種值（gEBV）與該材料后續田間實測的真實育種值之間的相關系數，是評估全基因組選擇體系有效性的核心指標。當前主流作物的訓練群體規模達到目標育種群體的2.5~3倍時，r_gEBV可達到0.7~0.8，相比傳統基于系譜的育種值估計準確性提升60%以上；當訓練群體規模超過目標群體4倍時，準確性進入平臺期，提升幅度不足5%。3.栽培種-野生種染色體片段置換系群體（CSSL）參考答案：以主栽栽培品種為輪回親本，經過至少6代回交結合分子標記背景選擇，將野生近緣種的全基因組染色體片段逐個導入到栽培種遺傳背景中構建的群體，該群體除了單個野生種導入片段存在分離外，其余遺傳背景與輪回親本完全一致，是精準定位野生種質中有利抗逆、高產等位基因，打破“野生種質連鎖累贅”的核心遺傳材料，目前國內已經完成水稻普通野生稻、小麥簇毛麥、玉米大芻草的全套CSSL群體構建工作。4.作物馴化綜合征參考答案：指作物從野生種向栽培種人工馴化過程中，協同發生的一系列性狀趨同變異的集合，具體包括野生種落粒性喪失、種子休眠性減弱、植株頂端優勢增強、穗粒數/單株結果數顯著提升、生育期同步性提升、器官可食用部分體積顯著增大等特征，該類性狀的變異通常由2~5個主效QTL控制，是作物人工選擇過程中遺傳改良的最早靶點。5.相互半同胞輪回選擇參考答案：異花授粉作物群體改良的經典方案，針對兩個遺傳背景差異大、雜種優勢群劃分明確的基礎群體A和B，每一輪選擇分別從A群體中選出100個優良單株與B群體的測交種進行產量/抗性鑒定，從B群體中選出100個優良單株與A群體的測交種進行鑒定，最終選出排名前10%的優良單株分別在A、B群體內部自由授粉重組，同時同步改良兩個群體的一般配合力和特殊配合力，每輪選擇的產量遺傳增益可達2%~5%，經過6~8輪改良的兩個群體組配的雜交種產量可比基礎群體組配的組合提升30%以上。6.持久非小種專化水平抗性參考答案：作物抗病性分類體系中，區別于主效基因控制的小種專化垂直抗性的抗性類型，通常由3~10個微效抗病基因協同控制，不會隨著病原菌小種的變異快速喪失抗性，抗性表現為降低病原菌的侵染效率、減慢病原菌在植株體內的擴展速度、減少產孢量，抗病性的持久度可維持10~15年以上，是當前作物抗赤霉病、抗紋枯病、抗晚疫病等復雜病害育種的核心改良目標。7.作物表觀育種參考答案：不改變作物基因組DNA堿基序列，通過定向修飾DNA甲基化、組蛋白乙酰化、小RNA表達水平等表觀遺傳位點，獲得可穩定遺傳的優良變異材料的育種技術，目前在番茄、水稻、玉米中已經通過表觀編輯獲得了抗旱性提升30%、單果重提升20%的非轉基因新種質，該類材料無需進行轉基因安全評價，可直接通過常規品種審定通道進入產業化應用。8.品種審定綠色優質特異類型參考答案：根據我國2024年新修訂的《主要農作物品種審定辦法》，除了高產類型之外的特殊品種審定通道，具體包含低氮肥利用效率提升20%以上的綠色節水節肥品種、品質達到國家一級優質標準的專用品種、適應灘涂/鹽堿地等邊際土地種植的耐逆專用品種、功能營養強化品種四類，該類品種的產量可比當地主栽對照品種低5%以內即可通過審定。9.雜種優勢群高通量劃分方法參考答案：基于全基因組SNP標記的遺傳距離聚類結果，結合多年多點配合力測定數據，將某一作物的全部種質資源劃分為若干個遺傳背景獨立、群間雜交組配雜種優勢顯著的類群的技術體系，目前我國玉米種質已經明確劃分為Reid、Lancaster、唐四平頭、旅大紅骨、熱帶亞熱帶種質5個核心雜種優勢群，水稻種質劃分為秈稻、粳稻兩大亞種下的6個雜種優勢群，群間雜交組合的平均雜種優勢比群內組合高25%以上。10.作物生態育種避逆性適配性參考答案：針對不同生態區的極端逆境發生規律，定向選育出通過自身物候期調整、器官結構改變主動避開逆境危害的品種的適配性指標，比如黃淮麥區小麥選育的早熟品種可以主動避開后期干熱風危害，長江流域早稻選育的短生育期品種可以主動避開7月下旬的高溫熱害，該類性狀的育種改良成本遠低于耐逆性改良，實際生產中的減災效果可達80%以上。二、填空題（每空1分，共20分）1.2025年我國農業農村部發布的《生物育種產業化應用推進實施方案》明確，無外源基因整合的定向編輯作物，目標性狀為______、______、______三類的可申請簡化審定程序。參考答案：增產增效、抗病蟲、耐除草劑2.經典數量遺傳學中，水稻千粒重性狀的狹義遺傳力約為______，穗粒數性狀的狹義遺傳力約為______，分蘗數性狀的狹義遺傳力約為25%。參考答案：85%、35%3.截至2025年底，我國共有______個基因編輯作物新品系通過正式品種審定，覆蓋高油酸大豆、抗除草劑水稻、香味鮮食玉米、抗白粉病小麥四大作物類型，累計推廣面積突破1200萬畝。參考答案：174.作物耐旱性田間脅迫鑒定的標準處理時期設置在______，0~20cm耕層土壤相對含水量控制在______，脅迫處理15天后測定葉片相對含水量、氣孔導度等抗逆指標。參考答案：孕穗期、40%~45%5.作物遠緣雜交F1代育性恢復的常規技術路徑包括染色體加倍、______、靶向編輯減數分裂同源配對相關基因三類。參考答案：回交漸滲6.我國當前黃淮海區試的小麥高產對照品種為______，長江中下游秈稻區試的常規稻對照品種為______，東北春玉米區試的對照品種為鄭單958。參考答案：周麥36、黃華占7.BSA極端混池性狀定位技術中，針對某一目標性狀從分離群體中選擇______個極端單株分別構建兩個混池，測序深度設置為每個混池______×覆蓋度即可完成主效QTL的初定位。參考答案：30~50、208.兩系法雜交水稻的核心不育系為光溫敏不育系，在______條件下表現為不育用于雜交制種，在短日照低溫條件下表現為可育用于自交繁殖不育系。參考答案：長日照高溫9.作物種質資源精準鑒定的“五維評價體系”具體包含基因型鑒定、______、抗性鑒定、品質鑒定、______五個核心模塊。參考答案：全生育期表型鑒定、配合力測定10.雜交種品種的種子生產中，親本的原原種擴繁世代不能超過______代，防止親本遺傳背景混雜退化，生產用種的純度標準不能低于______。參考答案：3、96%三、判斷題（每小題2分，共20分）1.全基因組選擇體系中訓練群體的規模越大，gEBV估計的準確性會呈現線性持續升高的趨勢。（×）參考答案：當訓練群體規模達到目標育種群體的3倍以上時，gEBV估計準確性進入平臺期，繼續擴大規模帶來的準確性提升不足5%，不存在線性升高的規律。2.作物遠緣雜交獲得的F1代完全不育的情況下，只能通過染色體加倍的方式恢復育性。（×）參考答案：當前可通過靶向編輯調控減數分裂同源重組的REC8基因，促進部分同源染色體配對，可直接恢復遠緣雜交F1代30%以上的可育性，無需染色體加倍處理。3.小麥抗赤霉病主效基因Fhb7來自于簇毛麥野生近緣種，目前已經通過分子標記輔助選擇導入到全國超過80%的黃淮麥區新品種中。（√）4.作物雜交育種中，雙親的遺傳差異越大，配置的雜交組合后代出現超親優良單株的概率越高。（×）參考答案：雙親遺傳差異過大的情況下，雜交后代的分離群體中不利性狀連鎖累贅嚴重，符合育種目標的優良單株概率反而下降，雙親的遺傳差異控制在中等水平時，超親變異概率最高。5.表觀育種獲得的優良變異材料未改變基因組DNA堿基序列，不屬于轉基因生物范疇，無需進行生物安全評價。（√）6.品種區域試驗中試點數量設置的越多，試驗結果的準確性就一定越高。（×）參考答案：當試點數量超過生態區布點合理閾值（黃淮麥區小麥區試布點15個即可覆蓋全部生態類型）時，繼續增加試點會引入過多的極端環境誤差，反而降低試驗結果的代表性。7.玉米單交種的雜種優勢主要來源于顯性效應和超顯性效應，上位性效應對雜種優勢的貢獻占比不足10%。（√）8.混合選擇法適合對異花授粉作物的開放群體進行改良，不適合對自花授粉作物的種質群體進行改良。（×）參考答案：混合選擇法也可用于自花授粉作物的品種提純復壯、適應性改良，每輪選擇可去除群體中混雜的退化單株，群體產量可提升5%左右。9.基因編輯作物只要沒有插入任何外源DNA片段，就可以直接進入商業化推廣環節，無需經過品種審定。（×）參考答案：無外源片段的基因編輯作物仍需要完成至少兩年的品種比較試驗，符合審定標準后才可進入商業化推廣。10.作物產量這類數量性狀的改良，通過輪回選擇的方法獲得的長期遺傳增益顯著高于通過系譜選擇的改良效果。（√）四、簡答題（每小題8分，共48分）1.簡述作物雜交育種選配親本的五大核心基本原則參考答案：第一，雙親必須具備育種目標要求的核心優良性狀，且目標性狀之間能夠實現互補，比如選育抗赤霉病高產品種時，選擇高產主栽品種為母本，選擇高抗赤霉病種質為父本，實現產量和抗性的性狀互補；第二，雙親的遺傳背景屬于適應性良好的當地主栽種質，避免引入生態適應性差異過大的外來種質，保證后代材料的基礎適應性達標；第三，雙親的遺傳差異控制在中等水平，親緣關系距離為0.3~0.5之間，既可以保證后代出現足夠的超親變異，又不會出現過多的不利性狀分離；第四，雙親的一般配合力都處于較高水平，保證雜交組合的整體后代表現穩定優良；第五，優先選擇當地推廣面積大、綜合性狀優良的品種作為親本之一，降低后代材料整體性狀改良的難度。2.簡述基于BSA極端混池測序技術的作物性狀定位操作流程和適用場景參考答案：操作流程具體分為5步：第一，構建目標性狀分離群體，利用兩個性狀差異顯著的親本配置雜交組合，自交獲得F2分離群體或者RIL重組自交系群體，群體規模不小于200株；第二，在目標性狀的關鍵發育時期進行表型精準鑒定，從群體中選出30~50個性狀極端正向的單株和30~50個性狀極端負向的單株，分別提取等量DNA構建兩個極端混池；第三，對兩個混池和兩個親本進行全基因組重測序，測序深度親本10×，混池20×，開發全基因組覆蓋的SNP標記集；第四，計算兩個混池之間的SNP指數差值（△SNP-index），通過置換檢驗篩選出顯著性閾值以上的基因組區段，完成目標性狀主效QTL的初定位；第五，在初定位區段開發KASP分子標記，對分離群體進行基因型驗證，完成基因的精細定位。該技術適用于質量性狀、主效基因控制的數量性狀的快速定位，尤其是沒有構建參考遺傳圖譜的非模式作物，可省去大量的分子標記開發工作量，定位周期可從傳統的1~2年縮短到3~6個月，不適用于由超過10個微效基因控制的復雜數量性狀的定位。3.簡述作物雜種優勢利用中三系法、兩系法、智能不育系的技術迭代邏輯和效率差異參考答案：技術迭代邏輯核心是不斷降低不育系選育難度、提升制種純度、降低制種成本。三系法需要保持系、不育系、恢復系三個配套材料，不育系選育周期長，恢保關系受遺傳背景限制，制種純度約95%，制種成本高，水稻三系法組合的雜種優勢利用效率約為70%；兩系法利用光溫敏核不育系，不需要保持系，不育系選育難度降低，配組自由度比三系法提升60%，制種純度提升到98%，但不育系育性容易受極端溫度異常影響導致制種失敗，每年兩系法雜交水稻的制種風險約為5%；智能不育系利用CRISPR技術靶向編輯育性核心基因，育性不受環境溫度光照影響，通過轉基因的保持系就可以批量生產100%非轉基因的不育株，制種純度可以達到100%，制種成本比兩系法降低30%，配組自由度幾乎不受遺傳背景限制，是當前雜種優勢利用的最新主流技術路徑。4.簡述綠色優質作物品種的主要評價指標和配套鑒定方法參考答案：核心評價指標分為三類：第一是綠色性狀指標，具體包含氮肥利用效率比當地主栽品種高20%以上、磷肥利用效率高15%以上、用水量節約30%以上、主要病害達到中抗以上水平，配套鑒定方法采用兩年定點的低氮脅迫、低磷脅迫、干旱脅迫田間小區試驗，結合病原人工接種鑒定進行評價；第二是品質指標，專用品種的品質指標達到國家一級以上標準，比如強筋小麥的濕面筋含量≥32%、穩定時間≥20min，高油酸大豆的油酸含量≥75%，配套鑒定方法采用近紅外無損檢測結合農業部谷物品質監督檢驗測試中心的標準化學測定方法進行評價；第三是生態適應性指標，品種適應邊際土地種植的耐鹽堿能力達到0.3%以上鹽堿地存活率不低于85%，配套鑒定方法采用不同梯度鹽堿地的多年多點種植試驗進行評價。5.簡述外來野生種質資源在我國作物育種改良中的利用路徑和典型案例參考答案：利用路徑分為三步：第一是種質資源的精準鑒定，對引進的野生近緣種資源進行基因型、抗性性狀的全面鑒定，挖掘其中的有利等位基因；第二是通過遠緣雜交結合連續回交構建染色體片段置換系，消除野生種質的不利連鎖累贅，將目標有利基因導入到栽培品種的遺傳背景中；第三是通過分子標記輔助選擇將野生種質的有利基因聚合到主栽品種中，培育出綜合性狀優良的新品種。典型案例包括：從簇毛麥中克隆的抗白粉病基因Pm21，導入小麥主栽品種后實現了對白粉病的免疫抗性，目前已經覆蓋我國超過2億畝小麥種植面積；從普通野生稻中克隆的抗稻瘟病基因Pi9，將雜交稻的稻瘟病抗性提升到抗級水平，減少農藥使用量40%以上；從玉米野生近緣種大芻草中導入的高產QTL，將玉米產量提升10%以上，已經應用到我國玉米新品種培育中。6.簡述作物品種區域試驗的主要誤差來源和控制方法參考答案：核心誤差來源分為四類：第一是土壤肥力差異帶來的試驗誤差，占總誤差的45%左右，控制方法采用標準化的隨機區組試驗設計，增加區組重復數量，試驗區組沿土壤肥力梯度橫向排列，每一個重復內的土壤肥力差異控制在5%以內；第二是田間管理操作帶來的人為誤差，占總誤差的25%左右，控制方法采用統一的田間管理標準，同一試點的播種、施肥、收獲操作全部在24小時內完成，所有小區的操作由同一組人員完成；第三是極端環境脅迫帶來的環境誤差，占總誤差的20%左右，控制方法采用多年多點的試驗設計，試點數量設置為12~15個，覆蓋整個生態區的不同環境類型，消除單點極端異常環境帶來的結果偏差；第四是取樣測定帶來的誤差，占總誤差的10%左右，控制方法采用標準化的考種測定流程，每個小區的產量測定全部采用小區實收脫粒、水分校正到標準含水量后計算實際產量，避免人為取樣帶來的偏差。五、論述題（每小題16分，共32分）1.結合我國2025-2030年生物育種產業發展規劃，論述傳統常規育種和前沿生物技術融合的實現路徑，以及破解核心種源“卡脖子”問題的可行方案參考答案：我國當前作物育種領域的核心痛點是部分作物的核心種質資源利用效率不足，前沿技術與常規育種體系存在“兩張皮”問題，無法實現產業化快速落地，二者融合的核心路徑可以分為三個層面：第一是前端種質資源鑒定層面，利用全基因組測序、多光譜表型采集的前沿技術，對我國現存的52萬份作物種質資源完成全面的精準鑒定，構建包含基因型、表型、抗性、配合力的大數據數據庫，徹底摸清種質資源的家底，改變過去傳統種質資源“存而不用”的問題；第二是中間育種選擇層面，將全基因組選擇、智能不育、單倍體快速純化的前沿技術融入到傳統的田間育種流程中，用分子標記選擇替代過去的田間人工表型選擇，將育種周期從傳統的8~10年縮短到3年左右，育種效率提升2倍以上，比如玉米育種中，在苗期通過KASP標記直接篩選聚合了多個抗病高產基因的優良單株，淘汰90%的不符合目標要求的單株，減少田間種植規模70%，大幅降低育種成本；第三是后端品種測試層面，利用AI大數據模擬品種的多年多點適應性表現，將品種區試的測試周期從傳統的2年縮短到1年，提前預測品種的推廣適配區域，加速新品種的推廣速度。破解核心種源“卡脖子”問題的可行方案具體分為三點：第一是建立全國統一的種質資源共享利用平臺，打破不同科研單位之間的種質資源壁壘，利用引進的CIMMYT、國際水稻所的優異外來種質資源，通過輪回選擇進行群體改良，自主培育出我國獨有的優良骨干自交系，改變過去部分蔬菜、玉米品種依賴進口種質的局面；第二是建立生物育種企業為主體的商業化育種體系，推動前沿育種技術的產業化落地，鼓勵龍頭企業建立自己的分子育種實驗室和大型試驗站，大幅提升育種投入強度，培育出具備國際競爭力的突破性新品種；第三是完善生物育種的產業化推廣配套政策，穩步推進基因編輯作物的商業化應用，用3~5年的時間實現我國主要糧食作物的自主品種覆蓋率達到100%，從根本上解決核心種源安全問題。2.論述智慧育種技術體系在作物表型采集、大數據整合、組合預測方面的應用進展，以及如何進一步提升我國育種的整體效率