山西农业大学作物育种学总论
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第1章作物繁殖方式与品种类型2.从作物育种的角度,简述自交和异交的遗传效应。
自交的遗传效应1.保持纯合基因型(自花授粉作物良种繁育的依据)2.使杂合后代基因型趋于纯合,并发生性状分离,每自交1代,杂合基因型减半; 杂合基因多,纯合慢【杂交育种、纯系(自交系)品种选育依据】3.后代生活力衰退杂合基因型作物自交后代生活力衰退(自交衰退);自花授粉作物杂交种也有衰退现象。
异交的遗传效应1.异交形成杂合基因型2.增强后代的生活力。
3.根据品种群体内个体同源染色体等位基因以及个体间基因型的情况,可将不同的品种归纳为哪几种群体类型?自交(纯)系品种(pure line cultivar)杂交种品种(hybrid cultivar)群体品种(population cultivar)无性系品种(clonal cultivar)第2章种质资源1.名词解释种质资源(germplasm resources):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。
起源中心:凡遗传类型有很大的多样性且比较集中、具有地区特有变种性状和近亲野生(栽培)类型的地区。
初生中心:最初始的起源地(原生起源中心;)次生中心:作物由原生起源中心地向外扩散到一定范围时,在边缘地点又会因作物本身的自交和自然隔离而形成新的隐性基因控制的多样化地区。
原生作物:人类有目的驯化的植物(小麦、大麦、玉米、棉花等)。
次生作物:与原生作物伴生的杂草,当其被传播到不适宜于原生作物而对杂草生长有利的环境时,被人类分离而成为栽培的主体作物(燕麦和黑麦)。
遗传多样性:基因库或基因银行(gene pool,gene bank):指储备的具有形形色色基因资源的各种材料。
初级基因库( gene pool 1 ):资源材料间能相互杂交,正常结实,无生殖隔离,杂种可育,染色体配对良好,基因转移容易。
次级基因库( gene pool 2 ):资源间的基因能转移。
存在生殖隔离,杂交不实或杂种不育,须借助特殊育种手段实现基因转移。
可编辑修改精选全文完整版一、异花授粉作物花器构造特点1、雌雄异株:雌花和雄花分别生长在不同的植株上,如大麻、菠菜等;2、雌雄同株异花:雌花和雄花分别着生在同一植株的不同部位,如玉米、黄瓜;3、雌雄同花,但自交不亲和:如甘薯、白菜、向日葵等。
二、异花授粉作物的传粉特点异花授粉作物的传粉主要途径:1、靠风传粉2、靠昆虫传粉在异花授粉作物中,以雌雄异株的自然异交率为最高,达100%,玉米的自然异交率在96% 左右。
总的说来,这类作物的自然异交率在50-100%之间。
三、异花授粉作物的遗传特点1、异质性:由于异交率极高,个体的遗传组成具有高度的杂合性,群体内个体间的基因型具有高度的异质性;2、分离不稳定:单个个体的后代分离大;3、自交显著退化:自交衰退严重。
四、异花授粉作物的基因型1、开放授粉条件下:品种群体的基因型是高度杂合的,群体内个体间的基因型是异质的,因此,它们的表现型是多种多样的,且基因型和表现型不一致;2、在一个封闭系统中:将保持遗传平衡状态。
五、异花授粉作物的遗传育种特点1、在开放授粉品种群体中挑选优良个体以改良群体,其效果有限;2、选育自交系,组配自交系间杂交种;3、在良种繁育时,要严格防杂保纯1第一节国内外玉米育种概况一、为人类进步作出巨大贡献1、世界三大粮食作物之一2、推动了饲料工业和养殖业的发展3、促成种子行业的兴起4、促进了传统农业向现代农业的转化二、为遗传学研究提供了好的材料1、10个连锁群已定位170多个基因。
2、1983年,美国遗传学家巴巴拉.麦克林托克(B.McClintock)由于四十年前在玉米上发现的转座子,被授予诺贝尔医学奖3、A-B染色体及其易位体系4、玉米雄性不育的细胞质遗传三、为作物育种摸索出一系列方法1、人工选择最杰出的作物2、杂交育种的开拓者(1850年3、开杂种优势利用之先河(1)19世纪末品种间杂交种的选育;(2)1907年自交系的选育;(3)1935年生产上推广双交种;(4)1960年主推单交种;(5)质核互作雄性不育三系制种4、轮回选择之先锋5、群体基因库的建立四、我国玉米种植慨况2玉米是我国主要粮食作物之一,常年种植面积约3亿亩,总产1.18亿吨。
小麦Pm4a,Pm4b,Pm6,Pm20,Pm21等。
聚合杂交培育的品种遗传基础广、抗性持久、适应性强。
1.小麦是世界上种植面积最广,总产量最多的粮食作物,是世界第一大粮食作物,中国第二大粮食作物。
2.20世纪世界小麦生产有了显著增长,这是由于种植面积和单位面积子粒产量共同增加的结果。
从1903到1954年,总产的增加几乎全部来源于种植面积的扩大3.小麦产量的提高有一半左右决定于品种的增产潜力。
4.作物品种种植区划是制定育种目标的重要依据。
5.丰产、稳产和优质是小麦育种的普遍目标。
6.提高单位面积产量是小麦育种最基本的育种目标。
7.品种的产量是单位面积穗数、每穗粒数和每粒重量的乘积。
各产量构成因素间几乎一律呈负相关。
8.在产量构成因素中,株穗数的遗传率最低,早代选择效果差。
9.每穗粒数与产量呈很高的正相关,小麦产量的提高大部分是由于单位面积内粒数的增多。
10.穗粒数的遗传率在40%左右,可间接通过增加穗长和有效小穗数或每小穗粒数达到增加穗粒数的目的,但增加每穗有效小穗数比增加每小穗粒数有利。
穗长的遗传率较高,一般可达70%左右。
11.产量构成因素中,粒重的遗传率最高,一般在70%左右。
早代对粒重的选择时很有效的,因而通过增加粒重可提高产量。
12.降低小麦株高,不仅起到耐肥抗倒的作用,更重要的是可提高收获指数,从而显著地提高产量。
13.世界上广泛利用的矮源:日本赤小麦和由达摩小麦为矮源育成的农林10号。
其他矮源,如我国西藏的大拇指矮、从品种矮秆早中发现的自然突变系矮变1号、非洲的奥尔森矮等,都还没在育种上得到有效利用。
14.小麦产量的提高是矮化育种,其矮源来源于赤小麦和农林10号。
15.小麦株高的遗传率较高,其广义遗传率为66.5%,在F2根据株高选择单株是有效的。
16.生物学产量与收获指数和小麦品种的产量呈正相关。
17.小麦收获指数与子粒产量间呈显著的正相关。
收获指数属数量遗传性状,遗传率较高,在杂种早代选择是有效的。
作物育种学总论作物育种学总论绪论1、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。
2、作物品种: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;这种群体具有相对稳定性的遗传特性,在生物学、形态学及经济学性状上的相对一致性,与同一作物的其他群体在特征,特性上有所区别;这种群体在相应的地区和耕作条件下种植,在产量、抗性、品质等方面都有符合生产发展的需要。
3、作物育种学的:A、研究作物遗传性状的基本规律;B、搜集创造和研究育种资源,培育优良新品种;C、繁育良种,生产优良品种的种子。
3、自然进化:由自然变异和自然选择突变发展的进化过程。
4、人工进化:是指由于人类发展生产的需要,人工创造变异并能进行人工选择的进化,其中包括有意的利用自然变异及自然选择的作用。
5、生物进化的三大要素:变异、遗传和选择。
遗传和变异是进化的内因和基础,选择决定进化的发展方向。
6、品种:是指具有共同来源和一致性状的栽培作物,遗传性稳定,且有较高的经济价值。
第一章作物的繁育方式及品种类型1、作物繁殖方式:(1)作物繁殖的方式有:有性生殖和无性生殖。
(2)有性繁殖植物主要有自花授粉作物、异花授粉作物和常异花授粉作物:A、自花授粉:水稻、大麦、小麦、大豆、豌豆、花生、烟草、绿豆亚麻等,自然异交率一般低于1%,不超过4%。
B、异花授粉:玉米、黑麦、向日葵、白菜型油菜、甘蔗、甜菜、大麻、三叶草等,自然异交率至少在50%以上。
C、常异花授粉:棉花、甘蓝型油菜、芥菜型油菜、高粱、蚕豆等,自然异交率在5%——50%之间。
(3)无性繁殖的营养繁殖:甘薯、马铃薯、木薯、甘蔗等。
2、作物品种的类型和各类作物的育种特点:(1)类型:A、自交系品种;B、杂交系品种;C、群体品种;D、无性系品种。
(2)育种特点:A、自交系品种:a、自花授粉加单株选择的育种方法;b、拓展遗传变异范围,在大群体中进行单株选择。
B、杂交系品种:a、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;b、对影响亲本繁殖和配制杂种产量的性状必须加强选择;c、需要建立相应的种子生产基地和供销体系。
作物育种学(总论)必须掌握的内容(一)第一章1 有性繁殖、无性繁殖2 无融合生殖及其类型?生产上的意义?3 自交的遗传效应。
正确理解P14的“Xn =(1-1/2 r)n *100%”。
4 “自交引起后代生活力衰退”,为什么?这对自花授粉作物和异花授粉作物来说有何异同?5 品种的概念及其基本特性。
6 作物品种一般可分为自交系品种、杂交种品种、群体品种和无性系品种,论述四种类型品种群体的遗传组成及其育种特点?7 自花授粉异花授粉常异花授粉自交不亲和性第二章1.种质资源的概念,存在的类型或形态。
2 作物种质资源的类型很多,从遗传育种的角度,按育种实用价值可以分为地方品种、主栽品种、原始栽培类型、野生近缘种、人工创造的种质资源等;按亲缘关系可分为初级基因库、次级基因库、三级基因库。
3. 举例说明种质资源在育种上的重要性。
4 瓦维洛夫的作物起源中心学说是在De Candolle(1886)的观点上发展起来的。
瓦维洛夫从1920年起采集到30万份作物及其近缘种属的标本和种子,用地理区分法观察这些植物种类和变种的分布情况,发现了物种变异多样性与分布的不平衡性,于1951年提出了作物起源中心学说。
5 简述瓦维洛夫的作物起源中心学说的主要内容(4点)。
6 根据瓦维洛夫的作物起源中心学说,原生中心和次生中心是怎么划分的?7 “为了很好地保存和利用自然界生物的多样性,丰富和充实育种工作和生物学研究的物质基础,种质资源工作的首要环节和迫切任务是广泛发掘和收集种质资源并很好地予以保存”。
谈谈你对这句好的理解。
第三章1 育种目标,达到目标的途径(育种方法)。
2 生物产量经济产量收获指数3 制订育种目标要考虑的因素。
4 一个品种若能在生产上推广,应具备的优良特征。
第四章1 引种的气候相似性原理2 植物的发育特性3 影响引种成功的因素4 低温长日照作物的引种规律;高温短日照作物的引种规律5 Johannsen提出了纯系学说,这是选择育种的理论基础。
作物育种学总论复习资料绪论1、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。
2、作物品种: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;这种群体具有相对稳定性的遗传特性,在生物学、形态学及经济学性状上的相对一致性,与同一作物的其他群体在特征,特性上有所区别;这种群体在相应的地区和耕作条件下种植,在产量、抗性、品质等方面都有符合生产发展的需要。
3、品种:是指某种一栽培作物适应于一定的自然生态和生产经济条件具有相对的稳定的遗传性和充分一直的生物学特性与形态学特征,并以此与同一作物的其他类似群体相区别的生态类型。
第一章作物的繁育方式及品种类型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:(1)作物繁殖的方式有:有性生殖和无性生殖。
(2)有性繁殖植物主要有自花授粉作物、异花授粉作物和常异花授粉作物:A、自花授粉是指痛一朵花的花粉传到同一花朵的雌蕊柱头上,代表的作物有水稻、大麦、小麦、大豆、豌豆、花生、烟草、绿豆亚麻等,自花授粉作物的自然异交率一般低于1%,不超过4%。
B、异花授粉是雌蕊柱头接受异株或异花花粉授粉的,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,异花授粉的自然异交率至少在50%以上。
C、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,代表作物有棉花、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。
(3)无性繁殖的营养繁殖,即是利用营养体繁殖后代的方式,代表作物有甘薯、马铃薯、木薯、甘蔗等。
2、论述作物品种的类型和各类作物的育种特点:(1)类型:A、自交系品种;B、杂交系品种;C、群体品种;D、无性系品种。
(2)育种特点:A、自交系品种:a、自花授粉加单株选择的育种方法;b、拓展遗传变异范围,在大群体中进行单株选择。
B、杂交系品种:a、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;b、对影响亲本繁殖和配制杂种产量的性状必须加强选择;c、需要建立相应的种子生产基地和供销体系。
C、群体品种:a、使群体品种具有广泛的遗传基础和基因型的多样性;b、使用群体品种能够保持广泛的遗传基础和基因型的多样性D、无性系品种:a、利用无性系迅速固定优良性状和杂种优势;b、选择优良芽变,培育新的优良品种。
第二章种质资源1、论述种质资源的概念和重要性:概念广义:种质资源是指一切具有一定种质或基因,可供育种及相关研究利用的各种生物类型,也称为遗传资源、基因资源。
狭义:种质资源是指用于选育新品种的原材料,也称育种的原始材料。
重要性(1)种质资源是现代育种的物质基础;(2)稀有特异种质对育种成效具有决定行的作用;(3)新的育种目标能否实现决定于拥有的种质资源;(4)种质资源是生物学理论研究的重要基础材料;2、起源中心地(瓦维洛夫于1935年提出作物起源中心)(1)中国--东亚中心该中心包括中国中部和西部山岳及其毗邻的低地。
主要起源的作物有黍、稷、粟、高粱、裸粒无芒大麦、荞麦、大豆、茶、大麻、苎麻等。
(2)印度中心该中心包括缅甸和阿萨姆(印度东部的省)。
主要起源作物有水稻、绿豆、饭豆、豇豆、甘蔗、芝麻、红麻等。
2A印度一马来亚补充区该中心包括马来亚群岛,一些大岛屿如爪哇、婆罗州、苏门答腊以及菲律宾和中南半岛。
起源作物有薏苡、香蕉等。
(3)中亚西亚中心该中心包括印度西北部(旁遮普、西北边区各省)、阿富汗、塔吉克斯坦和乌兹别克斯坦及天山西部。
起源作物如小麦、豌豆、蚕豆、非洲棉等。
(4)西亚中心该中心包括小亚细亚、外高加索、伊朗和土库曼斯坦高地。
起源作物如一粒小麦、二粒小麦、黑麦、葡萄、石榴、胡桃、无花果、苜蓿等。
(5)地中海起源中心许多蔬菜作物,包括甜菜和许多古老的牧草作物都起源于此,其为小麦、粒用豆类的次生起源地。
(6)埃塞俄比亚中心主要农作物有高粱、豌豆、亚麻、芝麻、蓖麻,大麦有多种类型,小麦有硬粒、圆锥、二粒、波斯小麦等。
(7)南美和中美起源中心该中心包括安的列斯群岛。
存在着大量玉米变异类型。
陆地棉起源于墨西哥南部。
甘薯、番茄也起源于此。
(8)南美(秘鲁、厄瓜多尔、玻利维亚)中心该中心有多种块茎作物,包括马铃薯的特有栽培种。
8A 智利中心该中心重要的种有木薯、花生和凤梨。
8B 巴西一巴拉圭起源中心该中心主要有花生、可可、橡胶树等特有种。
3、种质资源的保存方法①种植保存②贮藏保存③离体保存④基因文库技术第三章育种目标1、育种目标:是指根据一定地区,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,也就是对育成品种在生物学和经济学性状上的具体要求。
2、现代农业对农作物品种有何要求:共同要求:高产、稳产、优质、适应机械化。
3、珠心育种:高光效育种:指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。
第四章引种和选择育种1、引种:广义上是指从外地、外国引进新植物,新作物的新品种有关理论研究所需的各种种质资源;狭义上是指作物育种途径之一,指从外地或外国引进的品种(品系),经过本地试种鉴定试验,从中选出适宜本地栽培的品种,直接应用于生产或利用它们的某些优良性状作为育种的原始材料,间接地加以利用。
2、气候相似论:原产地与引进地区之间,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功的可能性。
3、生态因素:对作物的生长发育有明显影响和直接为作物所同化的因素。
4、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一些生态因素的复合体。
5、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。
6、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,选择出优良的变异单株,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。
7、生态区:对一种作物具有大体相似的生态环境的地区。
8、引种的两大规律(基本原理)(一)引种的气候相似性原理(二)引种的生态条件和生态相似性原理9、引种的基本步骤(一)引种计划的制定和引种材料收集(二)引种材料的检疫(三)引种材料的试验鉴定和评价①观察试验②品种比较试验和区域试验③栽培试验10、影响引种成功的因素是:影响因素:(1)温度;(2)光度;(3)纬度;(4)海拔(主要影响日照长度和温度);(5)栽培水平、耕作制度、土壤情况。
11、高温短日照作物和低温长日照作物南种北引,生育期如何变化?引什么品种好?(1)高温短日照作物南种北引时,若是春播品种,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,和可能增产;若是引夏、秋播品种,则生育期变晚,甚至抽穗结实,所以应引进早熟品种好。
(2)低温长日照作物南种北引时,若引的是春性、弱冬性品种,则可能发生冻害,不结实;若引冬性、强冬性品种,则会因温度降低,日照变长,因此变现为早熟,所以应引进晚熟品种好。
12、高温短日照作物和低温长日照作物北种南引,生育期如何变化?引什么品种好?(1)高温短日照作物北种南引时,生育期变短,植株变矮,抽穗早,穗粒小,粒重降低,经济性状不好,应引晚熟品种好。
(2)低温长日照作物北种南引时,生育期延迟,若是半冬性品种,即使通过春化,也会延迟拔节,甚至不能抽穗,应引进春性、弱冬性品种较好。
13、引种的工作环节(程序)(1)根据生产需要确定引种目标;(2)收集引种材料;(3)加强检疫工作;(4)引种必须经过试验。
14、选择的基本方法及特点;单株选择与混合选择在方法和效果上有什么不同?(1)单株选择:即品种群体中选择优良的个体,分别脱粒保存,翌年分别种一小区(行),根据个小区植株的变现来鉴定上年当选的个体优劣,并根据此淘汰不良个体的后代。
特点:选择效果好,得到纯和的系统,但工作量大,适合于自花授粉作物。
(2)混合选择:即从品种群体种选择目标性状基本相似的个体,混合加以繁殖,与愿品种进行比较,从而培育新的品种。
特点:选择特点不如单株选择,但可保持群体异质性和遗传多样性,避免繁殖引起生活力衰退,因此,混合育种选择更适合于常异花授粉作物和异花授粉作物品种群体的改良,增加群体内优良基因或基因型的频率。
15、系统(纯系)育种和混合选择育种的程序:系统育种程序:(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、混合脱粒、混合选择;(2)比较试验;(3)繁殖和推广。
16、品种产生自然变异的原因(一)自然异交引起的基因重组(二)自然变异(三)新育成品种群体中的变异17、目标性状鉴定方法(一)直接鉴定和间接鉴定(二)田间鉴定和实验室鉴定(三)自然鉴定和诱发鉴定(四)当地鉴定和异地鉴定第五章杂交育种1、杂交育种:利用不同基因型的品种或类型杂交,创造变异,并从中进行鉴定选择,培育成符合生产的新品种。
2、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时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点于一体的新品种,其遗传机理主要是基因重组和互作。
3、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。
4、常用的杂交方式:(1)单交:两亲本进行一次杂交,以A*B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;a、三交:三个品种间的杂交,以(A*B)*B表示;b、双交:两个单交杂种再杂交(三个品种双交用(A*C)*(B*C)表示,四种品种双交用(A*B)*(C*D)表示)。
c、四交:四个亲本先后杂交,用{(A*B*C)}*D表示。
(3)回交:双亲杂交F1与亲本之一再杂交的方式,(A*B)*A表示;(4)多父本混合授粉:用几个父本品种的混合花粉,对一个母本品种的去雄花授粉,A*(B*C*D),常用在棉花育种上。
5、亲本选配的原则及其原理:(1)双亲都具有较多的优点,没有突出的缺点,在主要形状上优缺点尽可能互补。
其原理是: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。
其原理是:品种对外界条件的适应性事影响丰产、稳产的重要因素,杂种后代能否适应当地条件和亲本的适应性关系很大。
(3)注意亲本间的遗传差异,选用生态类型差异较大,情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。
6、杂种后代处理的方法、程序及各种方法的优缺点:杂种后代处理的方法有:(一)系谱法:从杂种的第一次分离时代(单交F2,复交F1)开始,进而进行连续性的单株选择,直到选得优良而又整齐一致的系统,进入产量比较试验。