数量遗传学与作物育种
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浅谈遗传育种学遗传育种学,从内容上可以分为遗传学和育种学两部分。
遗传学主要是研究遗传与变异的科学,主要内容内容包括遗传的细胞学基础、分离规律、自由组合规律、连锁遗传规律、染色体结构变异、染色体的数目变异、遗传物质的分子基础、基因工程、数量性状的遗传、近亲繁殖和杂种优势、细胞质遗传、群体遗传等;而育种学是研究动植物在繁育过程中如何得到优良品种的后代的一门科学,其主要包括育种与农业生产、育种目标、种质资源、植物的繁殖方式、引种和训化、选择育种、杂交育种、回交育种、远缘杂交及倍性育种、杂种优势利用、诱变育种、生物技术等内容。
从研究对象上,遗传育种学可分为植物遗传育种学、动物遗传育种学以及微生物遗传育种学等,而作为生物学上的一个小分支,其运用范围和前景越来越广泛。
一、遗传学1、定义研究基因的结构、功能及其变异、传递和表达规律的学科及研究生物的遗传与变异的科学。
研究基因的结构、功能及其变异、传递和表达规律的学科。
2、学科分支从噬菌体到人,生物界有基本一致的遗传和变异规律,所以遗传学原则上不以研究的生物对象划分学科分支。
人类遗传学的划分是因为研究人的遗传学与人类的幸福密切相关,而系谱分析和双生儿法等又几乎只限于人类的遗传学研究。
微生物遗传学的划分是因为微生物与高等动植物的体制很不相同,因而必须采用特殊方法进行研究。
此外,还有因生产意义而出现的以某一类或某一种生物命名的分支学科,如家禽遗传学、棉花遗传学、水稻遗传学等。
更多的遗传学分支学科是按照所研究的问题来划分的。
例如,细胞遗传学是细胞学和遗传学的结合;发生遗传学所研究的是个体发育的遗传控制;行为遗传学研究的是行为的遗传基础;免疫遗传学研究的是免疫机制的遗传基础;辐射遗传学专门研究辐射的遗传学效应;药物遗传学则专门研究人对药物反应的遗传规律和物质基础,等等。
从群体角度进行遗传学研究的学科有群体遗传学、生态遗传学、数量遗传学、进化遗传学等。
这些学科之间关系紧密,界线较难划分。
数量遗传学方法在优质育种中的应用随着人类生存环境的变化,粮食安全问题日趋严峻。
因此,如何高效地进行作物育种已成为全球粮食安全的重要问题之一。
数量遗传学是一种统计学及数学方法,被广泛应用于作物育种领域,并展现出强大的优势。
本文将介绍数量遗传学方法在优质育种中的应用以及其中的一些具体案例。
1. 数量遗传学方法简介数量遗传学研究的是影响数量特征(如身高、产量等)的基因遗传以及受到环境因素的影响程度。
具体来说,数量遗传学方法用于描述多基因遗传和基因与环境之间的复杂互动,为进一步研究繁殖系统和选择良种提供了理论支持。
2. 数量遗传学方法在作物育种中的应用数量遗传学方法已成为现代作物育种中不可或缺的一部分。
其中,最常用的方法是平衡选择法和群体遗传学方法。
平衡选择法用于确定对产量或其它作物特征的选择所需的理论增益,而群体遗传学方法则用于研究基因变异和群体遗传流动。
3. 优质育种是指以产品品质为重点的作物育种方法。
在作物育种中,产品品质可以包括味道和营养价值等要素。
由于产品品质的评估通常比较主观,因此需要一些特殊的方法支持。
3.1. 品质分析与品质评价品质分析可以根据不同的物理、化学和生物学属性来分析作物质量特征。
品质评价则是对品质分析结果进行评价和分级。
数量遗传学方法可以在品质分析中对相关性和差异进行建模,同时还可以帮助确定影响特定品质特征的基因。
3.2. 品质皮尔逊相关分析品质皮尔逊相关分析是一种基于相关性的分析。
它可以用于评估不同基因间以及基因与环境之间的关联关系。
这种方法可以帮助育种家们更好地理解和细化品质特征的关联关系,并针对不同品质进行更加精准的选择。
4. 数量遗传学方法在稻米育种中的应用稻米因其高度的食用价值而广受欢迎,也成为了许多地区的主食。
稻米品质对于消费者的健康至关重要,也因此被广泛研究。
下面将介绍数量遗传学方法在稻米育种中的应用。
4.1. 大孔率大孔率是影响稻米品质的一个非常重要的指标。
大孔率表示了米粒内部的空洞数量,这些空洞可能会影响稻米的口感和质量。
第1篇一、引言遗传学是研究生物遗传现象和遗传规律的科学,它是生物学的一个重要分支。
随着分子生物学和现代生物技术的飞速发展,遗传学的研究领域不断拓展,为我们揭示了生物遗传的奥秘。
本报告将对遗传生物学的起源、发展、研究内容以及应用等方面进行总结。
二、遗传生物学的起源与发展1. 遗传生物学的起源遗传生物学的研究起源于19世纪。
当时,科学家们通过观察生物的繁殖现象,开始探讨遗传规律。
1859年,英国生物学家达尔文发表了《物种起源》,提出了自然选择和遗传变异的观点,为遗传生物学的研究奠定了基础。
2. 遗传生物学的发展20世纪初,孟德尔发现了遗传规律,为遗传生物学的研究提供了重要依据。
20世纪50年代,DNA双螺旋结构的发现,使得遗传生物学进入了分子生物学时代。
此后,随着基因工程、蛋白质工程等技术的出现,遗传生物学的研究取得了举世瞩目的成果。
三、遗传生物学的研究内容1. 遗传物质的研究遗传物质的研究主要包括DNA、RNA和蛋白质等。
其中,DNA是生物体内携带遗传信息的分子,是遗传生物学研究的核心。
近年来,人类基因组计划的实施,使得我们对遗传物质有了更深入的了解。
2. 遗传规律的研究遗传规律的研究包括基因分离定律、基因自由组合定律、基因突变、基因重组等。
这些规律揭示了生物遗传的本质,为遗传育种、疾病诊断和治疗提供了理论依据。
3. 遗传多样性的研究遗传多样性的研究主要包括基因多样性、种群多样性和生态系统多样性。
研究遗传多样性有助于保护生物多样性,维护生态平衡。
4. 遗传疾病的研究遗传疾病的研究主要包括遗传病的分类、发病机制、诊断、治疗和预防等方面。
研究遗传疾病有助于提高人类健康水平,降低遗传疾病对社会的危害。
四、遗传生物学的研究方法1. 实验法实验法是遗传生物学研究的重要方法,包括杂交实验、自交实验、突变实验等。
通过实验,科学家们揭示了遗传规律,验证了遗传学理论。
2. 分子生物学技术分子生物学技术是遗传生物学研究的重要手段,包括PCR、DNA测序、基因克隆、基因编辑等。
1-20套 问答题【P107】4.某个体的某一对同源染色体的区段顺序有所不同,一个是12·34567,另一个是12·36547("· "代表着丝粒)。
试解释以下三个问题:⑴.这一对染色体在减数分裂时是怎样联会的?⑵.倘若在减数分裂时,5与6之间发生一次非姐妹染色单体的交换,图解说明二分体和四分体的染色体结构,并指出产生的孢子的育性。
⑶.倘若在减数分裂时,着丝粒与3之间和5与6之间各发生一次交换,但两次交换涉及的非姐妹染色单体不同,试图解说明二分体和四分体的染色体结构,并指出产生的孢子的育性。
答:如下图说示。
*为败育孢子。
【主要是卷20的问答题P141】5. 噬菌体三基因杂交产生以下种类和数目的后代:+++235 pqr 270 pq+ 62 p++7试问:(1)这一杂交中亲本噬菌体的基因型是什么?(2)基因次序如何?(3)基因之间的图距如何?答:(1)这一杂交中亲本基因型是+++和pqr;(2)根据杂交后代中双交换类型和亲本基因型,便可推断出基因次序为:qpr或rpq;(3)基因之间的图距:之间的遗传距离为:28.9+2×1.5=31.9遗传单位。
3. 有一个三式杂合体(AAAa),基因距着丝点较远,由于非姐妹染色单体的交换,基因的分离表现为染色单体随机分离。
试回答:该个体可能产生的配子基因型、自交后代的基因型种类和比例以及表现型种类和比例。
答:AAAa的8个染色单体上有6个载有A基因,另外2个载有a基因,由于每个配子只能得到2个染色单体,则配子中:同时得到2个载有A基因的染色单体的组合数为: 6C2= 6!/ (6-2)!2!= 15(AA配子)得到分别载有A基因和a基因的2个染色单体组合数为: (6C1)(2C1)=(6!/ 5!)(2C1) = 12(Aa配子)同时得到2个载有a 基因染色单体的组合数为: 2C2=1(aa配子)则①配子基因型种类和比例为:AA:Aa:aa=15:12:1,存在1/28 aa ;②. 自交后代的基因型种类和比例:(15AA:12Aa:1aa)2=A4:A3a:A2a2:Aa3:a4=225:360:174:24:1③. 表现型种类和比例:A:a=783:14.理论综合题:在某一种植物中发现一株具有异常性状的个体,请设计一个对该异常性状进行遗传分析的实验方案(包括方法、过程和可能取得的结果)。
三正态分布——数量性状遗传理论新解张廷桢【摘要】用与生产关系密切且广泛存在的孟德尔群体,讨论数量遗传理论.首先,对Nilsson-Ehle小麦粒色实验的原始资料进行分析,得知小麦种皮的深红色受3对基因控制,进而作X2检验,说明数量性状受多基因控制.用Lyapunov中心极限定理证明,基因型值G呈正态分布,小生境环境效应E呈正态分布.从概率角度,阐述G与E 的独立,用正态分布的可加性合成G与E,使P=G+E呈正态分布,并且绘制出三正态曲线图.这说明在随机交配下,不论是否连锁,不论基因效应是否相等,不论等位基因是否存在显性和什么样的显性,表现型值P均服从正态分布.吸收微效多基因假说的合理内核,引入环境效应,其应用范围突破微效多基因假说,更加全面和科学.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】3页(P4-6)【关键词】数量性状遗传;孟德尔群体;中心极限定理;基因型值G;环境效应E;表现型值P;正态分布【作者】张廷桢【作者单位】西北农林科技大学林学院,陕西杨凌712100【正文语种】中文【中图分类】S188+.1;Q348数量性状遗传是遗传学的重要内容之一。
自1909年Nilsson-Ehle发表小麦杂交实验100年以来,国内外在数量遗传理论上都延用着他的研究,但许多人将F2(种子)的表现型隐去真像,指出由白粒到深红粒有多种级别。
实际上,小麦F2胚外包被的是母体F12n组织,种子应是同一红色。
这里所谈的是一种假象。
这是其一。
第二,没有引入组成数量遗传的另一重要组分——环境效应。
Nilsson-Ehle认为没有环境影响。
Ayala等认为,环境对小麦粒色变异的影响极小。
在Nilsson-Ehle实验中,环境的影响可忽略不计。
确切地说,他研究的是数量性状遗传的基因型部分,就基因的积加作用来说,只是比两对基因的遗传多了一对,不能产生数量性状遗传的完整理论。
第三,现行的多基因假说设立很多不切实际的禁区,如要求无连锁、各基因效应相等、等位基因只能是不完全显性或无显性等,难以解释自然界生物普遍存在的数量性状遗传的许多问题。
《作物育种学》课程学习总结姓名:谢桂兰班级:农学201302 学号:201366151.课程内容综述经过本学期的学习,让我对作物育种学这门学科有了初步的接触与了解,使我初步掌握了作物新品种选育的基本方法和原理的理论知识,为今后进行作物品种选育工作奠定了一定基础。
本书全面的介绍了作物育种目标,种质资源,育种方法(包括引种与选择育种,杂交育种,回交育种,诱变育种,远缘杂交育种,倍性育种,杂种优势利用,生物技术在育种中的应用等),主要目标性状(包括抗病虫,抗逆性)的育种方法和原理和种子生产等作物新品种选育全过程中涉及的主要工作内容。
本文将从以下几个方面来对这门课程进行介绍。
1.1作物育种学的性质和任务作物育种学是以遗传学理论为基础,综合运用其他学科的知识,研究选育和繁育农作物优良品种的理论和方法的科学,是人们在长期生产活动和科学实验中总结和发展起来的一门理论和实践紧密结合的科学。
其基本任务是在研究掌握作物性状遗传变异规律的基础上,发掘、研究和利用各有关作物资源;并根据各地区的育种目标和原有品种基础,采取适当的育种途径和方法,选育适于该地区生产发展需要的高产、稳产、优质、抗病虫害及环境胁迫、生育期适当、适应性较广的优良品种或杂种以及新作物;此外在其繁殖、推广过程中,保持和提高其种性,提供数量多、质量好、成本低的生产用种,促进高产、优质、高效农业的发展。
1.2作物育种学的主要内容和特点作物育种学的主要内容有:育种目标的制定及实现目标的相应策略;种质资源的搜集、保存、研究评价、利用及创新;选择的理论与方法;人工创造变异的途径、方法及技术;杂种优势利用的途径与方法;目标性状的遗传、鉴定及选育方法;作物育种各阶段的田间实验技术;新品种的鉴定、推广和种子生产。
主要特点有:1.以作物育种原理,育种方法和重要目标性状选育为核心,体现“一个基础(作物育种的基本理论和方法为基础),三个结合(传统育种理论,分子遗传学,数量遗传学和细胞遗传学理论与现代育种实践的有机结合;传统育种经验与现代育种技术的结合:教学内容与科研发展的结合)”的特点。
玉米杂种优势的研究进展王娜,马强甘肃农业大学, (730070)E-mail:Wanan_henan@摘要:根据有关文献资料,从玉米作物杂种优势群与杂种优势模式的研究进展重点介绍了我国在这一领域所取得的进展,并进一步提出了划分我国草坪草杂种优势群的必要性。
关键词:玉米杂种优势群杂种优势模式杂种优势利用是作物育种研究的重要内容,其理论基础是杂种优势群和杂种优势模式。
合理准确地划分杂种优势群,建立相应的杂种优势模式,才能有效地选配杂交组合。
同时,作物种质的扩增、改良与创新也必须遵循杂种优势群和杂种优势模式的原理,才能避免资源浪费,提高育种效率[1]。
杂种优势群和杂种优势模式的构建是近年来国内外育种家研究的热点。
这一研究对拓宽种质资源,克服杂交配组的盲目性,提高育种效率具有重要的意义[2]。
玉米是杂种优势利用最早,并在世界范围内普及推广取得最有成效的作物[3]。
自1908年G.H.shull和E1M.East研究了玉米自交导致衰退,杂交产生优势的遗传现象后,揭示了杂种优势的奥秘,从而奠定了近代玉米杂交育种方法的基础。
美国30年代开始应用双交种,60年代应用单交种,玉米杂种优势的利用及生产上应用杂交种,使得玉米生产水平发生了巨大变化。
美国推广应用玉米杂交种是玉米单产大幅度提高的重要原因之一,专家们认为近30年来美国玉米产量的提高,40%-50%应归因于杂交种的推广应用;我国通常则以30%-40%作为诸种增产因素中杂交种的所占比重;可见玉米杂交种的应用在玉米生产的发展中起到了巨大作用。
1. 我国的玉米杂种优势模式王懿波(1997)[4]将中国玉米种质杂交优势利用划分为10种主体模式和16种子模式。
其中玉米种质主体杂优模式有:改良Reid×Lancaster群、改良Reid×塘四平头群、改良Reid×旅大红骨群、改良Reid×旅大红骨杂优群、Lancaster群×塘四平头群、Lancaster群×旅大红骨群、Lancaster群×其它类群、塘四平头群×其它类群、Mo17×自330亚群、外杂选亚群×综合种选亚群;玉米杂优子模式有:改良Reid×Mo17亚群、改良Reid×自330亚群、改良Reid×塘四平头杂优群、改良Reid×旅大红骨杂优群、改良Reid×外杂选亚群、改良Reid×综合种选亚群、改良Reid×Suwan亚群、Mo17亚群×塘四平头杂优群、Mo17亚群×旅大红骨群、Mo17亚群×其它类群、Mo17亚群×旅大红骨群、Mo17亚群×其它类群、塘四平头群×外杂选亚群、塘四平头群×综合种选亚群、Mo17亚群×自330亚群、外杂选亚群×综合种选亚群。