绪论、第一章
品种:经过人工选育或者发现并经过改良,形态特征和生物学特性一致,遗传性状相对稳定的植物群体。
良种:在适应的地区和耕作条件下,采用优良的栽培技术,能够生产出高产、优质,并能适时供应产品和具有较高经济价值的品种。
品种特性:特异性、一致性、稳定性
园艺植物育种的主要任务:
- 制定育种目标
- 进行种子生产
- 选育优良新品种
选择育种实际上没有改变群体的基因型。
与育种目标实现的可能性有关的有:
- 可利用的种质资源;
- 育种单位的经济实力
- 育种者的经宿根
- 选育当地的自然和栽培条件
育种目标:所要育成的新品种在一定自然、生产及经济条件下的地区栽培时,应具备的一系列优良性状的指标。
第二章
种质:决定生物种性(生物之间相互区别的特性),并将丰富的遗传信息从亲代传给子代的遗传物质的总体。
品种系统:在生产实践中将起源于同一种或者同一变种的品种列为一个品种系统。
世界栽培植物起源中心:中国中心;印度-缅甸中心;印度-马来西亚中心;中亚细亚中心;近东中心;地中海中心;埃塞俄比亚中心;中美中心;南美中心;智利中心;巴西-巴拉圭中心。
起源中心:集中分布一个物种大多数变种、类型的地区
原生中心:某栽培植物种或者变种的原产地
次生中心:指从其他地区引进后经过变异和杂交有形成了许多类型的地区。
最重要的栽培植物开始发展的地带位于20-45N之间
宿根花卉:地下部分不发生变态;球根花卉:地下部分变态肥大。
植物种质资源保存:通过人为的技术措施保护植物种质资源,使其不至于流失或者灭绝。
长期库:-20至-10度,30-50年,中期库:0至10度,10-30年;短期库:15至20度,2-5年。
种子寿命:一批种子的群体生活力,在一定贮藏条件下,能保持或接近在母体植株上达到生理成熟时的发芽率,并能萌发长成正常植株的期限。
作为种质资源的种子,要求80%以上,当一批种子发芽率降至50%时,失去保存价值。
水分,种子含水量5-14%的范围内每降低1%,寿命延长一倍。
温度,在0-50度范围内,温度每下降5度
种子繁殖更新:当种子生活力降到85%以下就要进行繁殖。低于完成该物种三次繁殖所需种子量也要繁殖。
顽拗性种子:不耐干燥、不耐低温、寿命短暂
核心样品:最小量的样品,最少的重复,却代表一个作物及其野生近缘植物最大的遗传多样性。
取样比例10%-15%。
种质库:以种为单位的群体内全部遗传物质的集合称为种质库
第三章至第五章
丝瓜的起源中心:中国中心
莴苣在中国中心演化出茎用莴苣类型——莴笋。
西瓜按食用器官和方式可分为:瓜子瓜、小西瓜、普通西瓜。
喜温暖的薯芋类蔬菜:山药、芋、豆薯
芥菜:异源四倍体
肉质根:萝卜型、胡萝卜型和根甜菜型
大型萝卜起源于中亚,小型萝卜起源于地中海
甘蓝类蔬菜起源于地中海,除了芥蓝在中国演化形成外,其它变种均在地中海周边演化产生。
莴苣原产地中海,在在中国演化出茎用莴苣类型——莴笋。
莴苣分为叶用莴苣和茎用莴苣两大类。
栽培番茄:意大利系统、英国系统、美国系统
佛手瓜只有一粒种子
南瓜起源于中南美洲。
菜豆在中国产生了消失果壁上硬层的变异。
豌豆在欧洲发生荚软化的变异。
除了豆薯使用种子繁殖外,其它薯芋类都是利用营养器官进行无性繁殖。
我国栽培梨有4大品种类群:秋子梨、白梨、砂梨、新疆梨
葡萄有欧亚种群、美洲种群以及东亚种群。
中华猕猴桃果肉为黄色。
中国十大名花:梅花、牡丹花、菊花、荷花、月季、杜鹃、茶花、兰花、桂花、水仙
仁果类:枇杷、梨、苹果
我国科研工作者完成了梨、猕猴桃果树的基因组测序。
实用果实在植物学上分为水果、坚果。
香蕉是单子叶植物。
百合、郁金香、风信子属于球根花卉。
香石竹属于宿根花卉。
中国栽培的中国水仙是多花水仙的1个变种,分为福建漳州水仙、浙江舟山水仙以及上海崇明水仙三大品种系统。
梅花单瓣花最原始,重瓣花最进化。
第六章
我国南方的晚熟大豆(短日照)品种引种到我国东北地区,将会导致只能进行营养生长,不能开花结果。
南种北引的关键因子:冬季绝对低温
引种是解决品种问题的一个重要途径,但是在进行引种试验前,应该确定引种方向、明确引种目的。
影响引种效果的因素:
- 实际栽培季节的气候相似性;
- 产品利用目的与消费习惯;
- 人的主观能动性
- 品种的适应性
引种驯化:将一种植物从现有的分布区域或者栽培区域人为迁移到其他地区种植的过程。
- 引种:栽培植物从一地带到另一地;包括简单引种和驯化引种
- 驯化:将野生植物变成栽培植物,或引进的新栽培植物经过变异选择后适应环境成为新品种
考虑光周期以及引种:
- 秋菊,短日照植物,夏季长日照营养生长,秋季短日照开花结实;
- 唐菖蒲,长日照植物,春季短日照生长,夏季长日照开花;
- 芸薹属(菜心、芥蓝中光性除外),长日照植物,秋冬季短日照营养生长,春季长日照抽薹开花。
园艺植物引种驯化成功的标准:不加保护或者稍加保护就能正常生长,通行的繁殖方法能正常繁殖,产品质量或经济价值没有降低。
第七、八章
选择的实质:造成有差别的生殖率、定向改变群体的遗传组成。
第二代测序方法:shot-gun鸟枪法测序技术
评估基因组组装质量指标:scaffold和contig
影响选择差的主要因素:选择强度,被选群体的标准差
对于异花授粉、且自交容易发生生活力衰退的作物而言,母系选择法效果好且时间短。
自花授粉植物通常可以采用连续单株选择法。
对于数量性状,提高选择效果的方法有:降低入选率以增大选择强度;增加群体性状的变异幅度;提高性状的遗传力。
混合选择法简便易行,省时省力,不需要很多土地、劳力及专设试验圃地,就能迅速从混杂群体中分离出优良类型。
株选:初选、复选、决选
芽变特点:多样性、重演性、稳定性、局限性、多效性
芽变和饰变的区别:
泛基因组:综合了同一物种来自不同个体的染色体,包括核心基因组和非必须基因组。
基因组学:分析基因组DNA序列或者其表达中间过程/产物来解读基因组信息的一门科学。
表型组:某一生物全部性状特征
表型组学:在基因组水平上系统研究某一生物或细胞在各种不同环境条件下所有表型的学科。
授粉方式 | 天然异交率 |
自花授粉植物 | <5% |
常异花授粉植物 | 5%-50% |
异花授粉植物 | >50% |
自花授粉植物:水稻、小麦、大麦、许多豆类、番茄、莴苣、凤仙花、香豌豆、牵牛花等
常异花授粉植物:辣椒、蚕豆、芥菜
异花授粉植物:甘蓝型油菜、玉米、黑麦、白菜类、甘蓝类、菠菜、石刁柏、瓜类、葱类、万寿菊、石竹、一串红等
第九章
远缘杂交不育性:两亲本杂交得到的F1种子在播种后不能发育成正常的植株。
回交育种中,在轮回亲本的选择上应注意:需要改良的性状由少数基因控制;配合选用同类型的其他品种
有性杂交的方式:合成杂交、两亲杂交、回交、添加杂交
亲本选配的一个重要原则是亲本的性状互补
添加杂交中,优良性状多的亲本以及遗传力低的亲本应该较晚参加杂交。
轮回亲本:参加回交的亲本,是有利性状(目标性状)的接受者,又称受体亲本。只有1-2个性状要改良。
非轮回亲本:只参加一次杂交的亲本。是目标性状的提供者,又称供体亲本又称供体亲本。
有性杂交育种的杂交方式:两亲杂交;多亲杂交(添加杂交、合成杂交、多父本授粉、回交)。
有性杂交后代的选择:系谱法、混合法、单子传代法
一、*亲本的选择原则(简答题)
1、广泛搜集符合育种目标的原始材料,从中精选亲本。
2、亲本应尽可能具有较多优良性状
3、明确亲本的目标性状,分清目标性状的主次
4、重视选用地方品种
5、亲本的一般配合力要高
一般配合力:某一亲本品种与其他品种杂交的全部组合的平均表现。一般配合力高,反映杂种后代的表现受到亲本性状数值的影响大,主要决定于可遗传的基因加性效应。
二、*亲本的选配原则(简答题)
1、父母本性状互补。性状互补:杂交亲本双方优良性状综合起来应能满足育种目标的要求。不同性状的互补;或者构成同一形状的不同单位性状的互补。
2、选用不同生态类型的亲本配组。不同生态型亲本配组往往能得到较大的后代性状分离,容易选出理想的性状重组后代。
3、以具有较多优良性状的亲本作母本。充分利用细胞质基因:具有较多优良性状的亲本为母本,具有少数特殊优良性状为父本。
4、亲本之一的性状应当符合育种目标。
5、用一般配合力高的亲本配组。基因加性效应所控制的性状在杂交后代中有可能出现超亲变异。
6、注意父母本的开花期和雌蕊的育性。开花晚的做母本,开花早的材料做父本。
远缘杂交特点:
- 杂交不亲和性:不能结子或者结子不正常(种子极少或者只有秕子等)
- 杂种不育性:在个体发育中表现出一系列不正常的发育,以致不能长成正常植株。
- 杂种不稔性:远缘杂种植株由于生理上的不协调而不能形成生殖器官,或者由于减数分裂中染色体不能正常联会不能产生正常配子而不能正常结子的现象。
- 反亲现象和剧烈分离。
第十章
三大主要假说的比较:
ㅤ | 特点 | 不足 |
显性假说 | 强调显性作用对作物杂种优势的贡献:F1中显性位点数多于任何一个亲本,因此表现出了杂种优势(显性>隐性,Aa=AA>aa) | 仅基于单基因理论。一些研究显示显性效应并不重要或者不是造成杂种优势的主要原因。 |
超显性假说 | 双亲基因型异质结合而引起等位基因间的互作,由于具有不同作用的一对等位基因在生理上相互刺激,使得杂合个体比任何纯合个体在生活力和适应性上都有优势(异质>同质,Aa>AA=aa) | 仅基于单基因理论。在有些单基因控制的性状中得到证实,而在多基因控制的性状中不容易得到支持。 |
上位性假说 | 非等位基因间的相互作用(上位性效应),当两对基因在一起相互作用时,其基因值偏离两者相加之值,基因位点间的非加性遗传效应。(非等位基因互作,A1A2B1B2>A2A2B2B2=A1A1B1B1) | 基因互作包括多种形式,不同互作形式的相对重要性以及相互作用的生物学意义并不清楚。 |
中亲优势:F1的某一数量性状的平均值与双亲(P1、P2)同一性状的平均值(中亲值)差数的比率。
超亲优势:用双亲中较优良的一个亲本的平均值()作为度量标准,衡量F1平均值与高亲平均值差数的比率。
超标优势:F1的某一数量性状的平均值与标准品种(目前生产上正在推广的品种)同一性状的平均值差数的比率。
杂种优势指数:某一数量性状的平均值与双亲同一性状的平均值的比值,度量F1超过双亲平均值的程度。
自交系:由一个单株,经过连续数代自交和严格选择而产生的性状整齐一致、基因型纯合、遗传性稳定的自交后代系统。
比较自交不亲和系:
自交不亲和系:通过连续多代自交选择,育成具有自交不亲和性的特点,且能稳定遗传的自交系。
一个优良的自交系应该具备:
- “三高”:配合力高、整齐度高、产量高;
- “两抗”:抗病、抗逆;
- “一好”:综合性状好。
自交系选育方法:系谱选择法、轮回选择法(单轮回选择、配合力轮回选择、交互轮回选择)
配合力:衡量亲本系在其所配的F1中某种性状(如产量或其他性状)的好坏或强弱的指标。
一般配合力:某一亲本系与其他亲本系所配的几个F1的某种性状平均值与该试验全部F1的总平均值相比的差值。
特殊配合力:某特定杂交组合的某性状实测值与根据双亲一般配合力算得的理论值的离差。
配合力测定方法:顶交法、不等配组法、半轮配法。
杂交组合方式:单交种、双交种、三交种
雌性系:具有雌性基因,只生雌花不生雄花且能稳定遗传的品系。
利用雌株系的制种法主要有菠菜和石刁柏。
雄性不育性:在两性花植物中,雄性器官表现退化、畸形或者丧失功能的现象。
雄性不育系:简称不育系或A系,对于可遗传的雄性不育,经过选育后,可以育成不育性稳定的系统,这个系统就是雄性不育系。
不亲和程度:
当只有采用人工合成的方式选育保持系时,最初用于与不育株杂交并最终获得保持系的植株,其基因型必定是F(MsMs)
三系
(1)S(msms):雄性不育系,简称CMS系或者A系
(2)F(msms):雄性不育保持系,简称保持系或B系
(3)F(MsMs)和S(MsMs):雄性不育恢复系,简称恢复系或者C系
雄性不育系 | S(msms) | 制种 |
雄性不育保持系 | F(msms) | 给雄性不育系授粉,使每个后代植株继续保持着雄性不育特性 |
雄性不育恢复系 | F(MsMs)
S(MsMs) | 给雄性不育系授粉,使杂种一代植株恢复雄性繁殖能力 |
相同点 | 选育自交不亲和系和雄性不育系都可以为配制杂种一代为十字花科等不易人工去雄的植物利用杂种优势开辟了一条新途径 |
不同点 | 选育自交不亲和系可以省去选育保持系的庞大工作量和较长的选育过程,缩短育种时间。 |
同型保持系:保持系及其相应的不育系具有完全相同的经济性状,只有育性不同。
自交不亲和性:两性花植物,雌雄器官正常,在不同基因型的株间授粉能够正常结子,但是花期自交不能结子或者结子率极低的特性。
优良自交不亲和系具备的条件:
- 高度稳定的花期自交不亲和系
- 较高的蕾期自交亲和系书
- 自交多代后生活力衰退不显著
下列情况适合采用顶交法测定配合力的是:
- 遗传基础狭窄的测验种用于早代配合力测定;
- 测验种本身将作为目标F1的一个亲本。
- 遗传基础广泛的测验种用于早代配合力测定
杂种优势育种与有性杂交育种:
- 都可以将分散于各个亲本上的优良性状组合于同一个体;
- 基本原理和所采用的手段是相同的。
第11-13章
电离辐射的遗传效应:遗传分子结构改变、染色体数量变化、染色体畸变
化学诱变的特点:基因点突变、迟发突变、与遗传物质发生生化反应。另外使用经济方便、有一定的专一性、突变谱和物理诱变也很不一样。
临界剂量:照射种子或植物的某一器官成活率占40%的剂量。
多倍体特点:遗传变异性、巨大性、抗逆性和适应性较强、异源多倍体常为高度可育。
单倍体植株染色体加倍的方法:人工诱导加倍、从愈伤组织中再生二倍体植株、自然加倍
植物基因转移方法:种质转化系统;物理化学的DNA介导转化、载体转化系统。
转基因植株检测:PCR、Southern、Northern、报告基因的酶活检测。
第14章
种质资源概念:选育植物新品种的基础材料,包括各种植物的栽培种、野生种的繁殖材料以及利用上述繁殖材料人工创造的各种植物的遗传材料。
主要农作物:稻、小麦、玉米、棉花、大豆
非主要农作物:除了五种主要农作物的其他农作物。
申报品种必须准备:
- 1-2年的抗性鉴定、品质测定资料
- 连续2-3年的区域试验资料;
- 1-2年的生产试验资料
*品种审定、登记(认定)和品种保护的比较:
1、共同点
- 目标相同,都是为了促进农业生产发展;
- 都是针对植物新品种,基于申请人提出申请。
- 都是由管理机构按规定程序予以审查,对符合条件的发放证书。在审查过程中,都必须进行一定田间栽培试验。
- 品种保护:有关审批机关对经过人工培育的或者对发现并加以开发的新品种,依据条件和程序审查,决定该品种能否被授予品种权。
- 品种审定和登记:有权威性的专门机构,对新选育或者新引进的品种是否能推广,以及在什么范围内推广应用做出审查决定。
2、*不同点
第五节 *选种程序
每一个育种途径都需要经过该程序。
这只是选种程序,原始材料的获得就是通过各种育种方法获得的种质资源;进行生产试验后还需要进行品种的审批之类的。
1、*原始材料圃
对于一二年生的种子植物,设置年限1-2年就行,引入量多且是陆续引入,则需要年年保存在该圃。
2、*选种圃(株系比较圃)
- 设置对照区、保护行以及2次重复。
- 每株系播种一个小区,各小区可以按照地块在田间错开排列。
- 圃地设置的时间长短取决于供选群体(个体)性状稳定与否。
- 设置时间为1至数年。当性状稳定一致时即可进行品比预备试验。
3、*品比预备试验圃
- 进行性状一致性的选择鉴定,淘汰经济性状表现差的株系。
- 对这些当选株系可以扩大繁殖,提供品种比较试验圃播种所需的材料。
- 设置时间一般为1年。
4、*品种比较试验圃
- 选出比对照品种更为突出的一个或者多个优良品系。
- 设置3次以上重复,设置保护行。
- 设置年限一般为2-3年。
*抗性试验圃
*栽培试验圃
5、*区域试验
- 即在各生态地区品种比较试验,以确定适宜推广范围。
- 设置3-5个试验点,时间为2-3年。
6、*生产试验
- 在主产区进行大面积生产栽培试验,评估它的应用潜力,并起示范推广作用。
- 试验面积不小于一亩(667平方米),不设置重复,以当地主栽品种为对照。