作物育種學總論期末試卷及答案

作物育種學總論期末試卷及答案一、名詞解釋（本大題共8小題，每小題3分，總計24分。要求定義表述精準，核心要素無遺漏）1.作物育種目標2.核心種質(zhì)3.引種4.一般配合力5.回交育種6.垂直抗性7.雜種優(yōu)勢群8.輪回選擇二、填空題（本大題共20空，每空1分，總計20分。所有答案均需符合作物育種學通用學術(shù)規(guī)范，無錯字歧義）1.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)作物育種的四大基本目標是高產(chǎn)、____、穩(wěn)產(chǎn)、____。2.根據(jù)種質(zhì)資源的來源與生態(tài)類型差異，通常將其劃分為本地種質(zhì)資源、____、野生近緣種質(zhì)資源、____四大類別。3.低溫長日性作物從高緯度向低緯度引種時，往往會出現(xiàn)生育期____、植株____的現(xiàn)象，難以獲得高產(chǎn)。4.雜交育種中親本選配的核心原則為雙親優(yōu)點多缺點少且優(yōu)缺點互補、____、____。5.不同授粉方式作物的異交率劃分標準中，異交率大于50%屬于____作物，異交率小于4%屬于____作物。6.誘變育種中常用的物理誘變源分為電離輻射和非電離輻射兩類，其中應用最廣泛的電離輻射類型為____，非電離輻射的典型代表為____。7.抗病性鑒定按照鑒定場所可分為____鑒定和____鑒定兩類，前者適合大規(guī)模批量篩選材料，后者可更精準模擬大田發(fā)病環(huán)境。8.雜種優(yōu)勢利用的“三系”配套指的是____系、保持系、____系三類特殊遺傳材料的協(xié)同應用。9.群體改良中最基礎(chǔ)的輪回選擇方法是____，適合針對加性遺傳效應進行定向選擇的方法是____。10.轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)體系的三大核心環(huán)節(jié)為目的基因克隆、____、____。三、單項選擇題（本大題共15小題，每小題1分，總計15分。每小題僅有1個正確答案，多選錯選不得分）1.下列作物中屬于典型自花授粉作物的是（）A.玉米B.小麥C.水稻D.向日葵2.下列種質(zhì)資源類型中，通常承載最高水平抗逆性基因的是（）A.本地改良品種B.外地引進品種C.野生近緣種D.農(nóng)家地方品種3.高緯度作物引到低緯度能夠正常成熟且產(chǎn)量提升的作物類型是（）A.冬性小麥B.晚熟春大豆C.中晚熟春玉米D.早稻4.一般配合力的遺傳基礎(chǔ)是（）A.基因加性效應B.非加性效應C.顯性效應D.上位性效應5.回交育種過程中，用作非輪回親本的材料通常需要具備的核心特征是（）A.綜合性狀優(yōu)良B.攜帶目標特異性狀C.適應性廣D.配合力高6.下列關(guān)于雜交育種系譜法選擇順序的表述，正確的是（）A.F1選單株，F(xiàn)2組合比較，F(xiàn)3建立株系B.F1淘汰假雜種，F(xiàn)2選優(yōu)良單株，F(xiàn)3建立株系C.F1選優(yōu)良單株，F(xiàn)2建立株系，F(xiàn)3品比試驗D.F1組合比較，F(xiàn)2建立株系，F(xiàn)3選單株7.誘變育種相較于雜交育種最大的特點是（）A.變異定向性強B.可短時間內(nèi)創(chuàng)造新的特異變異類型C.變異頻率低D.適合改良多個復雜性狀8.水平抗性的遺傳特點通常為（）A.單基因控制，小種特異性B.多基因控制，小種非特異性C.單基因控制，小種非特異性D.多基因控制，小種特異性9.下列雜種優(yōu)勢利用模式中，平均雜種優(yōu)勢水平最高的是（）A.品種間雜交種B.頂交種C.自交系間單交種D.雙交種10.雜交后代處理方法中，能夠最大限度保留不同類型變異個體，同時降低人工選擇工作量的方法是（）A.系譜法B.混合法C.單籽傳法D.衍生系統(tǒng)法11.下列雄性不育類型中，屬于細胞質(zhì)雄性不育、生產(chǎn)上應用最廣泛的是（）A.核不育型B.光溫敏核不育型C.質(zhì)核互作不育型D.化學殺雄誘導不育型12.針對異花授粉作物群體改良，能夠同時對加性效應和非加性效應進行選擇的輪回選擇方法是（）A.半同胞輪回選擇B.全同胞輪回選擇C.交互輪回選擇D.混合選擇法13.以下分子標記類型中，屬于共顯性標記且多態(tài)性最高的是（）A.RAPDB.SSRC.AFLPD.RFLP14.育種試驗中品系比較試驗的隨機區(qū)組設(shè)計，通常設(shè)置的重復次數(shù)為（）A.1-2次B.3-4次C.7-8次D.10次以上15.作物品種審定的核心作用是（）A.對新品種的適應性、豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性進行權(quán)威評價，規(guī)避種植風險B.直接授權(quán)品種知識產(chǎn)權(quán)C.代替品種純度檢測D.作為種子生產(chǎn)的唯一依據(jù)四、多項選擇題（本大題共10小題，每小題2分，總計20分。多選、少選、錯選均不得分）1.下列屬于作物育種學學科核心任務的有（）A.選育滿足生產(chǎn)需求的優(yōu)良作物新品種B.為新品種配套構(gòu)建高效繁種技術(shù)體系C.探索作物遺傳變異規(guī)律，拓展種質(zhì)資源利用路徑D.直接替代作物栽培學開展田間生產(chǎn)技術(shù)指導2.選擇作為育種的核心手段，其基本作用包括（）A.創(chuàng)造全新的遺傳變異B.從混雜群體中篩選出符合目標的變異個體C.定向積累有利基因，提升群體目標性狀表現(xiàn)水平D.穩(wěn)定已經(jīng)獲得的優(yōu)良變異基因型3.長日照作物引種的以下表述中，正確的有（）A.由北向南引種，生育期延長B.由南向北引種，生育期縮短C.短距離引種更容易成功D.冬性強的品種向南引種成功概率高于春性品種4.雜交育種后代選擇的系譜法的優(yōu)勢包括（）A.世代間親緣關(guān)系清晰，便于追蹤優(yōu)良單株來源B.可在早代針對質(zhì)量性狀進行重點選擇，縮短育種周期C.早代嚴格選擇不會丟失大量有利微效基因D.適合針對水稻、小麥等自花授粉作物的品種選育5.以下關(guān)于雜種優(yōu)勢表現(xiàn)特點的表述，正確的有（）A.雜種優(yōu)勢表現(xiàn)具有普遍性B.雜種優(yōu)勢強弱與親本基因型差異顯著相關(guān)C.雜種優(yōu)勢的F2代衰退效應十分明顯D.雜種優(yōu)勢不存在負向表現(xiàn)6.誘變育種中合理提升誘變效率的操作要點包括（）A.選擇綜合性狀優(yōu)良僅需改良1-2個單一性狀的材料作為誘變親本B.適當控制誘變劑量，使誘變后代存活率保持在50%-70%區(qū)間C.針對M1代嚴格進行單株選擇，大量淘汰劣質(zhì)個體D.擴大M2代群體規(guī)模，保證有足夠的變異單株可供篩選7.抗病蟲育種中，為了延緩病原物或害蟲新毒性小種的產(chǎn)生速度，可采用的策略有（）A.不同抗病品種合理輪換種植B.聚合多個不同抗源基因到同一品種中C.利用多品種混合種植的多系品種模式D.長期大面積單一推廣攜帶同一單抗性基因的品種8.以下屬于群體改良核心技術(shù)路徑的應用場景有（）A.提升異花授粉作物育種群體的整體配合力水平B.聚合多個不同來源的優(yōu)良基因，打破不良基因連鎖C.為常規(guī)雜交育種源源不斷提供優(yōu)良新種質(zhì)D.替代分子育種直接獲得目標改良品種9.分子標記輔助育種相較于常規(guī)表型選擇的優(yōu)勢包括（）A.可在作物苗期進行選擇，無需等待目標性狀成熟表達B.不受環(huán)境條件干擾，選擇準確率可達99%以上C.可同時針對多個目標基因進行聚合選擇，提升育種效率D.完全不需要開展田間表型鑒定工作10.我國現(xiàn)行作物品種種子質(zhì)量分級指標包括以下哪幾項核心參數(shù)（）A.品種純度B.凈度C.發(fā)芽率D.水分含量五、簡答題（本大題共3小題，每小題5分，總計11分）1.簡述種質(zhì)資源在作物育種工作中的核心地位與作用。2.針對自花授粉作物和異花授粉作物，分別說明其遺傳組成特點與育種利用的核心差異。3.簡述引種成功的核心判斷標準與主要影響因素。六、論述題（本大題共2小題，第一題6分，第二題10分，總計16分。要求邏輯清晰，結(jié)合產(chǎn)業(yè)實際展開論述）1.試論述常規(guī)雜交育種與分子設(shè)計育種的技術(shù)銜接路徑，說明二者如何協(xié)同提升育種效率。2.結(jié)合我國種業(yè)振興行動的產(chǎn)業(yè)背景，論述構(gòu)建高效雜種優(yōu)勢利用體系對保障我國糧食安全的核心價值與落地路徑。作物育種學總論期末考試參考答案一、名詞解釋1.作物育種目標：指在特定的生態(tài)區(qū)域、耕作栽培模式與市場需求條件下，育種工作者期望選育的新品種必須具備的一系列性狀指標的總和（1分），核心涵蓋豐產(chǎn)性、優(yōu)質(zhì)性、抗逆穩(wěn)產(chǎn)性、適應性、適宜熟期等核心維度（1分），不同產(chǎn)區(qū)、不同作物的育種目標需結(jié)合生產(chǎn)需求動態(tài)調(diào)整，不存在普適性的統(tǒng)一育種目標（1分）。2.核心種質(zhì)：指從某一作物全部種質(zhì)資源中，按照遺傳多樣性代表性最大、冗余度最小的原則篩選出的核心子集（1分），該子集僅占全部種質(zhì)資源總量的5%-10%，但能夠覆蓋全部種質(zhì)資源90%以上的遺傳變異與特異性狀類型（1分），可大幅降低種質(zhì)資源鑒定、評價與利用的工作量，提升種質(zhì)創(chuàng)新效率（1分）。3.引種：指將從外地或外國引入的作物品種、種質(zhì)材料，在本地區(qū)直接進行種植試驗，鑒定其適應性與生產(chǎn)應用價值的技術(shù)手段（1分），廣義引種包含作為雜交育種親本的種質(zhì)材料引入，狹義引種特指引入品種經(jīng)過適應性鑒定后直接在本地推廣應用（1分），是一種投入少、見效快、可快速調(diào)整本地區(qū)作物種植結(jié)構(gòu)的育種輔助手段（1分）。4.一般配合力：指某一個親本自交系或品種，與一系列其他親本材料雜交后，雜種后代在某一性狀上表現(xiàn)出的平均表現(xiàn)水平（1分），其遺傳基礎(chǔ)是控制該性狀的基因加性效應，能夠穩(wěn)定傳遞給后代（1分），一般配合力高的親本材料，更容易組配出綜合性狀優(yōu)良的雜交組合，是雜種優(yōu)勢利用中親本篩選的核心指標（1分）。5.回交育種：指將兩個材料雜交獲得F1代后，用F1代反復與其中一個綜合性狀優(yōu)良的親本（輪回親本）進行多代回交，逐代篩選保留目標性狀單株，最終獲得除目標性狀外其余性狀全部恢復到輪回親本水平的改良新品種的育種技術(shù)（1分），核心優(yōu)勢是性狀改良精準，適合針對優(yōu)良主推品種的單個缺陷性狀進行定向改良（1分），回交育種的改良效率與目標性狀的顯隱性、核基因/胞質(zhì)基因控制類型直接相關(guān)（1分）。6.垂直抗性：指作物品種對特定病原物的少數(shù)幾個生理小種表現(xiàn)出高抗性，但對其余大多數(shù)生理小種表現(xiàn)為高度感病的抗病類型（1分），通常由1-2個主效抗病基因控制，抗性表現(xiàn)為小種特異性，遺傳行為簡單，在生產(chǎn)上推廣初期抗性表現(xiàn)十分突出（1分），但連續(xù)大面積單一推廣種植3-5年后，病原物群體定向進化出對應的毒性小種，抗性就會快速喪失，無法長期維持穩(wěn)產(chǎn)效果（1分）。7.雜種優(yōu)勢群：指經(jīng)過大量配合力測定驗證、相互之間雜交能夠產(chǎn)生強雜種優(yōu)勢的一類親緣關(guān)系相近、遺傳基礎(chǔ)相似的自交系類群（1分），同一雜種優(yōu)勢群內(nèi)的自交系之間遺傳差異小，群間自交系遺傳差異大，跨群組配的雜交組合雜種優(yōu)勢水平顯著高于群內(nèi)組配組合（1分），目前玉米等異花授粉作物已經(jīng)形成了成熟的雜種優(yōu)勢群劃分體系，大幅降低了強優(yōu)勢雜交組合的篩選工作量（1分）。8.輪回選擇：指通過多輪的群體間雜交、選擇、互交重組，不斷定向提升育種群體目標性狀基因頻率，同時聚合多個不同來源優(yōu)良基因，打破不良基因連鎖的群體改良技術(shù)體系（1分），能夠長期維持群體內(nèi)的遺傳多樣性，避免常規(guī)系譜育種導致的遺傳基礎(chǔ)狹窄問題（1分），為雜種優(yōu)勢利用和常規(guī)雜交育種源源不斷提供新的優(yōu)良種質(zhì)素材，是作物種質(zhì)創(chuàng)新的核心技術(shù)路徑（1分）。二、填空題1.優(yōu)質(zhì)、適應性廣2.外地種質(zhì)資源、人工創(chuàng)造的種質(zhì)資源3.延長、矮小4.親本之一為當?shù)刂魍苾?yōu)良品種、雙親生態(tài)類型差異大且遺傳差異適度5.異花授粉、自花授粉6.γ射線、紫外線7.室內(nèi)人工接種、大田自然誘發(fā)8.雄性不育、雄性不育恢復9.混合選擇法、半同胞輪回選擇10.遺傳轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)基因陽性植株篩選與功能驗證三、單項選擇題1.C2.C3.D4.A5.B6.B7.B8.B9.C10.B11.C12.C13.B14.B15.A四、多項選擇題1.ABC2.BCD3.ABC4.ABD5.ABC6.ABD7.ABC8.ABC9.ABC10.ABCD五、簡答題1.種質(zhì)資源的核心地位與作用主要體現(xiàn)在三個維度：第一，種質(zhì)資源是所有育種工作的物質(zhì)基礎(chǔ)，沒有合適的種質(zhì)資源，任何技術(shù)手段都無法定向獲得改良的目標品種，突破性新品種的選育本質(zhì)上依賴于特異優(yōu)良種質(zhì)的挖掘與利用；第二，種質(zhì)資源承載了某一作物全部的遺傳變異類型，當前生產(chǎn)上面臨的高產(chǎn)瓶頸、病蟲害抗性喪失、極端氣候適應性差等產(chǎn)業(yè)痛點，其對應的解決基因絕大多數(shù)都蘊藏在各類野生近緣種、農(nóng)家地方品種等邊緣種質(zhì)資源中；第三，種質(zhì)資源的豐富程度直接決定了育種工作的可持續(xù)性，缺乏種質(zhì)資源儲備的育種體系只能停留在現(xiàn)有材料間的重組利用層面，無法實現(xiàn)種質(zhì)基礎(chǔ)的迭代升級，最終會陷入品種同質(zhì)化嚴重、遺傳脆弱性突出的產(chǎn)業(yè)風險。2.兩類作物的遺傳組成與育種差異：第一，自花授粉作物長期自交導致群體內(nèi)不同單株的基因型純合度極高，不同單株間遺傳差異顯著，品種為同質(zhì)純合群體，后代性狀基本不發(fā)生分離，適合通過系譜法選育常規(guī)純合品種，育成后種性穩(wěn)定，不需要年年進行復雜的提純復壯工作，雜種優(yōu)勢利用時需要人工去雄或借助雄性不育系實現(xiàn)雜交種子生產(chǎn)；第二，異花授粉作物長期異交導致開放授粉群體內(nèi)單株基因型雜合度極高，單株間基因型差異大，群體為異質(zhì)雜合群體，直接選擇優(yōu)良單株留種會導致后代出現(xiàn)嚴重性狀分離，必須先選育出純合優(yōu)良自交系，再通過自交系間組配選育強優(yōu)勢雜交種，才能將雜種優(yōu)勢最大化發(fā)揮，同時需要通過輪回選擇不斷改良開放授粉群體的整體配合力水平，拓展種質(zhì)利用范圍。3.引種成功的核心判斷標準包括三個維度：第一，引種材料引入后能夠正常生長、發(fā)育、繁殖，完全適配引入地的生態(tài)環(huán)境條件，不會出現(xiàn)無法抽穗、無法成熟、嚴重倒伏等致命性缺陷；第二，引種材料的產(chǎn)量、品質(zhì)、抗逆性等核心性狀表現(xiàn)優(yōu)于當?shù)噩F(xiàn)有主栽品種，能夠產(chǎn)生明確的經(jīng)濟效益；第三，引種材料不會攜帶檢疫性病蟲害、有害入侵生物，不會對本地生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成額外風險。主要影響因素包括引入地與原產(chǎn)地的生態(tài)環(huán)境相似性程度、作物本身的光溫反應特性、材料的適應性進化潛力三個核心層面，其中生態(tài)相似性原則是引種成功率的核心預判依據(jù)，光溫反應特性直接決定了作物對跨區(qū)域環(huán)境的適配能力。六、論述題1.常規(guī)雜交育種與分子設(shè)計育種的銜接路徑可以分為四個層面展開：第一，種質(zhì)資源鑒定階段的銜接，常規(guī)育種工作者積累了數(shù)十年的表型鑒定數(shù)據(jù)，能夠明確各類種質(zhì)材料的田間實際表現(xiàn)與育種利用價值，分子設(shè)計育種可針對這些已經(jīng)經(jīng)過田間驗證的核心種質(zhì)開展全基因組重測序，解析控制各類優(yōu)異性狀的功能基因位點，構(gòu)建覆蓋全基因組的高效選擇標記庫，完全避免無目的的全基因組測序產(chǎn)生的無效數(shù)據(jù)，大幅降低分子育種的研發(fā)成本；第二，親本選配階段的銜接，常規(guī)育種基于表型配合力測定積累了大量的優(yōu)良親本組合案例，分子設(shè)計育種可基于這些案例解析強優(yōu)勢組合的基因型匹配規(guī)律，構(gòu)建全基因組版本的親本選配模型，將傳統(tǒng)育種依賴經(jīng)驗的“組合配比藝術(shù)”轉(zhuǎn)化為可量化的基因型精準匹配技術(shù)，把強優(yōu)勢組合的篩選效率提升5-10倍，降低育種家的試錯成本；第三，后代選擇階段的銜接，針對控制產(chǎn)量、品質(zhì)等復雜數(shù)量性狀的微效基因，常規(guī)表型選擇無法精準追蹤其在后代群體中的傳遞規(guī)律，分子標記輔助選擇可在苗期對全部目標基因進行精準分型，快速將多個不同來源的優(yōu)良基因聚合到同一個遺傳背景中，僅需3-4代即可獲得純合的目標改良株系，比常規(guī)系譜選擇縮短一半以上的育種周期，最終篩選出的優(yōu)株再進入常規(guī)育種的品比試驗、區(qū)域試驗體系開展表型驗證，避免分子選擇得到的材料存在適應性缺陷的問題；第四，群體改良階段的銜接，分子設(shè)計育種可對輪回選擇群體的每個單株進行全基因組基因型分析，定向選擇攜帶更多優(yōu)良等位基因的單株進行互交重組，精準提升目標基因的累加頻率，打破常規(guī)輪回選擇僅靠表型選擇無法高效聚合微效有利基因的技術(shù)瓶頸，快速提升育種群體的整體遺傳水平，為常規(guī)雜交育種源源不斷提供更優(yōu)質(zhì)的原始育種材料。二者本質(zhì)上并非替代關(guān)系，而是技術(shù)互補關(guān)系，分子設(shè)計育種為常規(guī)育種提供精準的選擇工具，常規(guī)育種為分子設(shè)計育種提供明確的目標需求與表型基礎(chǔ)，共同構(gòu)建更高效的現(xiàn)代育種技術(shù)體系。2.雜種優(yōu)勢利用是當前我國農(nóng)作物增產(chǎn)貢獻最大的育種技術(shù)路徑，對保障我國糧食安全的核心價值主要體現(xiàn)在三個層面：第一，雜種優(yōu)勢能夠在不額外增加水肥、農(nóng)藥等生產(chǎn)投入的前提下，將作物產(chǎn)量水平提升15%-30%，同時同步改良品質(zhì)、抗逆性、適應性等多個復雜性狀，是破解我國耕地面積有