开放大学园艺植物育种学思考题及答案文档格式.docx
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①无野生祖先;
②有新的特有类型,如高粱,初生中心在非洲,但在中国形成糯质高粱,中国即为其次生中心;
③有大量的变异;
④有大量的隐性基因。
(3)在一定的生态环境中,一年生草本作物间在遗传性状上存在一种相似的平行现象。
瓦维洛夫将这种现象称为“遗传变异性的同源系列规律”。
(4)根据驯化的来源,将作物分为两类。
一类是人类有目的驯化的植物,如小麦、大麦、玉米、棉花等,称为原生作物。
另一类是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,这类作物称为次生作物,如燕麦和黑麦。
意义:
(1)指导特异种质资源的收集。
(2)起源中心与抗源中心一致,不育基因与恢复基因并存于起源中心。
因此,可在起源中心得到抗性材料与恢复基因。
(3)指导引种,避免毁灭性灾害。
起源于中国的作物有:
蔬菜:
大豆、山药、牛蒡、莲藕、茭白、百合、白菜类、芥蓝、韭、葱、莴笋、茼蒿等。
果树:
桃、杏、中国李、毛樱桃、枣、银杏、核桃、板栗、柿、枇杷、杨梅、荔枝、龙眼等。
4.种质资源保存常采用哪些方法?
种质资源的保存方法主要有:
种植保存、贮藏保存、离体保存、基因文库保存和利用保存
5.种质资源鉴定的主要内容和发展方向是什么
种质资源鉴定的主要内容有:
植物学性状鉴定、园艺性状鉴定、生物学特性鉴定、品质鉴定、抗逆性鉴定、抗病性鉴定和抗虫性鉴定。
种质资源鉴定的发展方向为综合化、自动化、计算机化。
第二章
1.园艺植物引种的概念和意义。
概念:
引种是将野生或栽培植物的种子或营养体从其自然分布区域或栽培区域引入到新的地区栽培。
(1)引种是解决园艺生产所需种类品种的重要手段。
(2)通过引种不仅有可能解决地区当前建设中存在的种类品种问题,而且还能引入更多的种质资源,为今后进一步良种化提供有利条件。
(3)扩大栽培区域,发展商品生产及保护珍稀植物。
(4)引入各种种质资源,还可用于杂交创造新品种。
2简单引种与驯化引种的含义,以及二者的区别。
简单引种:
引入地区与原产地自然条件差异不大或引入植物本身适应范围较广,或只需采取简单的措施即能适应新环境,并能正常生长发育,达到预期效果的称为简单引种。
驯化引种:
引入地区自然条件与原分布地区自然条件差异较大,或引入物种本身适应范围较窄,只有通过其遗传性改变才能适应新环境或必须采用相应的农业措施,使其产生新的生理适应性,这种方式称为驯化引种。
区别:
前者指植物种类或品种在基因型适应范围内的迁移,后者指植物在引种过程中发生某种适应性遗传变异。
3.简述园艺植物引种的遗传学原理。
(1)简单引种过程中的遗传学原理
简单引种是园艺植物在遗传性适应范围内的迁移,这种适应范围是受基因型严格控制的,同一种植物不同的品种,由于适应性范围的差异,在引种中有不同的表现。
(2)驯化引种过程中的遗传学原理
引种实践证明,在改变植物的遗传适应范围过程中,把一些园艺植物引入原来不能适应的地区不仅是必要的,而且也是可能的。
桃原产于我国西北干旱、气温较低的地区,引入南方后经过长期的培育选择,已驯化成为耐高温的华中系品种群,这就是一个典型的驯化实例。
4.简述园艺植物引种的生态学原理,分析引种过程中应考虑哪些因素。
(1)植物生态系统的功能和相对稳定性。
(2)引种对生态环境的影响。
(3)生态因子作用于植物的一些基本规律。
①生态因子的不可替代性和相互补偿作用。
②主导生态因子和限制生态因子。
③生态因子的综合作用。
④主要生态因子对园艺植物引种的作用。
a.温度
5.主要园艺植物引种的规律是什么?
(1)主要蔬菜的引种规律
我国蔬菜栽培区大致可以分为东北蔬菜区、华北蔬菜区、华中蔬菜区、华南蔬菜区、西南高原蔬菜区、青藏高原蔬菜区、蒙新蔬菜区7大区。
不同环境条件的栽培区都有其适应的蔬菜种类。
我国蔬菜引种栽培历史中,蔬菜种类的消长变迁是比较明显的,一些古代栽培过的蔬菜如马芹等已经没有栽培,依然为野生状态;
一些新的野生蔬菜,如蕨菜、鱼腥草等又驯化栽培;
一些从国外引进的新兴蔬菜如番茄、芦笋、西芹等已大量栽培。
我国是世界的“蔬菜之乡”,在引进国外蔬菜品种的同时也向国外提供了丰富的种质资源和品种,如白菜、萝卜等。
主要蔬菜的适应性及其引种规律简介如下。
①大白菜
大白菜原产我国,引种栽培遍布全国,主要分为直筒生态型、卵圆生态型和平头生态型。
其中直筒生态型耐旱、耐寒性较强,适应范围最广;
卵圆型不耐热、不抗寒、不抗旱,适应性较窄;
平头型属于中间类型,适应性有宽有窄。
从温差小的地区向温差大的地区引种时,秋季容易抽薹;
反之,则叶球变小或松散。
南种北引大多结球不充实,北种南引大多生长良好,但生育期因地而异。
②甘蓝
甘蓝有结球甘蓝、球茎甘蓝、羽衣甘蓝、花椰菜、青花菜、抱子甘蓝和芥蓝之分。
我国栽培的品种有的是直接从欧美或日本引进的,有的是从引进品种驯化、筛选的。
引进甘蓝时应注意品种冬性的差异,如做春甘蓝栽培,必须选用春化阶段长的品种,否则易发生不结球先抽薹的现象。
不同类型的结球甘蓝的冬性是有差异的,尖头型品种春化阶段较长,冬性较强,在长江流域做春甘蓝栽培时一般抽薹较少,而圆头型的容易抽薹,平头型的居中。
③番茄
番茄原产南美,16世纪末至17世纪初引入我国,近年又引进了不少新品种,例如樱桃番茄的许多品种等。
番茄是一种日照中性作物,只要温度适宜,可四季开花结果,应结合当地气候条件,选择适宜品种,安排好茬口,以提高土地利用率和产量。
(2)主要果树的引种规律
我国果树栽培区分为耐寒落叶果树带、干旱落叶果树带、温带落叶果树带、落叶常绿混交果树带、亚热带常绿果树带、热带常绿果树带、云贵高原落叶常绿混交果树带、青藏高原落叶果树带8个果树带。
主要果树的适应性和引种规律简介如下。
①苹果
我国是苹果的起源中心之一,但现在各地栽培的绝大多数品种是从国外引进的,如日本的“富士”和美国的“新红星”等。
苹果喜欢冷凉、干燥的气候,主产华北地区。
我国在向西北引种的同时,也向南方引种。
苹果在西北的一些地区(如宁夏)生长良好,但在高温多湿的长江以南各省生长不良。
不同品种的适应性不同,如“辽伏”、“金帅”对南方高温多湿的适应性较强。
不同熟期的品种,对南方气候的适应性也不同,早熟品种较好,中熟品种次之,晚熟品种较差。
早熟品种(比北方提早一个月)可避开伏、秋旱和台风等不良天气,有利于树势恢复并形成花芽。
南方低山丘陵区,可引种早熟品种,以增加当地鲜果种类。
②葡萄
葡萄原产黑海、地中海沿岸各地,分东亚、北美和欧亚三个种群,我国栽培的葡萄最初是汉代张骞从西域引种的,近年来从日本、美国引进的品种更多,如“红地球”等。
我国葡萄的传统产区在华北、西北和东北地区,其中北方寒冷地区采用覆土防寒越冬的方式,将葡萄的产区大大北移。
近年江南华南各地引种了“巨峰”等不少品种,且可提早结果,但因浆果成熟期的7~9月份日温差较低,含糖量比北方低3%~5%。
③柑橘
我国是柑橘的原产地之一,目前分布在北纬16~37°
之间。
根据年平均气温、10℃以上年积温、极端最低温等气温指标,将甜橙和宽皮柑橘分为最适宜区、适宜区、次适宜区和不适宜区等不同的生态区域。
目前我国柑橘生产栽培的最北限在秦岭以南的汉中盆地,影响柑橘北移主要因素是温度,特别是极端低温及其持续时间。
例如,极端低温高于-9℃,一月份平均温度4~5℃,年平均温度16℃以上的地区,可作为温州蜜桔的安全北限。
(3)主要观赏植物的引种规律
观赏植物种类繁多,习性各异,既有木本的观赏树木,又有草本花卉;
既有温室栽培,也有露地栽培。
观赏植物的引种驯化主要是指露地栽培的园林植物,其中包括一二年生花卉、宿根花卉、球根花卉等观赏植物。
①一二年生花卉
这类花卉的实际生长期只有半年,一年生花卉是春播秋花,二年生花卉是秋播春花。
前者的生长期正值下半年生长期,一般不存在问题,后者多为耐寒花卉,即使耐寒性不够强,也可在温室育苗,来年春暖时移栽。
所以一二年生花卉一般不存在引种驯化的问题。
②宿根与球根花卉
宿根花卉如菊花,多在春季发芽,秋末倒苗,以宿根(变态根)越冬,一般适应性与耐寒性均较强,即使不够耐寒,也可覆土越冬。
球根花卉分为春植和秋植两类,春植球根如唐菖蒲,早春植球,夏季开花,秋后起球,室内贮藏越冬。
秋植球根如郁金香,晚秋植球,土壤越冬,翌春发芽、抽薹、开花,夏季倒苗、起球,冷藏越夏。
可见球根类花卉以球根度过不良季节,适应性较强,与宿根花卉类似,也基本不存在引种驯化的问题。
③观赏树木
观赏树木是园林植物的主体,也是城市风貌的代表,一般是在发掘、驯化当地乡土树种的基础上,适当引进外来优良树种作为补充。
因为一种植物只有在它最适宜的地区,才能表现出最美的形、枝、叶、花、果的观赏特征。
从这种意义上来说,观赏树木的引种,主要应该是潜在型的驯化,即最大限度的发挥植物自身的适应潜力。
如果进行复杂的驯化引种,则不仅养护费用增加,而且观赏效果不佳。
好在观赏树木有许多适应性潜力大的树种,如悬铃木、柳树、银杏、水杉、雪松等。
观赏树木的引种驯化主要是在同一林带范围内进行的,而这正好代表了当地的自然景观。
例如,北方的油松、杨树、国槐所代表的北国风情,南方的香樟、桂花、棕榈所体现的南国春色。
6.简述引种的原则。
(1)明确引种的目的;
(2)引种地区和引种材料的选择;
(3)加强生态意识,杜绝盲目引种。
7.引种中在引入材料的选择上应该注意哪些问题?
选择引入材料应慎重,选择的原则一是引入材料的经济性状必须符合已定的引种目标要求,例如引种目的是解决当地缺少的罐藏黄肉桃品种,那么对白肉桃品种即使表现丰产优质,也不符合要求而应予以排除。
二是引入材料对当地风土条件的适应可能性。
客观分析引种材料的适应可能性,应建立在对引种地区的农业气候、土壤情况和引入材料对生态条件要求的系统比较研究基础上。
由于目前关于品种的系统农业生物学研究,在园艺植物的许多种类中还很薄弱,难以在实际引种工作中采用。
现根据前人选择引入材料的方法和经验,提出以下几点作为参考:
(1)确定和分析影响适应性的主导生态因子。
(2)调查引入材料的分布范围。
(3)分析引种方向与中心产区之间的关系。
(4)参考适应性相近似的种类和品种在本地区的表现。
(5)考察引入材料的亲缘系统。
(6)借鉴前人引种实践的经验教训。
(7)引入抗性类型可从相应病虫害或灾害经常发生的地区选择引入材料。
8.简述引种的方法
(1)简单引种法;
(2)驯化引种法。
9.影响引种效果的因素有哪些?
可采取哪些相应的农业技术措施?
(1)植物的发育特性;
(2)主导生态因子的分析;
(3)人为因素——引种驯化栽培技术。
10.引种成功的标准有哪些要点?
(1)适应性指标
①引种植物在引进地与原产地比较,不需要特殊的保护,能露地越冬或越夏,生长良好;
②没有明显或致命的病虫害。
(2)效益指标
①能够用原来的繁殖方式进行正常的繁殖;
②形成了有性或无性品种。
(3)繁殖能力
①达到原定引种目的,没有降低原来的经济价值或观赏价值,经济效益、生态效益以及社会效益较高或明显高于对照品种;
②无不良生态后果。
第三章
2.简单引种与驯化引种的含义,以及二者的区别
1.选择育种有什么特点?
(1)选择育种发生在需改进的性状少且个体间存在较大差异的情况下,只能改良一两个性状。
(2)选择育种多用于育种材料的选纯及良种繁育去杂保纯。
(3)选择育种的最大特点是优中选优,简单易行。
(4)选择育种不能有目的、有计划地人工创造变异,具有一定的局限性。
2.为什么通过选择可培育出新品种?
品种有两个基本特性:
一是具有一定的经济价值,二是有相对稳定和一致的遗传性。
其一致和稳定性是相对的,而变异是绝对的。
因为基因的分离和组合是无限的,自然变异时刻都在进行,天然杂交绝对避免是难以做到的,所以品种的遗传稳定性是相对的,品种在不断的变化。
另外,品种不可能在所有性状上完全一致,特别是数量性状不可能完全一致;
同时品种有地区性,因而条件变化,性状也有变化;
即使潜在的性状差别被表现出来,同时选择压力不同,性状选择程度也不同,从而发生变化。
如春甘蓝在南方一致,而引到北方则可能发生先期抽薹,在南方其遗传性表现一致,而到北方表现不一致,说明南方不具有表现基因型的条件,在北方则使之表现出来,即说明原来的基因型并不是完全一致的。
所以可以通过选择选出适于当地的品种。
3.怎样进行混合选择和单株选择?
混合选择法也称表型选择法,就是按照育种目标的要求,根据植株的表型性状,从原始群体中选择优良的个体(单株、单果、单荚等)混合留种,下一代播种在混选区内,同时在相邻的小区种植原始群体和标准品种(当地优良品种),以便进行比较鉴定。
根据混合选择的次数,可分为一次混合选择法和多次混合选择法。
一次混合选择法就是对原始群体只进行一次混合选择,把选择的种子混合播种,与原始群体和标准品种相邻种植进行比较鉴定,评价混合群体的优劣,如果表现优良一致,则可进行下一步的推广应用。
多次混合选择法就是在第一次混合选择留种的混合区(一次混选区)内继续选择优良个体混合留种,混合播种于二次混选区,在以后几代连续进行三代、四代,甚至更多代的混合选择,直到性状优良一致为止。
单株选择法又称系谱选择法或基因型选择法,就是从原始群体中选择优良的变异单株,分别编号,分别采种,各株的种子不混合,一个小区种植一个单株的后代(称为株系),每隔几个小区设置对照区(种植原始群体或当地主栽品种),比较鉴定各株系间以及株系与对照品种间的优劣。
根据单株选择和播种的次数,可分为一次单株选择法和多次单株选择法。
一次单株选择法:
如被选株系性状优良且稳定一致,就从当选株系内选择优良植株混合采种。
如被选株系数较多,则下一代进行一次扩大小区面积的株系间比较淘汰。
如果选留的株系数已不多,即可进行下一步的品种比较预备试验和品种比较试验。
最后根据品种比较试验的结果,选出优良品种进行生产试验以及品种推广。
多次单株选择法:
当进行一次单株选择后,如果单株后代性状优良,但不整齐,有分离,为使优良性状得到稳定和加强,要在被选株系内再选择优良单株,分别编号,分别采种,种成株系,进行株系间比较,这样连续多次,直到单株后代的性状表现整齐一致为止。
4.如何提高选择效果?
要想获得理想的选择效果,应从三方面着手。
(1)降低入选率,提高选择强度。
即提高入选标准,控制入选个体,增大选择差。
入选率越大,入选的个体越多,选择差就越小,相反则越大。
如果100%入选,标准下降,则选择差小(为0)。
群体的选择效果为0。
具体应用时应综合考虑,不能为了提高某一性状的选择效果而把选择标准定得过高,结果入选群体过小,大大影响了对其他性状的选择。
(2)增大群体变异度。
如果群体的标准差小,变异幅度小,也就是供试群体的各个个体的遗传基础都近似相同,入选群体与原始群体的平均值相差无几,即使遗传力很大,在群体中选择时,选择无效或选择效果差。
反之,性状在群体内变异幅度越大,选择的潜力越大。
(3)提高遗传力。
遗传增益的大小与遗传力的大小成正比,性状的遗传力越大,选择后所取得的遗传增益越大。
性状的表现是基因型和环境因素共同作用的结果。
不同的环境可使植物发生不遗传的变异(环境饰变),为了选出真正属于遗传性的变异,选择育种要在环境因素相对一致的条件下进行,降低环境方差,从而提高选择效果。
实践中主要是通过田间设计和田间管理来降低环境饰变的影响。
在选种时应选择分布较集中,地势、光照、水肥、湿度、土壤、坡向及栽培管理等较均匀一致的群体。
5.异花授粉作物群体的遗传基础有何特点,对应的选择方法有哪些?
异化授粉作物的天然异交率在50%以上,群体异质结合程度高,遗传基础复杂,亲本与后代之间以及同一亲本的后代各个体之间性状都存在不同程度的变异,群体内变异较大。
对应的选择方法主要有:
母系选择法、亲系选择法、半分法、双系法、集团选择法、单株-混合选择法、混合-单株选择法。
6.园艺植物无性系选种有什么特点?
无性繁殖的作物虽然前后代很相似,但经过多代繁殖,也会产生变异。
变异类型分为芽变和营养系微突变种,选种方法也就分为芽变选种和营养系微突变选种。
利用发生变异的枝、芽进行无性繁殖,选出优系,称为芽变选种。
芽变选种的突出优点就是在保持原有综合优良性状的基础上,对品种的个别缺点进行改善。
所以一经选出即可进行无性繁殖提供生产利用,投资少而收效快。
但芽变选种又有一定的局限性。
与有性杂交后代相比,芽变仅仅是原有遗传物质的突变,包括基因突变与染色体畸变,造成的表型变异仅局限于少数性状;
而有性后代是双亲遗传物质重组的结果,形成多种性状的大幅度变异。
营养系微突变与芽变一样,来源于自然发生的体细胞突变。
只是发生突变的基因大多控制数量性状,且基因对表型变异的贡献率较小,因此称为微突变。
而芽变中发生突变的基因多为主基因,对表型变异贡献率大。
另外,营养系微突变的突变频率高,一般有害的遗传效应较小。
微突变长期逐代积累也会造成品种内株、系间在一系列性状上发生显著变异。
7.株选方法有哪些?
(1)单一性状选择法,包括分项累计淘汰法、分次分期淘汰法。
(2)综合性状选择法,包括多次综合评比法、加权评分比较法和限值淘汰法。
(3)相关性状选择法。
8.简述选择育种的程序和主要工作内容。
(1)确定选择方法:
根据不同作物特点、育种目标以及当地的管理栽培方式,具体情况具体分析,灵活交叉应用各种选择方法。
(2)圃地设置及年代的增减:
圃地设置和选择纯化年限可根据实际情况进行灵活调整。
(3)几种圃地交叉、多点进行:
越级试验或同步试验、多点试验。
9.从哪些方面可加速育种进程?
(1)加速种株的生长和增加世代:
根据气候条件适当利用保护措施,进行一年多代播种选择,或异地异季加代。
(2)提高繁殖系数与提早繁殖:
采取分株或扦插等方法提高种子繁殖系数,加速新品种的繁殖,还可以采用植物组织培养技术,加速推广应用。
(3)新技术应用与早期选择。
10.分析分子标记辅助选择的应用前景。
分子标记辅助选择是一种借助分子标记达到对目标性状基因型选择的方法,通过分析与目的基因紧密连锁的分子标记的基因型来进行辅助选择,提高育种效率。
近年来基因组研究的迅速发展为许多农作物提供了大量分子标记技术和多种多样的检测手段,使得分子标记辅助选择应用于作物遗传改良已成为现实,并已取得了长足进展。
大量理论和实践研究表明,影响分子标记辅助选择效率的因素非常复杂,其中标记与基因之间的距离、目标性状的遗传率、群体大小和性质、选用分子标记数目以及标记与基因的连锁相等是重要因子。
因此,进行分子标记辅助选择的前提是首先建立尽量饱和的分子标记图谱,然后把目标基因定位在分子图谱上,即建立目标基因与分子标记的连锁关系。
标记与目标基因的遗传距离越小越好。
与目的基因紧密连锁的单一分子标记可以用于辅助选择,而如果在目的基因两侧均能找到与之连锁的标记,会进一步提高选择的可靠性。
另外,由于分子标记辅助选择要求对育种群体进行大规模检测,因而要求检测的方法要简单、快速、成本低、比较准确,也要求检测过程(包括DNA提取、分子标记的检测、数据分析等)自动化。
第四章
1.什么是有性杂交育种?
其遗传机理是什么?
有性杂交育种是根据品种选育目标,有目的地选配遗传性不同的品种、变种、亚种或种作为亲本,通过人工杂交的手段,使它们的雌雄配子结合产生变异的后代,并将分散在不同亲本上的优良性状组合到杂种中,对其后代进行多代培育选择、比较鉴定,以获得遗传性状相对稳定(基因型纯合或接近纯合)、更有栽培和利用的新品种的一种育种途径,又称重组育种。
遗传机理:
(1)基因重组:
这是有性杂交育种取得巨大成功的主要遗传原因。
通过杂交,使分散在不同亲本中控制不同有利性状的基因重新组合在一起,形成具有不同亲本优点的后代。
(2)基因累加:
通过基因效应的累加,从后代中选出受微效多基因控制的某些数量性状超过亲本的个体。
(3)基因互作:
主要通过非等位基因之间的互作产生不同于双亲的新的优良性状。
2.植物有性杂交的方式有哪些?
各在什么情况下适用?
有性杂交按其参加亲本的数目和方式不同可分为两亲杂交和多亲杂交。
两亲杂交包括单交和回交。
杂交群体和后代群体规模小时适用单交;
回交适用情况:
在优良品种中输入抗性基因,栽培的优良品种作轮回亲本;
转育雄性不育系和自交不亲和系,待转育品种作轮回亲本;
改善育种材料的性状,表现好的品种作轮回亲本;
克服远缘杂交的不稔性。
多亲杂交包括合成杂交、添加杂交、多父本授粉。
添加杂交:
多个亲本逐个参加杂交的方式。
三个亲本进行的添加杂交称三交,有性繁殖的蔬菜植物以三交为多。
四个亲本进行的添加杂交称四
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