作物育种——精选推荐

作物育种学绪论

1.作物品种：⼈类在⼀定的⽣态和经济条件下，根据⼈类的需要所选育的某种作物群体。2.常规育种的技术特点：1、育种周期长，⼯作量⼤2、盲⽬性较⼤

3、需要育种经验的长期积累

3.和常规育种相⽐，基因⼯程有三⼤显著优点：

（1）源于⽣物的有利基因在⼈、动物、植物、微⽣物之间可以进⾏随意交换。（遗传密码A、C、G、U的通⽤性）（2）可以定向改良。（3）改良速度快。

第1章作物繁殖⽅式与品种类型

1.有性繁殖(sexual reproduction) ：凡由雌雄配⼦结合，经过受精过程，最后形成种⼦繁衍后代的，统称为有性繁殖。2.⽆性繁殖：不经过两性细胞受精过程⽽繁殖后代的⽅式。

3.⾃然异交率≤4%是典型的⾃花授粉作物；天然异交率在50%-100%之间的是典型的异花授粉作物；常异花授粉作物的天然异交率在5%-50%之间。4.两种特殊的有性繁殖⽅式

(1) ⾃交不亲和性： 具有完全花，可形成正常的雌、雄配⼦,但缺乏⾃花授粉结实能⼒，⾃交不育。如⽢薯、⿊麦、向⽇葵、甜菜、⽩菜、⽢蓝等。

(2)雄性不育性（male sterility）植株雌蕊正常⽽花粉败育,不产⽣有功能的雄配⼦的特性。5.⾃交的遗传效应：1.⾃交使纯合基因型保持不变。2.⾃交使杂合基因型的后代发⽣性状分离。3.⾃交引起后代⽣活⼒衰退。

6.异交的遗传效应：1.异交形成杂合基因型；2.异交增强后代的⽣活⼒。

7.农作物的品种，⼀般都具有三个基本特性，即特异性（distinctness）、⼀致性（uniformity）和稳定性（stability），简称DUS。

8.作物品种类型：1.⾃交系品种：⼜称纯系品种，是对突变或杂合基因型经过连续多代的⾃交加选择⽽得到的同质纯合体。2.杂交种品种：是在严格选择亲本和控制授粉的条件下⽣产的各类杂交组合的F1植株群体。3.群体品种4.⽆性系品种第⼆章种质资源

1.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。

2.作物起源中⼼：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、近亲野⽣类型和栽培类型的地区。3.作物起源中⼼有两个主要特征：基因的多样性和显性基因的频率较⾼。

4.原⽣起源中⼼（primary origin center）是指作物最初始的起源地称为原⽣起源中⼼。有4个标志：①有野⽣祖先；②有原始特有类型；

③有明显的遗传多样性；④有⼤量的显性基因。

5.次⽣起源中⼼(secondary origin center)：作物由原⽣起源中⼼地向外扩散到⼀定范围时，在边缘地区⼜会因作物本⾝的基因突变、⾃交和⾃然隔离⽽形成新的隐性基因控制的多样化地区。有4个特点：①⽆野⽣祖先；

②有新的特有类型；如⾼粱，初⽣中⼼在⾮洲，但是在中国形成糯质⾼粱，中国即为次⽣中⼼；③有⼤量的变异；④有⼤量的隐性基因。6.按育种实⽤价值分类

1. 地⽅品种（农家品种）在局部地区内栽培的品种，多未经过现代育种技术的遗传修饰。特点：有明显的缺点但具有独特的可利⽤的特性。

2. 主栽品种经现代育种技术改良过的品种，包括⾃育或引进的品种。特点：具有较好的丰产性和较⼴的适应性。

3. 原始栽培类型具有原始农业性状的类型，⼤多为现代栽培作物的原始种或参与种。特点：多与杂草共⽣，有⼀技之长。但不良性状遗传率4. 野⽣近缘种作物的近缘野⽣种和有价值的野⽣植物。

特点：在某⼀地区的⾃然条件下经过长期⾃然选择形成的，具有⼀般栽培作物⽋缺的⼀些重要性状。尤其是顽强的抗逆性，独特的品质及雄性不育特性等

5. ⼈⼯创造的种质资源杂交后代、突变体、远缘杂种及其后代、合成种等。特点：多具有某些缺点，但具有⼀些明显的优良性状。7.按亲缘关系分类1.初级基因库2.次级基因库3.三级基因库8. 种质资源的保存：1. 种植保存

2. 贮藏保存控制贮藏的温、湿条件,保持种质资源种⼦的⽣活⼒。原理：迫使种⼦处于代谢作⽤的最低限度。资源库保存：

(1)短期库。20℃,湿度45％，2-5年;(2)中期库。4℃,湿度45％,25年;(3)长期库。-10℃, 湿度30％,30-50年。3.离体保存种质试管保存组织或细胞培养物。v原理：植物细胞的遗传全能性。

4.基因⽂库(gene library technology)技术第三章育种⽬标

1.作物的育种⽬标（breeding objective）:在⼀定⾃然、栽培和经济条件下，对选育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.现代农业对作物品种的要求：⾼产、稳产、优质、适应机械化3.⾼产育种策略1.矮秆育种2. 理想株型育种3.⾼光效育种第4章引种与选择育种

1. ⼴义的引种泛指从外地区和国外引进新植物、新作物、新品种以及

为育种和有关理论研究所需要的各种遗传资源材料。引种材料可以是繁殖器官（如种⼦）、营养器官（如果树的枝条）或染⾊体⽚段（如含有⽬的基因的质粒）

2. 引种的基本原理：1.引种的⽓候相似性原理2.引种的⽣态条件和⽣态型相似性原理3. 低温长⽇照：⼩麦、⼤麦、油菜⾼温短⽇照：⽔稻、⽟⽶、⼤⾖4. 引种规律：P49

5. 驯化：使野⽣的植物成为栽培的植物，使外地植物变成本地植物的措施和过程。

6. 选择育种（breeding by selection）是直接利⽤⾃然变异,通过单株选

择和后代⽐较试验培育新品种的育种途径。选择育种⼜被称为系统育种，对典型的⾃花授粉作物⼜可称为纯系育种。7. 纯系育种或称系统育种，是通过个体选择、株⾏试验和品系⽐较试验到新品种育成⼀系列过程。

8. 纯系育种特点（纯系学说的中⼼论点）①群体内选择有效；②纯系内选择⽆效；

③选择只是挑出变异，⽽不能产⽣变异；④纯系是相对稳定的，⼜是经常可变的

9.混合选择：从品种群体中，按照育种⽬标，把成熟期、产量性状和外部形态较⼀致的优良个体选出来，混合脱粒，下⼀年混合播种，与原品种和对照品种进⾏⽐较。

10.单株选择：根据育种⽬标从原始群体中选择优良单株，分别收获，分别脱粒、贮藏，来年分别播种。11.纯系育种程序、混合选择育种程序、集团混合选择育种程序、改良混合选择育种的⽤途第五章杂交育种

1.杂交育种（breeding by hybridization)：不同品种间杂交获得杂种，继⽽在杂种后代进⾏选择以育成符合⽣产要求的新品种，称杂交育种。

2.组合育种：将分属不同品种的、控制不同性状的优良基因随机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。

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。

4.杂交亲本的选配原则：（⼀）双亲都具有较多的优点，没有突出的缺点，在主要性状上优缺点尽可能互补。（⼆）亲本之⼀最好是当地推⼴品种（三）杂交亲本间在⽣态型和亲缘关系上差异较⼤。（四）杂交亲本应具有较好的配合⼒5.⼀般配合⼒：某⼀亲本品种和其它若⼲品种杂交后，杂种后代在某个数量性状上的平均表现。

6.特殊配合⼒：两个特定材料杂交组配后代在某个数量性状的表现。

7.单交(single cross)或成对杂交：两个不同品种(系)间进⾏的杂交(A/B或A×B)。8.复交（multiple cross）：选⽤三个或三个以上的亲本进⾏两次或两次以上的杂交。1.三交（three way cross）三个品种间的杂交(单交F1或其它世代杂种与另⼀品种杂交)；

表⽰符号：A/B//C， F1中A、B核遗传组成各占1/4，C 1/2。

2..双交(double cross)是指两个单交F1的再杂交；表⽰符号：A/B//C/D或A／B//A/C四个亲本双交，F1中各占1／4;三个亲本双交，F1中A 1/2，B、C各占1／4;3.四交(tetra cross)指⽤四个亲本的连续杂交法；

表⽰符号：A/B//C/3/D。A、B各占1／8，C1／4，D1／2。v若选⽤五个亲本的连续杂交法，则为五交，即A/B//C/3/D/4/E或A/B//C/D/3/E，六交、七交等的概念依次类推。

9. 系谱法的优点：1.具有定向选择的作⽤；2.每⼀系统有案可查，易掌握它的优、缺点；3系统间的亲缘关系清楚，有助于互相参证；4.及早集中优良系统，有计划加速繁殖和多点试验。

系谱法的缺点:1.F2严格选择，中选率低，特别对多基因控制的性状，效果更差；2.⼯作量⼤，占地多，往往受⼈⼒、⼟地条件的，不能种植⾜够⼤的杂种群体，使优异类型丧失。10. 混合选择法优点：

1、分离世代群体⼤，不会丢失优良的基因型；2、⽅法简单易⾏；

3. 对⾃花授粉作物选择效果不亚于系谱法。4、充分利⽤⾃然选择，易获得对⽣物有利的性状；5、可能得到育种⽬标以外的优良类型。缺点

1、⼈⼯选择与⾃然选择⽬标不⼀致的性状易丢失；2、未选择，存在许多不良基因类型；3、杂种后代要求⼤群体；4、⾼代选择⼯作量⼤；5、亲缘关系⽆法考证.第六章回交育种

1.回交育种：是育种家采⽤回交的⼿段改进品种个别性状的⼀种⽅法，属于杂交育种的范畴。2.轮回亲本：⽤于多次回交的亲本（受体亲本）。3.⾮轮回亲本：第⼀次杂交时应⽤的亲本（供体亲本）。4.显性单基因的导⼊：书本83页5.单基因的导⼊：书本84页第⼋章远缘杂交育种

1.远缘杂交：将植物分类学上⽤于不同种(species)、属(genus)或亲缘关系更远的植物类型间进⾏的杂交, 称为远缘杂交

2.远缘杂种育种技术： 1.杂种早代应有较⼤的群体 2. 放宽早代选择的标准

3. 灵活地应⽤选择⽅法

3.外源染⾊体导⼊：1.异附加系：在某物种染⾊体组的基础上，增加数量不等的异源染⾊体。为⾮整倍体。

2.异置换系：物种的⼀对或⼏对染⾊体被另⼀物种的染⾊体所取代。

3.易位系：某物种的⼀段染⾊体与其它物种的染⾊体段发⽣交换。

4.远缘杂交不亲和性的原因：1.双亲受精因素的差异 2.双亲基因组成的差异

5.远缘杂交不亲和性的克服⽅法：1.亲本选择与组培 2.染⾊体预先加倍法3.桥梁法

4.采⽤特殊的授粉⽅法第九章倍性育种

1.倍性育种：倍性育种是以⼈⼯诱发植物染⾊体数⽬发⽣变异后所产⽣的遗传效应为根据的育种技术。

2.同源多倍体：体细胞中染⾊体组相同的多倍体。

3.异源多倍体：由不同种、属间个体杂交得到的F1经染⾊体加倍⽽成。染⾊体组源于两个或两个以上⼆倍体的物种。第⼗章杂种优势利⽤

1、杂种优势(必考)：是⽣物界的⼀种普遍的现象，⼀般是指把两个遗传性状不同的亲本杂交产⽣的杂种，在⽣长势、⽣活⼒、繁殖⼒、适应性以及产量、品质等性状超过其双亲的现象。2、杂种优势的度量：

1、中亲优势：杂种F1的产量或某⼀数量性状的数值超过双亲（P1和P2）同⼀性状的平均数的⽐例。

2、超亲优势：（1）超⾼亲优势：杂种F1的产量或某⼀数量性状的数值与⾼值亲本（HP）同⼀性状数值差值的⽐率。

（2）负向超亲优势：杂种F1某⼀性状表现出超低亲本（LP）的现象。3、超标优势（利⽤最多）：杂种F1的产量或某⼀数量性状的平均数与当地推⼴品种或对照品种（CK）同⼀性状的平均值差值⽐率。

4、杂种优势指数;杂种F1的产量或某⼀数量性状的平均值与双亲（P1和P2）同⼀性状的平均值的⽐率。3、杂种优势利⽤的基本条件：1、强优势的杂交组合2、异交结实率⾼

3、繁殖与制种技术简单易⾏4、选育⾃交系的原始材料三⼤类型：第1类地⽅品种和推⼴品种

⼀环系（first cycle line）：从上述品种群体或品种间杂种品种中选育出的⾃交系。第2类杂种品种

⼆环系（second cycle line）：从⾃交系间杂种品种中选育出的⾃交系。第3类综合品种和⼈⼯合成群体5、配合⼒及其测定

配合⼒(combining ability)：指⼀个亲本与另外亲本杂交后杂种F1的⽣产⼒或其他性状指标的⼤⼩。配合⼒的种类：

1. 、⼀般配给⼒：⼀个纯系（⾃交系）和其它若⼲⾃交系组配的⼀系列杂交组合的产量（或其它数量性状）的平均表现。

可以⽤某⼀⾃交系组配⼀系列组合的平均产量与全部杂交组合的平均产量的差值来表⽰gi＝xi-ux

它是由基因的加性效应决定的，为可遗传的部分。

2、特殊配给⼒：两个特定亲本系所组配杂交种的产量数值与双亲的⼀般配合⼒平均数值的偏差。特定组合的实际产量与按双亲的⼀般配合⼒换算的理论产量的差值来表⽰Sij=xij-E(xij) E(xij)=ux+gi+gj

由基因的⾮加性效应决定，是不能遗传的部分。配合⼒的测定⽅法：

（l）顶交法：测出的配合⼒相当于被测系与若⼲个纯系测交的平均值即⼀般配合⼒。

（2）双列杂交：双列杂交法的优点是能同时测定⼀般配合⼒和特殊配合⼒，同时筛选强优势组合。（3）系×测验系法：同时测定待测系、测验种（⾻⼲系）的⼀般配合⼒和特殊配合⼒。6、杂种品种的亲本选配原则：1、配合⼒⾼2、亲缘关系较远3、性状良好并互补

4、亲本⾃⾝产量⾼，花期相近7、杂种品种的类型：1、品种间杂交种

2、品种—⾃交系间杂种品种

3、⾃交系间杂交种：1、单交种：⽤两个⾃交系组配杂交⽽成

2、三交种：⽤三个⾃交系组配⽽成

3、双交种：⽤四个⾃交系，现配成两个单交种，再配成双交种4、综合杂交种：⽤多个⾃交系组配⽽成4、雄性不育杂种品种5、⾃交不亲和系杂种品种6、种间与亚种间杂种品种7、核质杂种

第⼗⼀章雄性不育及其杂种品种的选育

1、雄性不育：是指雄性器官发育不良，失去⽣殖功能，导致不育的特性。（包括质核互作不育和核不育）2、孢⼦体不育：花粉育性的表现由孢⼦体(母体株)的基因型控制,与花粉(配⼦体)本⾝的基因⽆关。

3、配⼦体不育：不育系的花粉败育发⽣在雄配⼦体阶段，其育性受配⼦体基因型控制(配⼦体基因不育时花粉表现不育，反之花粉表现正常)。

4、雄性不育花粉败育类型

花粉败育根据败育时期和形成结构可划分为三种类型：⽆花粉型、单核败育型、双核败育型5、核质互作雄性不育杂种品种的选育⼀、不育系和保持系的具体要求：

雄性不育系必须在⼤群体下通过鉴定，并达到四点基本要求：第⼀，不育性稳定彻底，不育度和不育率达100%，⾃交不结实。

第⼆，不育性能够稳定遗传，不因环境变化和多代回交⽽改变。

第三，群体的农艺性状整齐⼀致，与它的保持系相似。第四，雌性器官发育正常,能接受可育花粉⽽正常结实。

⽣产上具有具有应⽤价值的优良不育系，除上述四点基本要求外，还应具有：①配合⼒好, ⾼产潜⼒⼤,优良性状多,不良性状少;②恢保⾯⼴，可恢复性好；

③具有良好的花器构造和开花习性，异交率⾼；④品质好，能配出商品价值和经济效益⾼的杂种；⑤抗性好，在抗逆性和抗病性⽅⾯均有较好表现；⑥细胞质不具严重弊病。⼆、不育系和保持系选育⽅法：1、不育材料的获得2、远源杂交核置换3、回交转育4、⼈⼯制保

3、恢复系的选育⽅法：1、测交筛选法2、杂交选育法3、回交转育法4、⼈⼯诱变法

4、恢复系必须具备三个基本条件：

①恢复系是⼀个群体整齐性状⼀致结实正常的纯系；②它能使不育系的不育性完全恢复正常；

③它的恢复性不因世代的增加或环境的改变⽽变化。6、

第⼗⼆章抗病⾍育种1、作物抗病⾍性机制1、抗侵⼊2、抗扩展3、避病4、耐病

2、垂直抗病性：寄主品种对病原菌某个或少数⽣理⼩种免疫或⾼抗，⽽对另⼀些⽣理⼩种则⾼度感染。3、⽔平抗病性：寄主的某个品种对所有⼩种的反应⼀致,对病原菌的不同⼩种没有特异(专化)反应。第⼗四章群体改良与轮回选择1、群体改良的基本实质2、群体改良的轮回选择法图P227

如此周⽽复始的进⾏，每三季⼀轮3、轮回选择的优点4、轮回选择的⽅法

1.半同胞相互轮回选择(Half-Sib reciprocal recurrent selection, HSRRS或HRRS)2. 全同胞相互轮回选择(FSRRS)第⼗⼋章分⼦标记辅助选择育种1、分⼦标记的类型

1、以分⼦杂交为基础的DNA标记技术（RFLP标记）

2、以PCR技术为核⼼的DNA标记技术（RAPD标记、SSR标记、SSLP 标记、SCAR标记、AFLP标记、STS标记）3、以测序为基础的新型的分⼦标记（SNP标记、EST标记）2、⽤于MAS育种的分⼦标记须具备三个条件：1、分⼦标记与⽬标基因紧密连锁

2、标记实⽤性强，重复性好，⽽且能够经济简便地检测⼤量个体。3、不同遗传背景选择有效。3、存在的主要问题？