第一篇:育种学各论玉米复习
1.玉米育种目标的重要性:A、是育种工作的首要任务和最基本环节 B、育种目标制定的正确与否是育种工作成败的关键 C、它不仅是一项技术工作,更是显示育种工作者战略性和前瞻性能力的重要环节 D、是选择鉴定的依据和预期的育种成果
2.育种目标制定原则和依据:A、当前农业生产对玉米品种性状的要求,高产、优质、多抗、适应范围广、生育期适宜 B、根据所在地具体生态条件、栽培管理水平、目前品种的利用情况、所拥有的种质资源、掌握的技术特点和今后的发展方向等进行综合考虑
C、既要着眼于现实,又要放眼于未来
3.玉米产量构成因素:单位面积穗数、穗粒数、粒重
4.具体育种目标
A、因地制宜,选育适宜株型的高产、优质、多抗、广适普通玉米杂交种;技术指标:
比现主推品种增产8%——10%以上或产量相当,但真有特殊的优良性状;稳定性好;高抗或抗当地主要病虫害;DNA检测达标
B、选育优良的特用或专用型玉米杂交种:高赖氨酸玉米(籽粒中赖氨酸含量≥0.4%)、高油玉米、甜玉米、青贮玉米、糯玉米、爆裂玉米等。
C、选育生育期适宜的杂交种。原则:充分利用气候资源优势
D、选育“双高”玉米杂交种。“双高”指杂交种本身产量高,制种产量高,而且要求
父母本抗病、抗倒、耐密、生育期相近,父本雄花发达、花粉量大、耐高温。
5.玉米的遗传性状有质量性状(籽粒类型、胚乳品质、籽粒和植株色泽等)和数量性状
(产量、株型、配合力等)。质量性状的遗传受效应较强的主效基因控制,杂种后代按一定比例分离,具有明显的质的差别。控制数量性状的遗传效应有加性效应、显性效应和上位性效应三种,显性和上位性效应都会随着基因的分离和重组而改变,统称为非加性效应。
6.加性效应:控制某一性状的等位基因和非等位基因的效应具有简单的可加性,基因的共同效应是每个基因对该性状单独性状的总和,可在上下代间固定遗传。遗传特点:F1的杂种优势不明显,F2的变异范围小,遗传力低,遗传较稳定,不易受环境条件的影响,其起主导作用的性状如穗行数、单株果穗数、叶片数等可通过亲本选择来进行改良。
7.显性效应:同一基因位点内等位基因间的互作效应。
8.上位性效应:不同基因位点内非等位基因间互作产生的效应。
9.在育种上,想获得较早熟的杂交种,双亲生育期差异应小些,也比较好制种;选育晚熟
品种,双亲生育期差异可大些,制种时要注意花期调节。
10.若想获得糯(甜)玉米杂交种,要求双亲都是糯(甜)质的,这是因为除普通
玉米呈显性遗传外,其它类型均呈隐形遗传,普通玉米与其杂交时,由于胚乳直感,杂交当代果穗为普通非糯(甜)玉米,F1子粒呈现3普通非糯(甜):1糯(甜)的分离比例。
11.子粒色泽受果皮、糊粉层和淀粉层3个部分影响。果皮颜色性状的遗传主要受果
皮色基因P和p与褐色果皮基因Bp和bp所控制。果皮颜色有红色、花斑色、棕色、白色,属两对基因的遗传,属母体组织。糊粉层有紫、红、白等颜色,主要为7对基因所控制,其显隐关系为紫>红>白。胚乳淀粉层颜色性状,有黄色胚乳与白色胚乳,为一对基因所控制,黄色为显性,白色为隐性。糊粉层和淀粉层均有花粉直感现象,但必须是父本为显性性状时才能表现出来,如黄胚乳×白胚乳的F1代植株的果穗上即可分离出黄白粒。
12.我国地方品种资源有硬粒型品种、马齿型品种、中间型品种、糯玉米品种、爆
裂玉米、甜玉米。
13.外来玉米种质资源有:温带的种质资源,包括来自美国、欧洲及其他温带国家的玉米
种质;热带和亚热带的外来种质资源。
14.玉米种质资源的整理与鉴定:搜集到的资源要及时进行整理、分类和鉴定研究,妥
善保存,以供利用。保存时注意两点,玉米是典型的异花授粉作物,在繁殖时易窜粉混杂,为保证品种的典型性,防止遗传漂移,应减少繁殖次数,一次繁殖,保存多年;根据品种资源的遗传特点,采用合理的繁殖方法和繁殖群体。
15.目前玉米种质资源主要是“二级三期”保存。二级,地方各省、区、高校及科研
单位国家库;三期,短期、中期、长期。
16.玉米育种没有突破性进展的主要原因:A、缺少高产和超产所必须的种质资源 B、缺少新的杂种优势群和杂种优势模式 C、缺少足够的抗逆性基因来源。急需解决的问题:
A、引入和创造新的杂种优势群和杂种优势模式,创造更好的选系条件 B、引进、创造和利用新的抗逆性基因 C、加强基础种质的扩增、改良、创新及利用,将成为我国玉米育种取得突破性进展的关键
17.姊妹系:来源于同一个原始基本株,按不同的农艺方向选择所得的遗传基础绝大部分
相同,只有微小差异的同胞自交系。
18.玉米自交系:指从一个玉米单株经过连续多代人工强制自交,结合选择而产生的性状
整齐一致,遗传上相对稳定的自交后代系统。
19.优良自交系应具备的条件:三高两抗(高配合力、高纯度、高产量、抗病抗逆性性
强)
20.一环系:指从地方品种、综合品种以及改良群体中选出的自交系
21.二环系:指从自交系间各类杂交种后代中宣传的自交系
22.选育自交系的基础材料有:地方品种、各种类型的杂交种、综合品种以及经轮回选
择的改良群体。
23.选育自交系的方法有系谱法、回交法、聚合改良法、配子选择法以及诱变育种法和花
药培养法,而系谱法是应用最多的方法。
24.系谱法选育程序:(1)第一季根据育种目标,选择适当的基本材料。(2)第二季将
上季当选的自交穗,按基本材料来源以及果穗的编号,分别种成小区。(3)第三季及其以后世代按系谱种植上季当选的自交穗,继续在田间观察评选,淘汰劣系或杂系,在优系内选优良单株套袋自交,经田间与室内综合考评,当选果穗分别收藏。一般经5~7代自交,其植株形态、果穗大小、子粒色泽类型、生育期等外观性状基本整齐一致,就可获得一批自交系。
25.采用自交系与系内姊妹交或系内混合授粉隔代交替的方法保留后代,既可以保
持自交系的纯度,又可以避免因长期连续自交而导致自交系生活力严重衰退而难以在育种中应用的问题。
26.配合力的测定一般有早代测定和晚代测定两种。早代测定指自交当代至自交3代
测定,可以减轻以后的工作量,有助于提早对自交系的利用;晚代测定是在自交4代及以后世代进行测定,遗传性已稳定,容易确定取舍,但工作量较大,肯定优良自交系较晚,影响自交系的利用时间。
27.测验种:用来测定自交系配合力的品种、自交系、单交种等,统称为测验种。这种杂
交称为测验杂交,简称测交,其杂种一代称为测交种。
28.配合力的测定方法:顶交法、双列杂交法、多系测交法(骨干系法),多用顶交法。
29.玉米杂交种的类别:品种间杂交种、品种与自交系间杂交种(顶交种)、自交系间杂
交种(单交种、双交种、三交种和综合杂交种)。
30.加快育种进程的途径:(1)以骨干系法为核心,测用结合(2)试验、示范、推广相
结合(3)利用冬育冬繁,加速选繁世代
31.杂种优势群:在自然选择和人工选择作用下经过反复重组,种质互渗而形成的遗传基
础广泛、遗传变异丰富、有利基因频率较高、有较高的一般配合力、种性优良的育种群体。
32.从高产育种的角度出发,高产杂交种应考虑以下几个方面的因素:(1)单株生
产力(2)群体内个体生长协调(3)群体与环境协调
33.玉米主要病害有:大斑病、小斑病、丝黑穗病、茎腐病(青枯病)、病毒病、穗腐病
等。
34.目前发现的抗小斑病的生理小种有O、T、C三个,其中O小种是我国的优势小种,受细胞核影响,T小种受细胞质影响。
35.普通玉米子粒中赖氨酸含量是最低的,每百克中仅有赖氨酸0.245g。
36.高赖氨酸玉米的价值:相当于脱脂牛奶的85%~95%,对营养不良患儿有辅助治疗作
用;含有较高的赖氨酸和色氨酸,有利于动物吸收,有较高的饲用价值。
37.高赖氨酸玉米产量较低的原因是其配合力低。
38.群体改良的概念:通过对基础群体进行轮回选择,逐步提高群体中有利基因的频率,以改进群体的表现,从而创造和改良玉米育种的基础材料的一种育种体系。被改良的对象可以是开放授粉的品种、杂交种、综合种、群体或基因库,改良的产物可以是选育自交系的基础材料,也可以直接用于边远地区的农业生产。
39.轮回选择是反复鉴定、选择、重组的过程,每完成一次鉴定、选择、重组过程便称为一
个周期或一个轮回。
40.混合选择:玉米最简单的轮回选择方法,在基础群体中根据当代单株表现型进行选择,将选中的果穗进行收获脱粒,均匀、混合种子,形成下一轮基础群体。此法未控制授粉,未进行后代鉴定,难排除环境和低劣基因型的影响,容易误选。
41.轮回选择的方法:群体内的轮回选择(混合选择、半同胞轮回选择、全同胞轮回选择、自交后代选择)和群体间的轮回选择(相互轮回选择、半同胞相互轮回选择、全同胞相互轮回选择等)。
42.半同胞轮回选择每轮要历时3年攻三代。第一代,自交和测交。第二代,测交种
比较。室内保存与测交种对应的自交株种子,对测交种进行综合鉴定,选约10%最有测交种。第三代,组配杂交种。
43.群体改良的效果:(1)改良群体的产量和配合力(2)改良外来种质的早熟性和适应
性(3)改良品质(4)改良抗逆性、抗倒性、耐密性和耐肥性(5)改良创新种质,建立充实基因库
44.玉米种子的类别:(1)常规品种种子,包括天然授粉的普通品种、综合品种、改良群
体的种子(2)育种家种子,育种家育成的遗传性状稳定的亲本种子的最初一批种子,是用于进一步繁殖原原种的种子(3)原原种种子(4)原种种子(5)亲本自交系种子
(6)杂交种子(商用种子)
45.配制玉米杂交种的技术:选地隔离、规格播种、严格去杂去劣、母本去雄、辅助授
粉、适时收获、分收分藏、质量检验。
46.提高自交系繁殖产量的措施:(1)选用良田,精细管理(2)合理密植,增株增穗(3)
适期早播,增肥增水,以促为主(4)人工辅助授粉,增粒增产
47.测交选系是前期育种工作的核心,是利用杂种优势的基础,也是玉米杂交育种的重
点和难点。
48.群体改良的作用:(1)创造新的种质资源(2)选育优良的综合品种(3)改良外来种
质的适应性
第二篇:浅谈玉米育种
浅谈玉米育种
玉米最主要的特征是天然异花传粉,天然授粉群体的田间组成处于高度的异质状态,个体的基因型处于高度的杂合状态,这决定了在玉米天然授粉的群体中,株间表现型比较意义不大,必须通过一定的基因型选择过程才能正确地决定取舍。同时,由于个体基因型高度杂合,造成表型选择不可靠,必须对大量个体做测交或后代鉴定,才能确认表型是否真实遗传。由于这些原因,在玉米育种过程中,一般都要经过多代的选择比较才能育成新的自交系或品种。
现代玉米育种的主流是杂种优势育种,基本途径是先选育纯合的亲本自交系,再将亲本自交系杂交,选育出杂种优势强的杂交种。生产上利用的是F1 代的杂种优势。自交系的选育不但要求本身性状优良,还要求配合力高。这就大大提高了育种的难度,延长了育种的周期。不仅如此,自交系的性状同杂交种的性状虽然有关系,但仍然有距离,在杂交种水平上还要对农艺性状进行选择鉴定,同时对主要目标性状的杂种优势水平进行比较,最终育成优良杂交品种[ 1 ]。获得优良的玉米自交系是实现玉米优良杂交品种的基础,生态环境的多元化差异、遗传基因的多样性、基因的不同变异方式以及与环境的互作是玉米育种的遗传学基础。优良亲本自交系的标准
1.1 配合力高
一般配合力高(亲本与杂交种的配合力高);特殊配合力高(亲本与亲本间的配合力高)。
1.2 农艺性状优良
株型好(现选紧凑、半紧凑)生长势强、根系发达,茎秆挺立,果穗不露尖,现选大穗型及耐密株型,生育期适中,吐丝散粉协调。
1.3 适应性强
对纹枯、穗腐、大斑、小斑、青枯、丝黑穗、轿花叶等病具有较强的抗性。现还提出了抗耐瘠、耐寒、耐旱、耐密植、肥料的高效利用等自交系的选育。
1.4 亲缘关系较远
有利于产生强的杂种优势。
1.5 降低生产成本
低成本是种子进入商业竞争的重要条件,是育种工作的成功表现,这就要求母本材料自身产量高,一般要求在7500kg/hm2以上,这样才能达到降低生产成本,增强市场竞争力的目的[2]。选育自交系的方法
选育自交系就是对某些符合育种目标要求的种质材料个体连续自交和选择,最终获得优良纯系, 再经过配合力的测定育成优良自交系。一般把自交系选育的方法分为常规选育法和其他选育法 以常规选育法为荃础的玉米育种技术又称为常规育种 以其他选育法为基础的育种技术可有多种, 例如, 以单倍体选系法为基础的单倍体育种, 以物理化学诱变为基础的辐射和诱变育种, 以生物技术为基础的转基因育种和分子标记辅助育种等等。玉米自交系选育的策略
2.1 加强基础材料的研究
积极搜集、整理基础材料,加以研究改良与创新,是解决种质基础狭窄的根本所在。基础材料的选择起点要高、要新。目前辽宁省应用的骨干系很多,如沈137、铁C8605、丹9046、丹598、丹340 等等,一般配合力都比较高,遗传也是相对稳定的,这些骨干系相互改良都会收到良好的效果。同时要对老优良系谱再选择,如沈5003、铁7922、掖478、掖8112、Mo17 等自交系,他们都含有丰富的优良基因,一般配合力都很好。
2.2 采用复合杂交创造新种质
选择几个骨干系,采用复合杂交的方法组建群体,克服回交转育等方法选系遗传基础狭窄这一弊端,同时又减少用轮回选择方法改良玉米群体的工作量,提高了选育速度和选择效果,丰富了遗传基础,收到了事半功倍的效果。在组建新的群体时,取材要有较多的优良基因频率和较少的不良基因,特别是目标性状要突出,要有特异性,使基因充分重组,创造新的变异。
2.3 配合力的早代测定
要以自身繁殖产量高、优质、多抗、耐密和综合性状优良为标准进行自交系选育。在选育过程中要加大选择压力,密植或人工抗病接种。但是最重要看配合力,选择高配合力的材料为基础材料,后代出现高配合力的频率加大,选择果穗、籽粒、行粒数和穗粒数等产量性状越大越好,越多越好。一般配合力是基因的累加作用,即加性效应,是可以稳定遗传的,配合力应早代测定,一般选在S4 代自交系基本稳定为宜,一般选3-4 个了解特征特性的骨干系作为测验种,例如用丹340、瓦138、丹598 等父本系来测定母本系的一般配合力,测定一般配合力后,用其它的父本系进行轮配,测定特殊配合力,这样测选结合,有的放矢,加快了自交系选育。
2.4 采用先进的育种技术
分子标记和基因工程是分子生物学技术在常规育种中的应用。通过分子标记辅助选择,无论对主效基因还是整个基因工程选择,都会事半功倍。目前,抗病育种与抗虫育种已经大量开展,通过回交改良的办法,将抗病、抗虫基因导入优良自交系上,取得了一定的成绩。不断学习并运用先进育种技术,提高自
身选育水平,是适应越来越高生产水平的必要条件。玉米育种手段的创新与运用,将成为选育突破性优良自交系和杂交种的有效途径之一。
2.5 采用1 加2 选系法(即一个冬季在海南加两个世代)
春季在本地种一个世代,冬季在海南连续加两个世代是玉米自交系的一种快速稳定有效的选育方法。这种方法缩短了选系年限,加速了对新优种质的改良利用, 提高了育种效率。目前被很多玉米育种者采用。由于此法的稳定年限缩短,能加快利用国内外最新、最优种质资源或杂交模式,使选出材料配出的新组合属于市场上最新杂优组合模式,增强了竞争力。可充分利用有效育种时间,节省育种经费,节省人力、物力,与常规南繁工作时间上无冲突,不妨碍常规南繁活动,增强南繁工作的效率和保证系数。海南二季主要应放在基础材料重组、自交和S1、S2、S3几个世代材料的选择上,S4 代尽量放到本地和海南一季播种及测交。在加快选育新材料时,同步加快组合鉴定试验的步伐,选材与试验同步进行是加快育种速度的必不可少的配套措施[3]。
3.选育自交系的方法。
(1)常规选育法。这种选育方法就是在一个分离的原始群体中选择个体自交系,经若干世代按目测自交选择之后,进行配合力的测定,最终选出优良的自交系。常规选系法的问题是早期入选的规模很难界定。目前,有的育种者在早期世代不分穗行种植,而是将入选的果穗的等量混合种植,到晚代才严格选择单株种成穗行,进行配合力测定。这种方法有效地增加了入选基因型的数目,同时增加了对单株的选择压力,可能对提高抗性和获得目标基因型有帮助。在育种规模不大的情况下,常规选育法,更多地依靠育种者的经验。
(2)单倍体选系法。其基本原理是利用自然或人工的诱发、培育的单倍体植株经过人工的染色体加倍或自然加倍获得纯合的二倍体,然后再从中选育优良的单株,成为自交系。单倍体育种一般只需两年就能获得纯合的自交系,比常规方法缩短了育种的周期,对育种家有很大的吸引力。不过,单倍体选育省略了大田选择的步骤,对诸如抗性等性状通常还要进行加倍的选择[4]。
(3)辐射与化学诱变选系法。辐射诱变选系法是利用放射性同位素产生的辐射能量甚至宇宙射线诱发染色体产生结构变异或等位基因突变,根据表型变异选择有用的个体育成自交系。此种方法的诱变机理主要以损伤恢复,在恢复过程中发现有利的变异,因而在选择原始材料上要兼顾遗传基础丰富和抗损伤能力强,在选系过程中要注意淘汰各种畸形株和不利变异,选择突变性状明显的健康的植株。这种方法近年来被有些人移植为航天育种或太空育种。
(4)分子选系法。所谓分子选系法是在D N A 水平上开展的自交系选育,包括转基因选系法和分子标记辅助选系法。转基因选系就是借助遗传转化技术,将一些其他动植物有利的外源基因导入自交系或杂交种内,育成有外源基因控制性状的优良自交系,这种方法对于改造玉米基因库中不具备的某些目标性状是致关重要的。分子标记辅助选系是首先对某些优良基因确定的紧密连锁的分子标记,然后以这些分子标记为间接选择性状对目标性状进行选择,最后育成优良自交系。
(5)自交系的改良。某些自交系在育成后发现有些必须克服的缺点,有些自交系在应用一段时间后发现某些重要的性状发生退化,或发生了新的病害生理小种的侵染,或者不适应新的推广区域的环境,这时解决问题的捷径是对原有自交系的个别性状进行改造,育成新的改良系。改良自交系最常用的方法是回交转育法。回交转育法就是以被改良的自交系为轮回亲本,以目的基因供体亲本为非轮回亲本,经过5 代以上的回交改良和1~2 代的自交稳定后,就可以育成新的改良自交系。回交效果的好坏同目标性状的遗传方式有关,一般回交法对简单性状或单基因控制的性状以及细胞质遗传性状最有效,对复杂性状效果差。回交法在选择供体亲本时要注意主要的目标性状不要有连锁累赘,还要注意选择具有相同杂种优势取向的优良自交系,防止改良了原有的不良性状又带来了新的不良性状,以及造成配合力下降等问题发生。回交后代也应该进行配合力测定,在不同的秭妹系中选择配合力高的应用[5]。杂交种的选育
4.1 杂交种的自交系选育
自交系的选育已经为杂交种选育提供了大量资料和信息。在应用优良自交系选育杂交种之前,需要对所使用的亲本有较详细的了解,并遵照某些原则在亲本间组配。亲缘关系远,地理差异大,例如采用国外系×国内系的组配模式已经被国内育种家广泛认识;类型有差异,性状要互补,类型间的差异通常反应了基因型的差异,性状互补更加重要,特别是重要的抗性性状,至少在亲本之一中要存在;农艺性状和种子生产性能好,这对于新杂交种的应用极为重要;配合力要高,这是最基本的条件之一,特别是产量性状的配合力要高。
4.2 杂交种的选育技术简单
单交种的组配除了育种者根据自己的经验选配亲本之外,通常采用最多的方法有2 种:一是轮配法,单交组合数=P(P-1)/2,其中的P 为亲本数;二是骨干系法,单交组合数=M×N,即将自交系分为M、N 2 组。在组间做可能的杂交,其中一组为骨干自交系组成,另一组为新自交系组成。这种方法通常最为有效[6]。
参考文献:
[ 1 ] 牛虹宇.玉米育种特点及选育方法.养殖技术顾问,Technical Advisor for Animal Husbandry,2010年 08期
[ 2 ] 陈桂兰,阳康春,蒙月群等.浅谈玉米育种技术.2011年第02期(总第252期)吉林农业,JILIN AGRICULTURALNO.02,2011(CumulativetyNO.252)
[ 3 ] 丁兰英.浅谈玉米育种中自交系选育.农业科技通讯,Bulletin of Agricultural Science and Technology,2010年 12期
[ 4 ] 张志军,岳尧海,王敏,张洪伟,刘文国等.玉米单倍体育种技术研究概述.辽宁农业科学,2011(1): 46 ~ 51 Liaoning Agricultural Sciences 文章编号: 1002 - 1728(2011)01 - 0046 - 03
[ 5 ] 孙敬华.浅谈玉米育种的途径及方法.中国农业信息,China Agricultural Information,2006年 04期
[ 6 ] 吴涛.玉米育种的选育方法及程序[J].农村实用科技信息, 2011,(04)
第三篇:果树栽培学各论复习
一、名词解释
1.自花结实:同一品种(或无性系)授粉属于自花授粉,自花授粉后能结果的成为自花结实。
2.异花结实:异花授粉后能结果的称为异花结实。
3.单性结实:不经授粉或虽经受精而未完成受精过程形成果实的现象。
6萌 芽 率:枝条上的芽能抽生枝叶的能力叫萌芽力,用萌发芽占总芽数的百分率表示。
4.成 枝 力:萌发的芽能抽生长枝的能力。
5.顶端优势:活跃的顶端分生组织,生长点或枝条,对下部腋芽或侧枝生长的抑制现 象。
6.叶面积指数:单位面积上所有果树叶片面积总和与土地面积之比。
7.物 候期:果树在年生长周期中所表现的生长发育变化规律。(通常由果树器官动态变化反映出来
与季节性气候变化相适应的果树器官变化时期。)
8.花芽分化:果树芽轴的生长点经过生理和形态的变化最终构成各种花器官原基的过程。
9.根颈:树干与地面相接处。
10.根际:紧贴生长根周围,内含根系溢泌物,土壤微生物和脱落根细胞以毫米计的微域空间。
11.中间砧:指位于接穗和基砧之间的一段砧木。
12.嫁接亲和性:嫁接之后,砧穗完全愈合成活为共生体,并能长期正常生长和开花结实的能力。
13.短截:又叫短剪,即剪去一年生枝梢的一部分。
14.缩剪:又叫回缩,即在多年生枝上短剪。
15.疏剪:又叫疏删,即将枝梢从基部疏除。
16.长放:又叫甩放,即一年生长枝不剪。
17.果树:能够提供给人们食用的果实、种子及其衍生物的多年生草本或木本植物。
二、简答论述题
1.按照果树果实构造果树分为哪些大类,每类试举两种为例?
答:1仁果类,如苹果,梨,山楂。2核果类,如桃、李、樱桃。3浆果类,如猕猴桃、柿、葡萄。4坚果类,核桃、板栗、椰子。5聚复果类,如草莓、菠萝。6荚果类,如酸豆、角豆树。7柑果类,如桔、橙、柚。8荔果类,如荔枝、龙眼。
2.提高果树坐果率的措施有哪些?
答:1人工授粉,2花期放蜂,3喷施生长激素氨基酸,4喷施矿质营养元素,碳(糖),硼,钴。5喷施清水,6疏花
答:
(一)加强综合管理,提高树体营养水平
(二)创造良好的授粉条件①人工辅助授粉:蕾期授粉,开花授粉,花期喷水②花期放蜂
(三)喷施植物生长调节剂和矿质元素
(四)高接授粉花枝或挂罐插花枝
(五)其他措施:摘心,环剥和疏花等
3.果树花芽分化的主要学说?
答:1开花素学说,2C/N假说,3激素平衡学说,4临界节位假说。
4.试述果树根系与地上部的相互关系?
相互促进,相互制约
自生果树各器官之间完全处于有遗传性决定的相互关系之中。
嫁接果树则要复杂一些,接穗和砧木都力求保持自身遗传性决定的生长发育规律,同时又受各自对方的功能制约。
5.试述影响果树嫁接成活的因素及怎样提高嫁接成活率?
答:影响嫁接成活的因素:砧木和接穗的亲和力 砧木、接穗的质量和嫁接技术 温度、水分和接口保湿 嫁接的极性
提高嫁接成活率的方法:
1.正确选择砧穗组合2.培育、利用高质量砧木
3.采用优质接穗4.正确选择嫁接时期
5.熟练的嫁接技术,正确的嫁接方法6.嫁接后的精心管理
6.试述果树冬季修剪最常用的基本方法和主要作用?
答:(1)冬季修剪 → ↓枝芽量,↑集中利用贮藏营养
→ 促进新梢生长、适度修剪利于生殖生长、同施肥灌水有类似作用。
落叶果树 — 落叶以后、春季树液流动前为宜。
常绿果树 — 在春梢抽生前、老叶最多并将脱落时进行。
冬季修剪还应考虑:树种特性、修剪反应、越冬性、劳力安排等因素。
(2)基本方法和作用:
①短截(剪):即剪去一年生枝梢的一部分。
作用:●增加枝梢密度● 缩短枝轴和养分运输距离,利于促进生长和复壮更新;
● 改变枝梢的角度和方向→改变顶端优势部位,调节主枝平衡(“强枝短留,弱枝长留”)● 增强顶
端优势● 控制树冠和枝梢(重短剪→树冠变小)
②缩剪(回缩):短剪多年生枝条,或在多年生枝条上短剪。
作用:一般修剪量大。刺激较重,缩剪后母枝的总生长量减少了(即对母枝有较强的削弱作用),缩短
了根叶距离,能促进剪口后部的枝条生长和潜伏芽的萌发抽枝,有更新复壮的作用。多用于枝组和骨
干枝的更新和控制树冠,控制辅养枝等。
③疏剪(疏删、疏枝):把枝条(包括一年生或多年生枝条)从基部剪去。
作用:●减少分枝●对母枝有较强的削弱作用常用于调节骨干枝之间的均衡●控制上部枝梢旺长,增
强下部枝梢生长。
7.简述影响扦插成活的因素?
内部因素:1)种和品种不同2)树龄 枝龄:幼龄树最易成活3)枝条内部营养物质4)维生素外部因素:1)
温度:覆地膜2)湿度3)光照
8.果园规划包括哪些主要内容?
答:
一、园地基本情况调查:社会经济情况、果树生产情况、气候条件、地形及土壤条件、水利条件
二、果园的土地规划:果园小区的规划、果园道路系统的规划、辅助建筑物规划、绿肥与饲料基地规划
三、树种、品种选择和授粉树配置:
(1)树种、品种的选择:①优良品种、有独特的经济性状②适应当地气候和土壤条件,表现优质丰产,保
持优质与丰产的统一③适应市场需要,适销对路,经济效益高
(2)授粉品种的选择和配置
四、果园防护林设计:防护林的作用、防护林带的机构及其效益、防护林树种的选择、防护林营造
五、水土保持的规划设计
六、果园排灌系统的规划设计
9.果树追肥有几个主要时期?
答:花前追肥、花后追肥、果实膨大和花芽分化期追肥、果实生长后期追肥。
10.果园灌水有那几个关键时期?
答:(1)发芽前后到开花前(2)新梢急速生长和幼果期(3)果实迅速膨大期(4)采果后
11.果树整形修剪的原则有哪些?
答:有形不死 无形不乱,因树修剪 随枝作形,统筹兼顾 长远规划,均衡树势主从分明,以轻为重轻重结合,抑强扶弱正确促控
12.抗旱性强(弱)的果树有哪些?
答:抗旱性强的果树:扁桃、杏、石榴、枣、抗旱性弱的果树:苹果、梨、柿
13.根据果树生长习性果树有哪些种类?
乔木 灌木 藤本 草本
3.李树如何疏果?
时期:花后15~20天进行,至硬核前结束。
留果标准:(二者取其一)
(1)根据果枝类型:一般花束状果枝和短果枝留1~2个果,中果枝3~4个,长果枝5~6个。弱枝少留,壮枝多留。
(2)根据间距留果:中小型果间距4~8cm,大型果间距8~10cm。
疏果时,应先疏去病虫果、畸形果、伤果、小果、背上果。
4.枣与整形修剪有关的生物学特性有哪些?(答出5点即可)
(1)枣头的单轴延伸能力强。(2)枣树成花容易。(3)物候期严重重叠。(4)枣树的营养枝向结果枝的转化较为容易。(5)枣树的隐芽寿命长。(6)主芽有一剪子堵两剪子出的习性。
5.果树砧木种子为什么要进行层积处理?生产中采用的方法有哪些?
原因:果树种子成熟后,其内部存在妨碍发芽的因素,使其不能萌发而处于休眠状态。而且形态上成熟的种子,萌芽前内部要进行一系列导致种子萌发的生理变化即后熟。
要想使种子完成后熟,打破休眠,一种方法是进行秋季播种。另一种是春季播种,播种前进行层和处理。生产上最常用的是后一种方法。
6.果树基肥在什么时期施用最好?为什么?
果树基肥在秋季施用最好。
主要原因:(1)秋季气温较高,雨量充沛,有机肥有充分的时间腐熟、分解、矿化,满足翌年需要。
(2)树体根系正处于生长高峰期,吸收能力强,断根愈合快,有利于新根产生和养分吸收。
(3)秋季新梢处于缓慢或停止生长状态,根系吸收的矿质营养可提高叶片光合能力,增加树体贮藏养分,促进花芽分化,增强越冬抗寒能力,促进翌年根系生长发育。
8.如何预防杏花霜冻?
(1)建园时要合理选择园址和抗寒晚花品种。
(2)加强肥水管理并注意保护好叶片,防止早期落叶病发生和害叶类虫害的防治,增加树体贮藏营养,提高抗低温能力。
(3)熏烟。注意收听天气预报,当气温有降到-2℃的可能是,准备熏烟预防霜冻。3~4个/666.7m。
(4)春季灌水降低地温。
(5)在树干和主枝上涂白或喷10%石灰水,减少对太阳辐射热的吸收。
11.与李树整形修剪有关的特性有哪些?
①萌芽率与成枝力李树的萌芽率高,一年生枝缓放不剪,芽的萌发率在90%~95%以上。而成枝力较低。但是,如果对当年生枝进行短截,剪口下也可形成4~5个较长枝条。②不定芽特性不定芽萌芽率高,多年生枝干重回缩,都能引起不定芽的萌发,抽出较旺的枝条。③易形成结果枝李树进入结果期后,健壮的当年生枝除去徒长枝外。一般都能形成花芽成为长果枝。如果这类枝缓放不动剪,第二年即形成花束状果枝。④结果习性大部分李树品种的主要结果枝为短果枝和花束状果枝,而且以着生在2~3年生段的短果枝和花束状果核结果最好,这些是李树结果的主体。⑤花束状结果枝特性l~6年生果枝结果能力强,6年生以上的有间歇结果现象;花束状结果枝顶芽为叶芽每年靠它生长延伸,寿命长达15年之久,因此不能回缩,否则结果后死亡。
13.什么是枣树开甲?生产如何做?
枣树开甲即对枣树进行环剥。用环剥器或刀子在主干或枝条的适当部位上下各切一刀,深达木质部,然后剥掉树皮即可。
做法:盛花初期天气晴朗时在主干上开甲,宽度一般为干径的1/10左右,生产上通常为0.3~0.7cm,强树可宽些,弱树宜窄些。一般开甲后25~30天开甲即可愈合为度。
14.以桃为例说明其结果枝是如何划分的?并说明其特点。
结果枝根据枝条的长度可分为:徒长性果枝长60cm以上,中上部多复花芽,但坐果率较低。有时利用其结果,常用以培养结果枝组。长果枝长30~60cm,枝条发育充实,一般不发生副梢,中部复芽较多,结果能力很强。顶部及基都有叶芽,因此,短截后可以产生更新枝。一般多发生在主、侧枝的中、上部。它是南方品种群和蟠桃等的主要结果枝。中果枝长15~30cm,枝条上单芽、复芽混生。开花结果能力比较稳定可靠。是南方品种群的主要结果枝类。短果枝长5~15cm,枝条上除项芽是叶芽外,大部分是单花芽。它是北方品种中大部分品种的主要结果枝类。花束状果枝一般不足5cm长,枝条细弱,节间短,除枝条顶端是叶芽外,其余各节多是单花芽。在树势弱的情况下,这种枝条容易枯死,是肥城桃的良好结果技类。
15.使用生长调节剂应注意哪些问题?
(1)不同树种、品种、生长势和环境条件,对生长调节剂的不同浓度反应也不同,故在大量应用前应先作预备试验,以免发生药害或效果不显著。
(2)大部分生长调节剂加水稀释后,容易失效,应随用随配。
(3)有的生长调节剂可以与一些农药混合使用,如萘乙酸就可与波尔多液或石硫合剂混用,但有的生长调节剂遇酸或碱易分解失效,如赤霉素与碱性药液混合易失效。
(4)喷药时间最好在晴天傍晚前进行。勿在下雨前或强日照时进行,以免改变药液浓度,降低药效或发生药害。使用时注意使用时期和浓度。
(5)喷布要均匀,根据目的,可着重喷布果树的某个部位。
22.何谓抽条,预防措施的措施有哪些?
抽条(冻旱)幼年果树越冬以后,枝条出现失水、皱皮、干枯的现象。
预防措施: ①加强土肥水管理,注意前促后控。如改土施肥、巧灌越冬水、打防寒土埂、埋土越冬、早春刨树盘、树盘覆盖(秸秆)或铺地膜、科学施肥灌水。②营造防护林。③加强植株管理,如秋季严防大青叶蝉为害和其他机械伤、秋季摘心防徒长、防病保叶贮营养、冬春涂抹防蒸腾剂等。④选择抗冻旱能力强的树种和品种。
23.简述果树矮化密植栽培的途径。
① 利用矮化砧木。② 选用短枝型品种。③ 应用生长调节剂。如英国70年代末期推出的生长延缓剂“多效唑”(PP333)。④ 人工致矮措施。主要指夏季修剪,环剥、环割、刻芽、扭梢、拉枝、摘心等方法。
25.授粉品种应具备什么条件?
(1)授粉品种的寿命与主栽品种相近。(2)与主栽品种的花期大致相同。
(3)能产生大量花粉,花粉发芽率高,能充分满足授粉要求。
(4)与主栽品种同时进入结果期,果实品质好,经济价值高,丰产稳产。
(5)与主栽品种有良好的授粉亲和力,有的与主栽品种能互相授粉。
(6)授粉品种对当地生态条件适应性强,并且是我国目前规划发展的优良品种。
27.落叶果树中,按果实构造是如何分类的?请举例说明。
(1)仁果类:苹果、梨、(2)核果类:桃、李、(3)坚果类:核桃、板栗、(4)浆果类:葡萄、醋栗、等。5)柿枣类:柿子、枣、酸枣等。
28.何谓果树冻害,预防措施有哪些?
冻害指果树在休眠期间遇到0℃以下低温或剧烈变温或较长期处在0℃以下低温中,造成的果树冰冻伤害现象。
预防措施: ①选择抗寒品种(最根本途径)。②选择建园地点要适地地适栽。③采用抗寒栽培技术,如匍匐栽培、高接栽培、实行矮化密植栽培、营造防护林、加强树体越冬保护等。④提高树体营养水平,增强自身抗寒能力。
39.果树设施栽培条件下授粉树的配臵应注意哪些问题?
与主栽品种花期相遇,且花粉较多,发芽率高,与主栽品种能相互授粉,有较强的亲和力;与主栽品种始果年龄和寿命相近;能丰产,具有经济价值;能适应当地环境,栽培管理容易。
40.保护地果树栽培中,扣棚、升温时间的确定通常考虑哪些因素?
(1)品种的需冷量必需满足。(2)设施的保温能力达到果树生长发育的要求。(3)果品应市时间。(4)果实生育期(5)当地气候条件
41.有一户果农今年承包了一栋温室桃,由于采后修剪及时,现枝条长度在30cm左右,请你告诉他现在最要紧的农事是什么?怎样做?做时需注意什么?
答:现在最要紧的农事是打PP333,做法是:对叶片喷布200倍左右的多效唑(PP333)。隔半月再喷一次。
注意事项:
(1)营养生长旺盛的树上使用,弱树不宜使用。(2)施用后一定要进行疏果。
(3)要内外喷透,并以喷施叶背面为主。(4)不同品种多效唑的使用浓度应有所区别。
(5)药量以保持树势中庸、产量高、品质佳为原则。
44.简述提高苹果坐果率的主要措施。
(1)改善树体营养,促进花芽分化;(2)配臵授粉树、人工辅助授粉和放蜂;(3)花期喷液肥和生长调节剂;(4)主干环剥和环割;(5)果台副梢摘心
45.果园内建立良好间作应具备的条件是什么?常见间作植物包括哪些?
间作物具备的条件:株型矮小,不与果树争光;生育期短,大量需肥水期与果树互相错开;与果树无共同病虫害,也不能是果树病虫的中间寄主;管理省工,有利于培肥土壤,具有较高的经济价值。
常见间作植物:豆类、薯类、蔬菜类及药材等。
一、填空题
2.根据结果枝的长短,我们把仁果类果树果枝分为徒长性果枝、(长果枝)、(中果枝)、短果枝。
4.由种子播种繁殖的葡萄植株的根系,叫(实生根系)。用扦插、压条繁殖的葡萄植株的根系,叫(茎源根系)。各级侧根上的小细根是葡萄的(须根)。
5.葡萄绿枝接要在接穗和砧木新梢均半木质化以后嫁接。为保证苗木的成熟度,在熊岳地区一般在(6月份),最迟不晚于(7月初)进行。
6.苹果短枝型品种、中国梨的多数品种表现萌芽率高而成枝力弱,长枝少、短枝多,修剪时应少(疏枝)、多(短截),保持一定的长枝数量以防树势衰弱。
7.枣树有三枝两芽,其中两芽为(主芽)和(副芽),三枝为发育枝、结果母枝和(脱落性结果枝)。
8.杏根系为直根系,由(主根)、(侧根)和(须根)组成。
12.葡萄属于(葡萄)科,桃属于(蔷薇)科,苹果属于(蔷薇)科。
13.苹果、梨的花芽分化大都集中在(6~9)月份,桃在(7~8)月份,葡萄在(5~8)月份。
115.(萌芽)是果树由休眠转入生长的标志。
16.在花芽形态分化期之前,施用(氮)和(磷)肥有利于花芽分化。
17.将一年生枝剪去一部分称为(短截)、根据剪裁程度可分为(轻短截)、(中短截)、(重短截)和(极重短截)四种。
18.苹果为(伞形)花序,(中心花)先开。梨的花序为(伞房)花序,(边)花先开。
21.葡萄的修剪方式主要可分为(短梢)修剪、(中梢)修剪和(长梢)修剪。
26.李树的根系依产生的部位不同可分为(实生根系)、(茎源根系)和根蘖根系)。
32.根据结果枝的长短,我们通常将李的结果枝划分为(徒长性结果枝)、(长果枝)、(中果枝)、(短果枝)、(花束状果枝)。
34.葡萄的叶腋中存在两种芽,为(冬芽)和(夏芽),其中(夏芽)具有早熟性。
37.花芽分化就是由(叶)芽转化为(花)芽的过程。
38.果树的年生长期是从(萌芽后)到(萌芽前)。
39.同品种的花相互传粉称(自花)授粉,苹果树需(异花)授粉,才能提高结实率。
40.将(优良品种接穗)的枝或芽接到(砧木)上长成的植株叫嫁接苗。
42.土壤养分主要来源于(土壤矿物质)和(土壤有机质)。
45.果实贮存一般需求(较低)而(稳定)的湿度。7.苹果以(顶
46.利用黑光灯诱虫是(趋光性)的利用,性外激素诱虫是(趋化性)的利用。
4)花芽结果为主,也有少数品种具有(腋)花芽结果习性。
49.土壤施肥的方法有环状沟施肥法、(放射状沟施肥)、(条沟施肥)、(全园撒施)等。
50.桃树设施栽培时常用的树形有(三主枝自然开心形)、(Y字形)、圆柱形等。
第四篇:玉米育种的基本思路
玉米育种的基本思路—记住五句话
张世煌
最近,网友询问玉米育种的基本思路是哪5句话,还有人问循环育种怎么做,我只好复述如下,包括历史经验的总结、理论铺垫和改造我们的育种技术。
一、理论误区和历史教训
在中国现代玉米育种历程中发生过两个重要的历史教训:“狗熊掰棒子”(抛弃优良种质,或喜新厌旧)和“走猫步”(技术错乱)。前者是理论和技术上缺乏自信心的表现,对于把握大量种质资源和遗传改良的能力缺乏信心和能力。后者源于一种灵活多变而看似有效的传统人文精神,但在现代育种技术面前,却忽视了数量遗传学原理,表现出明显的理论幼稚病。这两个现象合在一起,便折射出以经验为主体的育种技术特征。其后果便是理论模糊,思路混乱,技术跟着感觉走。在做了许多调研和参加了一些会议之后,我发现这就是当前很多人对育种技术的理解。包括一些专家教授竟也如此。
玉米育种陷入理论误区,其后果很矛盾,一方面从事育种的人力资源丰富,育成品种数量非常多,另一方面,生产上缺乏优良品种,玉米产量增长缓慢,甚至在九十年代中期以后进入了近50年来增长最缓慢的时期。
比较中国与美国玉米生产的差距,不难看出,中国使用了相当于美国86% 的土地面积和2.3倍的化肥,生产了49%的玉米,产量水平相当于美国的55%。大家都意识到,只有采取有效的技术措施,才能止住下滑趋势,逐渐缩小与发达国家的差距,并全面提高生产水平。
我国育种者曾经面临生物逆境的巨大压力,当时很强调种质基础的重要性,却忽视了育种技术的导向性和能动性。今天,当我们总结经验教训的时候,认识到不能没有种质改良和种质创新,但也不能忽视育种技术的改进。今后,要尽快地使玉米育种完成从经验到科学的跨越,这取决于我们对数量遗传学知识的把握。除了种质基础和育种技术,还需要一点人文智慧。三者结合才能促进玉米育种技术从经验向科学的转变。
以往的问题出在哪里?育种目标和育种技术方面有过3个理论误区:⑴什么是产量?⑵产量与杂种优势的关系?⑶如何通过自交系提高杂交种的产量?第三个问题的另一种解释(更科学的诠释)即一般配合力(GCA)与特殊配合力(SCA)对杂交种产量的相对贡献。这些理论问题决定了育种目标、基本思路和技术路线的合理性。
我们首先要明确,产量不是空洞抽象的概念,也不仅仅是试验田里玉米果穗的重量,而是如何排除或抗衡农民生产田间限制产量和产量稳定性的那些障碍因素。因此,Duvick把产量解释为抗逆性,品种必须有一定的抗灾减灾,首先是耐密植抗倒伏的能力,然后是耐旱、耐低氮和耐低温或高温的能力。在一些国家和地区还有耐湿和耐渍的能力。抗生物逆境也属此范畴,但育种家通常并不忽视对病虫害的抗性。
第二要明确,玉米产量的继续增长与提高杂种优势无关。相反,在过去八十多年里,美国的玉米杂种优势强度在逐渐下降,即玉米产量的进一步增长不取决于杂种优势的增长,而取决于非杂种优势的遗传原因,特别是对生物和非生物逆境的抗性或耐性。这就提示我们,如果在试验田里把育种的注意力放在提高新组合的杂种优势上,可能会在生产上降低投入产出效率,使提高产量变得非常困难或者代价过高。种子公司也不欢迎这类杂种优势很强的杂交种。
根据上面这两条原理不难得出结论,提高杂交种产量的主要途径是不断提高自交系的GCA,而不是
1靠提高两亲本之间的SCA。Duvick研究表明,杂交种产量的增长与亲本自交系的GCA平行。Hallauer指出,发展杂交种初期,SCA对杂交种产量的贡献大约在70%,而到了1980年代初期,GCA对杂交种产量的贡献上升到80%,SCA只占20%。实践证明,不仅产量增长取决于GCA,抗逆性的提高更取决于GCA及加性遗传效应的积累,因此,我们说这个原理决定了玉米育种的技术路线和效率。
二、基本策略
根据上面叙述的这些原理,我们提出了玉米育种要“立足现有种质基础,以我为核心,向两边推开,循环育种和高密度育种”的基本思路。
二十多年以前,我们手里能用的种质资源确实很贫乏,但经过这么多年努力,我们引进了世界上许多核心种质,连美国、法国、德国的跨国公司都争相把许多好的资源送到中国来,但是我们大多数育种者却不会使用这些种质资源。包括许多专家教授也不会使用这些原始资源和改良种质,甚至不会使用美国公司的专有自交系。其根源在于我们的高等教育中数量遗传学和群体遗传学缺失,这就使育种技术失去了灵魂和主心骨,缺少最基本的科学思维和创新能力。这些足可以反映出我们需要加强常规育种技术的研究和培训。也许有人会说都是科技和学术界的浮躁给闹的,但我们说不清也解决不了社会浮躁,只能讨论理论和技术,充其量是我替大家读书。把注意力放在其他事情上解决不了眼下的创新出路问题。“以我为核心”,说的是商业育种要以本土化的杂种优势模式为核心。这是一个相对概念。它不是一个重大的科学理论问题,而是育种实践的结晶,但在中国,人们对杂种优势模式的理解与哲学基础和文化背景有关。它背后的研究方法是以现代科学理论和技术为基础,但对技术的采用却受人文智慧影响。玉米种质资源可以划分成两个杂种优势列(alignment),我们概括为A′B,Hallauer则概括为Reid-Tuxpeno ′ 非Reid-非Tuxpeno。这是对美国沿用了半个多世纪的杂种优势模式SS(Reid)′ NSS(非Reid)的扩展和延伸。后者是一对经典的杂种优势群(group)。如果有需要,每个群内可以包含若干亚群(cluster)和不断加入新种质(races)。每个国家应以美国的杂种优势模式为基础,建立本土化的杂种优势模式。两个杂种优势列的思想有利于种质扩增、改良与创新。也就是把全世界的种质资源都按照本土化的杂种优势模式分别推往两个方向进行管理。
我上面最后两句话把事情的因果关系给说颠倒了,实际上,正是由于种质扩增的实践产生了两个杂种优势列的理论概括。所以,杂种优势列的想法只有从Hallauer和我的嘴里才说得出来。没有这个实践,哪有这个思想?而一旦产生了这个思想,自然就更进一步促进育种实践。这样说就符合认识论了。
接下来根据杂种优势模式,把国内外的种质都“向两边推开”,以防止走“猫步”,有效地保持甚至逐渐提高两群(列)之间的SCA效应,这有利于强化对种质资源的管理,提高育种效率。这在本质上是逐渐扩大两个群之间的遗传距离或等位基因的频率差。这个过程的实质是保持和利用非加性遗传方差。“循环育种”,既两个群体间的相互轮回选择或两个杂种优势列之间的二环系育种,是一个基因频率的累加过程,即充分利用加性遗传方差,不断提高新自交系的GCA效应,这是玉米杂交种持续增产的基本原因。在循环育种过程里,还要施以高密度等逆境选择压力,这是抗逆育种的突破口,对自交系和杂交种选育具有引导作用,其后果直接指向高产和稳产的育种目标。
三、美国经验和中国玉米的“之”字形发展轨迹
玉米利用杂种优势80多年,产量潜力不断提高,ASI(散粉至抽丝间隔天数)持续减少,叶片持绿性和倾斜角度逐渐增加。先锋公司研究了七、八十年来所培育的杂交种,发现低密度下的产量和杂种优势都没有提高,而高密度下的产量和杂种优势却持续提高,至今没有停止增长的迹象。
在过去60年里,中国玉米品种和杂交种的果穗长度增长缓慢,但果穗的直径和穗行数明显增加。这不是高效率提高产量和产量稳定性的又好又快的途径。另一个重要特点是单位面积的收获穗数增长得极
为缓慢,每年每亩只增加11个果穗。出籽率严重下降,特别是1990年代大量使用PB种质以后,杂交种的出籽率急剧下降。同时期,株高、穗位、生育期和秃尖长度都不正常地急剧增加。这是忽视抗逆性育种的直接后果,反映出我们对育种目标和增产途径的理解都出现失误。
在育种目标和技术路线混乱的局面下,是可以搞育种的,就像不按照杂种优势模式也能搞育种一样,但在育种技术体系中每增加一个不确定因素,随机性就增加一倍,导致育种的难度特别巨大,因而效率低下和没有竞争力。从生产上来说,可持续地提高产量将变得越来越困难,以至浪费大量资源,也难以全面提高玉米生产的实际产量和效益。原因就在于我们过于强调在低密度下提高品种的产量和杂种优势,却忽视了应该在高密度和其他逆境条件下提高经济产量。
今后需要什么?我们需要逆境下的高产,逆境下的杂种优势,需要逆境下改善生理学指标。这样研究产量、杂种优势和生理学指标才有育种价值和生产意义。
四、改造我们的育种技术
玉米育种技术体系中有很多环节需要改造,涉及到一系列理论和技术。我们以往虽然忽视了对抗逆性的改良,选育出大量杂交种,但其中那些最优秀的品种,基本上是靠提高抗逆性,尤其是抗病性而提高了在逆境下的产量增益。今后,要主动采取抗逆育种技术措施,提高产量和产量增益,而不应把注意力放在杂种优势上,尤其不要在低密度等非逆境条件下研究产量和杂种优势。针对以往的经验和教训,我们提出玉米育种的基本策略,概括成5句话:⑴以现有种质为基础。也就是要提高自信心。⑵以本土化的杂种优势模式为核心,这是育种技术的出发点。⑶向两边推开。其作用是控制SCA,利用非加性遗传方差,防止走“猫步”,提高育种效率。⑷循环育种。这是充分利用加性遗传方差提高GCA的有效途径。对种质资源要做到喜新不厌旧。这是可持续地提高产量潜力和产量稳定性的技术基础。⑸高密度筛选是抗逆育种的第一个突破口,它的原理是利用G′E 效应,扩大育种群体(选系和筛选杂交组合)的分离谱,即通过增加遗传方差(σ2g)和选择强度(i)而提高育种效率。
改造育种技术的当务之急是建立我国玉米育种技术的核心。西方跨国公司早就在杂种优势模式的基础上建立了简单而清晰的技术核心。我们已经在国家层面上建立了类似的技术核心,今后每一个研发能力较强的科研单位和种子企业都有必要建立自己内部的技术核心。有了这个核心,就能够停止对杂种优势群的中国式争论,避开无良教授在理论和技术思路方面的干扰,在育种实践中克服长期困扰我们的种质创新的难题。从理论上来说,有了这个技术核心,我们就能够较轻松地开展种质扩增、改良和创新研究,合理而高效率地利用欧美和热带、亚热带的优良种质,就能够防止再度发生“狗熊掰棒子”和“走猫步”现象。建立技术核心就可以把国内外种质都分成两个杂种优势列,在循环育种过程中把等位基因频率向两个相反方向积累,而不是总走猫步,导致基因频率总在0.5附近摇摆。退一步说,即使在划分杂种优势群(列)的时候把个别种质(譬如旅大红骨)分错了方向也不要紧,只要抓住了技术核心,我们就能够定向地改变等位基因频率,商业育种就不会乱了方寸。总之,要把理论落实到技术和材料创新上。这是当前很紧迫的事情。
我们提出了一系列理论、技术和实践问题。造成我国玉米育种技术失误的原因很多,但这些问题到底是怎么形成的?其中包括哪些体制、社会、政策、理论、技术和个人因素?通过哪些途径与办法来解决这些问题?如何提高我国种子企业的育种创新能力?这些问题都有赖于育种者认真思考,要我们大家共同探讨和给出答案。
第五篇:园艺植物育种学复习总结
《园艺植物育种学》复习总结
绪论
1.品种:是经人类培育选择创造的、经济性状及农业生物学特性符合生产和消费需要,在一定的栽培条件下,依据形态学、细胞学、化学等特异性可以和其他群体相区别,个体间的主要性状相对相似,以适当的繁殖方式(有性的或无性的)能保持其重要特性的一个栽培植物群体。
2.作物品种的特性
特异性、一致性、稳定性、适应性、优良性;
3.良种: 优良品种,指在适应的地区,采用优良的栽培技术,能够生产出高产、优质,并能适时供应产品的品种。4.良种作用
(1)提高单位面积产量;(2)改进产品品质;
(3)提高抗逆性,增强适应性和稳产性;(4)有利于耕作制度改革,提高复种指数;(5)扩大园艺植物种植面积;
(6)有利于农业机械化、集约化管理及提高劳动生产率;
第一章:育种目标与对象
1.生物产量和经济产量
(1)生物产量指一定时间内,单位面积内全部光合产物的总量。
(2)经济产量指其中作为商品利用部分的收获量。经济系数=经济产量/生物产量 2.园艺植物育种的主要目标性状(1)产量(2)品质(3)成熟期
(4)对环境胁迫的适应性(5)对病虫害的抗耐性(6)对保护地栽培的适应性 3.育种目标与目标性状
(1)育种目标: 对所要育成的品种的要求;如高产稳产、优质、适应性强、抗病虫害和 除草剂、不同成熟期、适应机械化生产等。
(2)目标性状: 所要育成的新品种在一定的自然、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指标
第二章:园艺植物的繁殖习性、品种类别和育种特点
1.自花授粉:雌蕊接受同一花朵的花粉 自花授粉植物:由同一朵花花粉传播到同朵花的雌蕊柱头上,或由同株的花粉传播到同株的雌蕊柱头上进行传粉而繁殖后代的植物。又称自交植物。(异交率<5%)。自花授粉植物有:豆科、菊科、茄科等大多数蔬菜花卉植物。自花受粉植物花器结构和开花习性特点:
(1)雌雄同在的完全花,花瓣没有色彩、缺少香味(2)花器保护严密,外来花粉不易进入
(3)花瓣多无鲜艳色彩和特殊芳香,多在清晨或夜间开放,不利于昆虫传粉
《园艺植物育种学》复习总结
(4)雌雄蕊长度相仿或雄蕊较长、雌蕊较短,花药开裂部位仅靠柱头,有利于自花受粉(5)花粉不多,不利于风媒传粉
(6)雌雄蕊同期成熟,甚至开花前已授粉(闭花授粉)两种形式:①花冠隔离型,如小麦、燕麦,豌豆、豇豆等;
②粉药分离型,如番茄、莴苣等
2、异花授粉植物
异花授粉植物:通过不同植株花朵的花粉进行传粉而繁殖后代的植物,又叫异交植物。(天然异交率>50%)分三类:
(1)雌雄异株:完全异花授粉植物,异交率100%,如菠菜、石刁柏、木瓜、银杏等(2)雌雄同株异花:如西瓜、黄瓜、甜瓜、南瓜、玉米等(3)雌雄同花:如李子、洋葱、芹菜、向日葵、甜菜等 异花授粉植物花器结构和开花习性特点
(1)开放传粉雌雄蕊异熟有利于异花授粉;(2)风媒花产生大量轻、小而易于飞扬的花粉;
(3)雌蕊具有外露表面大而便于捕捉漂浮花粉的柱头;(4)有色泽鲜艳、浓郁而特异的气味、发达的花冠和蜜腺;(5)自交不亲和机制等。
3、常异花授粉植物
以自花授粉为主,但花器结构不太严密,从而发生部分异花受粉的植物,如蚕豆、菜豆、茄子、辣椒、棉花、高粱等,又称常异交植物 常异花授粉植物要求:天然异交率5%~50% 自花授粉植物和常异花授粉植物遗传纯合程度高,一般不带致死或半致死基因,因而不发生近交或自交衰退现象
常异花受粉植物花器结构和开花习性特点:(1)雌雄同花
(2)雌雄蕊不等长或不同时成熟(3)雌蕊外露,易接受外来花粉
(4)花瓣有鲜艳色彩并能分泌蜜汁以引诱昆虫传粉(5)花朵开花时间长等
4.(1)无性繁殖定义:生物不是通过有性生殖,而是利用营养器官或体细胞、无融合生殖等繁殖后代的繁殖。
(2)有性繁殖:生物通过有性过程产生的雌雄配子结合形成合子发育成新个体繁殖后代,有完整的个体发育周期。
5.怎样研究园艺植物授粉习性?
(1)研究花器结构、开花习性、传粉方式以及雌雄蕊生长发育特点
(2)采用单株隔离自交的方法,观察强迫自交的结实性和自交后代的表现不结籽,属异花授粉
(3)采用遗传试验确定自然异交率:以隐性类型作母本,与纯显性品种混合种植在隔离的试验地,计算母本株所获后代显性性状个体的百分率。
《园艺植物育种学》复习总结
6.品种的类型;
(1)同行纯合类:包括纯育品种和自交系
(2)同型杂合类:包括杂交种品种和营养系品种(3)异型纯合类:包括杂交合成群体和多系品种(4)异型杂合类:包括自由授粉品种和综合品种
第三章:种质资源
1.基因与基因库
(1)种质:是决定生物遗传性状,并将遗传信息从亲代
传递给子代的遗传物质,遗传学上称为基因。
(2)种质库:又称基因库,指以种为单位的群体内的全部遗传物质,它由许多个体的不同基因所组成。
2.瓦维洛夫的作物起源中心学说 3.种质资源保存方式
(1)就地保存和迁地保存(2)种子保存
(3)资源圃种质保存(4)离体试管保存(5)利用保存(6)基因文库保存
4.(1)就地保存:在资源植物的产地,通过保护其生态环境达到保存资源的目的。如划定自然保护区、国家公园、人工圈护稀有的良种单株及历史上遗留下来的古树名木。(稀有种、濒危种)。
(2)迁地保存:常针对资源植物的原生环境变化很大,难以正常生长及繁殖、更新的情况,选择生态环境相近的地段建立迁地保护区,有效的保存种质资源。如滇南珍稀濒危迁地保护区。
5.(1)正常型种子:通过适当降低含水量,降低温度可以显著延长其贮存时期的种子。(2)顽拗型种子:少数种类种子在干燥、低温条件下反而会迅速丧失生活力。一般不用种子保存;
6.中国起源中心的园艺植物:
蔬菜:白菜、芥菜、葱、莴笋、丝瓜、茼蒿等
果树:苹果、梨、桃、杏、华李、华樱、华栗、猕猴桃、木瓜、银杏、柿、枇杷、杨梅、荔枝、龙眼、甜橙、香橙、蕉柑、柚、香圆、金柑、香榧等
花卉:中国水仙、芍药、牡丹、菊花、梅、山楂、贴梗海棠、榆叶梅、腊梅、苏铁、樟、杜仲、桃金娘等
其它:山茶、茶、桑、刚竹、青篱竹等
第四章:引种
1.引种的类型:
(1)简单引种:由于植物本身的适应性广,以致不改变植物本身的遗传特性也能适应新的环境条件,或者是原分布区与引入地的自然条件差异较小,或引入地的生态条件更适合植物的生长,植物生长正常甚至更好。
(2)驯化引种:植物本身的适应性很窄,或引入地的生态条件与原产地的差异太大,植物生长不正常甚至死亡,但是,经过精细的栽培管理,或结合杂交、诱变、选择等改良植物的 3
《园艺植物育种学》复习总结
措施,逐步改变遗传特性以适应新的环境,使引进的植物正常生长。2.引种的原理(1)、引种的遗传学原理
引种是品种在其遗传性适应范围内的迁移,这种适应范围受到基因性的严格制约。不同植物种类其适应范围相差很大,同一植物种类的不同品种间在适应性上也存在差异。植物的适应性:植物在长期的进化过程中,接受了各种不同生态条件的考验,形成了对各种生态条件的反应规范。从引种驯化的遗传学原理看,适应性范围与品种自体调节能力有关,而品种自体调节能力与品种基因型的杂合性有关。(2)引种的生态学原理
除了遗传因素决定引种能否成功外,植物与环境条件的生态关系也严重影响引种的效果。生态型指对一定生态环境具有相应遗传适应性的品种类群,是植物在特定环境的长期影响下形成的对某些生态因子的特定需要或适应能力。同一生态型品种在生育期、抗逆性和适应性方面常具有较多相似的特点
第五章 选择育种
1.提高选择效果的方法
R=i σh2
(1)增加群体的性状变异幅度
实践上主要是增加选择群体的大小
(2)提高性状的遗传力
一是通过加强试验设计和田间管理技术的控制,如选择分布较集中,地势、土壤、坡向及栽培管理等均匀一致的群体,降低环境造成的变异。二是在遗传力较高的世代进行选择。同一性状随着世代的增高,基因趋向纯合,显性作用逐代降低,狭义遗传力随世代的增高而提高,因而选择的可靠性也随世代的推进而增大。
(3)提高选择强度
实际工作中常降低入选率增大选择强度。但要注意确定适当的入选率,入选标准太高,入选群体太小会影响其他性状的选择。
2.选种的程序
选择育种从搜集材料、选择优良单株开始,到育成新品种的过程是由一系列的选择、淘汰、鉴定工作组成;选种程序一般要设臵原始材料圃、株系圃或选择圃、品比预备试验圃、品种比较试验圃、生产试验和区域试验等圃地。3.芽变和饰变及判断方法
(1)芽变来源于体细胞中自然发生的遗传物质变异。变异的体细胞发生于芽的分生组织或经分裂,发育进入芽的分生组织,就形成变异芽。
(2)在园艺植物的营养系品种内,除由遗传物质变异而发生芽变外,还普遍存在着由种种环境因素造成的不能遗传的彷徨变异,又称饰变(3)判断方法:
1变异的性质如属于典型的质量性状,一般可断定是芽变; ○
《园艺植物育种学》复习总结
2.变异体发生范围如是不同立地、不同技术的多株变异,即可排除环境和技术的影响;对于○枝变,如明显是一个扇形嵌合体,可肯定是芽变; 3变异的方向,凡是与环境的变化不一致的很可能是芽变; ○4变异性状虽经不同年份的环境变化而表现稳定,可判定是芽变; ○5性状的变异程度超出基因型的反应规范之外,可能是芽变; ○
第六章:常规杂交育种
1.(1)近缘杂交:指不存在杂交障碍的同一物种内,不同品种或变种之间的杂交。(2)远缘杂交:指植物学上不同种、属以上类型间的杂交。
2.亲本的选择
定义:根据育种目标选择具优良性状的品种类型 原则:(1)从大量种质资源中精选亲本(广)
(2)亲本应尽可能具有较多的优良性状(精)
(3)明确亲本的目标性状,突出重点(明)
(4)重视选用地方品种(土)
(5)亲本的一般配合力要高(高)
(6)先考虑数量性状,再考虑质量性状(多)
(7)优先用稀有可贵性状作亲本(贵).亲本的选配
定义:从入选的亲本中选用恰当的亲本配制合理杂交组合 原则:(1)父母本性状互补(补)
(2)选用不同生态类型的亲本配组(态)
(3)以具有较多优良性状的亲本作母本(优母)(4)亲本之一的性状应符合育种目标(符)(5)用一般配合力要高的亲本配组(高)
(6)注意父母本的开花期和雌蕊的育性(期/育)
4.有性杂交技术流程
(1)制定杂交计划:确定杂交组合数、具体杂交组合、每个杂交组合杂交的花数(2)准备器具:花粉收集容器、隔离网、毛笔等(3)亲本株及杂交花的培育选择
原则:使亲本性状能充分体现,保证有足够数量的母本植株和杂交用花,花期相遇调节(4)隔离和去雄:防止隔离范围外花粉混入。父母本均需要隔离。空间隔离(种子生产时使用)、器械隔离(育种实验使用硫酸纸套袋)、时间隔离(很少用)。去雄目的:除去隔离范围内的花粉来源,包括雄株、雄花和雄蕊。(5)花粉的制备
普遍方法:在授粉前一天摘取次日将开放的花蕾,带回室内,挑取花药至于培养皿内,在室 5
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温和干燥条件下,经过一定时间,花药会自然开裂。将散出的花粉收集于小三角瓶中,贴上标签,注明品种,并尽快臵于剩有氯化钙或变色硅胶的干燥器内,放在低温、黑暗和干燥条件下贮藏。
(6)授粉、标记和登录 自然授粉和人工授粉
少量授粉:直接用雄蕊碰触母本柱头
大量授粉:授粉工具(橡皮头、海绵头、毛笔、蜂棒等)授粉时间:母本花雌蕊生活力最强的时期(开花当天)(7)授粉后管理
杂交后的头几天注意检查套袋等情况 雌蕊有效期过去后及时摘袋
加强母本植株的管理,及时摘除没有杂交花果等 注意病虫害、鸟害和鼠害等
5.(1)供体亲本(非轮回亲本):只参加一次杂交的亲本;(2)轮回亲本(受体亲本):多次参加回交的亲本;
6.杂种后代的选择方法
(1)系谱法:适合于自花授粉植物和常异花授粉植物,但异花授粉植物要区组隔离 系统群:来自同一F3系统(即属于同一F2单株后代)的不同F4系统。姊妹系:同一系统群内各系统 品系:参加比较试验的系统
(2)混合法:在杂种分离世代,按组合混合种植,除淘汰明显的劣株和假杂株外,一般不加选择,直到杂种后代纯合百分率达到80%以上时(约在F5-F8)或在有利于选择时(如病害流行或某种逆境条件如旱害、冻害严重年份)才进行个体选择,下一代种成系统(株系),然后选择优良系统升入比较试验。
优点:
1、分离世代群体大,丢失最优良的基因型可能性小;
2、方法简便易行,选择效率高;
3、可利用自然选择的作用,获得对生物有利的性状;
4、适于多系杂种的选择;
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,高代选择工作量大;
5、亲缘关系无法考证。(3)单子传代法 与混合法比较:
优点:
1、适于株行距大的作物和保护地加代;
2、F2个体繁殖机会均等,规模易控制; 与系谱法比较:
优点:
1、减少了F3、F4分系种植和选择的工作量;
2、保证了高世代选留单株较多时,仍有大量性状差异
《园艺植物育种学》复习总结
较大的纯育株系供比较选择;
缺点:
1、影响种子生长发育因素可能导致优良基因型丢失;
2、无法考证亲缘关系。
3、F3、F4、F5代缺少株系评定,不利于某些性状选择
如在温室或加代繁殖时对抗逆性选择就有困难
第七章:优势杂交育种
1.杂种优势的概念:指两个遗传性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、品质等性状方面超过其双亲的现象。
2.自交衰退:异花授粉植物由于长期异交,不利的隐性基因被保存下来,一旦自交隐性不利基因就表现出来,从而使自交后代出现生长势变弱、产量下降等现象。
3.杂种优势的遗传学基础(1)显性假说
提出:Bruce 1910年提出,Jones DF1917年完善
内容:优势来源于等位基因间的显性效应和非等位基因间显性基因的加性效应。显性效应:指杂合位点上的显性或部分显性基因对隐性基因的互补效应。
显性基因的加性效应:指非等位位点上显性效应的聚合,即不同位点显性基因的累加效应。显性假说的不足:①该假说只考虑等位基因的显性效应,没有考虑等位基因的杂合本身所起的作用。无法解释数量性状是多基因遗传的,等位基因间往往不存在明显的显隐性关系。②该假说只考虑非等位基因间显性基因的加性效应,没有考虑非等位基因间的互作效应,无法解释F1出现的杂种负优势,无法解释自交系的产量与其杂交种的产量间没有高度的相关性。③该假说没有细胞质和环境对杂种优势所起的作用。(2)超显性假说
提出:Shull 1908年提出,East和Hull 1936年完善 内容:处于杂合态的等位基因间的互作效应和非等位基因间的上位效应是产生杂种优势的根本原因。上位效应;指某一对等位基因的表现受到另一对非等位基因的影响,随着后者的不同而不同,也称非等位基因间的互作。上位效应会导致新的代谢途径、产生新性状。
超显性假说的指导意义:根据超显性假说,优势来源于基因的杂合状态,一旦纯合,优势便会丧失,因此该假说可以说明为什么杂交亲本要求选配亲缘关系远的,地理位臵和生态类型差别大的自交系间杂交,该假说又称等位基因异质结合假说。
超显性假说不足之处:着重基因的杂合性,同样不能解释所有的杂种优势现象。
4.杂种优势的度量方法
(1)中亲优势指杂交种(F1)的产量或某一数量性状的平均值与双亲(P1或P2)同一性状平均值差数的比率。中亲优势Hm =[F1-(P1+P2)/2]/(P1+P2)/2 × 100% 意义:可以比较同一性状和不同性状间杂种优势的大小。超中优势或中亲值优势衡量的实用价值不大,因为即使Hm比较强,但若未超过大值亲本,也没有推广价值。
(2)超亲优势又称高亲值优势,以双亲中较优良的一个亲本的平均值(HP)作为衡量尺度,F1平均值与HP差数的比率。超亲优势 =(F1-HP)/ HP×100% 有些性状在 F1可能表现出超低值亲本(LP)的现象, 如这些性状也是杂种优势育种的目 7
《园艺植物育种学》复习总结
标时, 可称为负向的超亲优势。计算公式为 : 负向超亲优势 =(F1 - LP)/LP × 100% 意义:若F1不超过优良亲本就没有利用价值,因此该法可直接衡量杂种的推广价值。(3)超标优势指杂交种(F1)的产量或某一数量性状的平均值与当地推广品种(CK)同一性状的平均值差数的比率。也有称为竞争杂种优势。
超标优势 =(F1-CK)/ CK × 100% 意义:该法经济上能反映杂种在生产上的推广价值,但不能提供任何与亲本有关的遗传信息,没有固定的可比性,一旦标准品种变了,Hs值也变了。
(4)杂种优势指数是杂交种某一数量性状的平均值与双亲同一性状的平均值的比值,也用百分率表示。计算公式如下: 杂种优势指数=F1/(P1+P2)/2×100% 意义:该法可以用来比较不同性状之间杂种优势的大小
(5)离中优势以双亲平均数之差的一半作为尺度衡量F1优势的方法。
意义:该法以遗传效应来度量杂种优势。加性效应是可以固定遗传的,显性效应是基因型杂合时才出现,不能固定遗传。可以反映杂种优势的遗传本质。
5.雄性不育性:两性花植物中由于生理或遗传的原因,出现雄性器官表现退化、畸形或丧失功能的现象,称为雄性不育性。
雄性不育系:对于可遗传的雄性不育,经过选育可育成不育性稳定遗传的系统,该系统即雄性不育系,简称不育系或A系。
6.自交不亲和系的概念和意义
自交不亲和性(self-incompatibility,SI):指两性花植物,雌雄性器官正常,在不同基因型的株间授粉能正常结籽,但是花期自交不能结籽或结籽率极低的特性。
自交不亲和系:通过连续多代自交选择,可育成具有自交不亲和性特点,且能稳定遗传的自交系。
意义:用于杂种种子生产(1)可以节省人工去雄;(2)降低种子生产成本;(3)保证较高的杂种率
表现形式:(1)花粉在柱头上不能正常萌发。(2)花粉萌发后花粉管不能进入柱头。(3)花粉管进入柱头后在花柱中不能继续延伸。(4)花粉管到达胚囊后精卵不能结合
7.雌株系:指雌雄异株作物,如菠菜,通过选育获得遗传稳定,系统内全部为纯雌株或大部分为纯雌株,少部分为雌二性株(同一株上有大量雌花少量雄花)系的系统。
8.“三系”的概念
细胞质中有一种控制不能形成雄配子的遗传物值质S 细胞质中具有正常的遗传物值质为N 细胞核中有1对或几对影响细胞质育性的基因。以具1对基因为例 MsMs:能使不育性恢复为可育,称为恢复基因 msms:不能起育性恢复作用,称为不育基因 Msms:也能恢复育性
(1)雄性不育系(简称A系):具有雄生不育特性的品种和自交系称为雄性不育系,简称不育系,其遗传组成为S(msms)。不育系由于体内生理机能失调,以致雄性器官不能正常发育,没有花粉或花粉空瘪,缺乏生育能力。但雌蕊发育正常,能接受外来花粉受精结实,故制种时用它作母本而不用去雄。(2)雄性不育保持系(简称B系):用来给不育系授粉,保持其不育性的品种或自交系叫雄 8
《园艺植物育种学》复习总结
性不育保持系,简称保持系。遗传组成为N(msms)。(3)雄性不育恢复系(简称C系或R系):用一些正常可育的品种或自交系的花粉授给不育系后,不但结实正常,而且F1的不育性消失了,恢复了正常散粉生育能力。故这些正常可育品种或自交系称为雄性不育恢复系,简称恢复系。其遗传组成为N(MsMs)和S(MsMs)两种。
9.雄性不育系的选育
(1)原始雄性不育材料的获得和临时保存;(2)细胞质雄性不育系的选育;(3)核基因雄性不育系的选育;(4)质核互作雄性不育系的选育
10.雄性不育系的转育方法;
如果引进或选育的雄性不育系经济性状不符合要求或配合力不高时,就需要进行不育系的转育。直接转育法:选经济性状好、配合力高的品种内植株与不育系测交,从中筛选对不育性保持能力高的植株(即异型保持系)。然后用获得的不育株与异型保持系反复回交,使异型保持系成为同型保持系。间接转育法:是用乙品种作轮回亲本与甲品种保持系反复回交,不断增加乙品种的遗传物质,使甲保持系变成乙保持系。与此同时,也和甲不育系回交,使之变成乙不育系。
第九章 远缘杂交及其在园艺植物育种中的应用
1.远源杂交不亲和性及其克服途径
杂交不亲和:远缘杂交时,由于双亲的亲缘关系较远,遗传差异较大,生理上也不协调,从而影响受精过程,使雌、雄配子不能结合形成合子。一般而言,亲缘关系越远,杂交越不易成功,但不绝对;
杂交不亲和原因 ①表面原因:花期不遇,花粉暴裂、不萌发、花粉管不进入胚囊,双受精不完全。
实质原因:物种间存在生殖隔离和遗传差异
②生理上差异:种间柱头环境和柱头分泌物差异太大 ③遗传上差异:双亲的基因组成 克服方法
(1)注意亲本的选择选配 实践证明:在种属间杂交的范围内,采用染色体数较多或染色体倍数性高的种植母本较易杂交成功、用栽培种作母本容易成功。例:(2)染色体加倍法
染色体倍性高低与远缘杂交的结实率高低有一定的关系,将双亲或亲本之一的染色体加倍,常常是克服不亲和性的最有效的办法。如秘鲁番茄与多腺番茄杂交时,如先将母本诱导成同源四倍体,可显著提高结籽率。如野生马铃薯2倍体与栽培种不能杂交,但若将野生番茄加倍成四倍体后,再杂交则能成功。(3)有性媒介法
利用亲缘关系与两亲本较近的第三个种作桥梁,这个“桥梁种”起了有性媒介作用。如普通番茄Χ秘鲁番茄 32粒种子,4粒能发芽
普通番茄Χ醋栗番茄→F1Χ秘鲁番茄 152粒种子 82粒发芽
《园艺植物育种学》复习总结
(4)特殊的授粉方法
混合授粉法:利用不同种类花粉间的相互影响,改变授粉的生理环境,可以解除母本柱头上分泌妨碍异种花粉萌发特殊物质的影响。
重复授粉法:利用雌蕊不同发育程度、受精选择性的差异,在母本花的不同时期如花蕾期、开花期和临谢期进行多次重复授粉,以提高结籽率。
射线处理法:通过射线处理花粉或柱头,改变生理特性,克服杂交不亲和性。(5)柱头移植或花柱短截法
柱头移植:父本花粉授在同种植物柱头上,然后在花粉管尚未完全伸长之前切下柱头,移植到异种的母本花柱上;或先进行异种柱头嫁接,待1-2天愈合后进行授粉。
花柱截短:将母本花柱切除或剪短,直接授上父本花粉;或将花粉的悬浮液注入子房(人工授粉),不需花柱直接胚珠授精(对蒴果型的子房较方便)。这些方法操作要求高。(6)理化因素刺激
GA、萘乙酸、硼酸、吲哚乙酸等涂抹或喷洒处理母本雌蕊,促进花粉发芽和花粉管生长。如梅花GA50-100mg/L 处理柱头,结实率高3-10倍。又如中棉×陆地棉杂交,用萘乙酸滴入苞叶内结铃率、种子数多。(7)试管授精与雌蕊培养
试管受精:从母本花中取出胚珠,臵于试管中培养和人工授精,以克服远缘花粉不萌发、花粉管不能伸长或伸长过慢等障碍;已在烟草属、石竹属、芸苔属等植物中获得成功。雌蕊培养:为避免受精后子房早期脱落,也可在母本未开裂前取出雌蕊接种在培养基上培养。
2.远缘杂种不育性及克服途径
杂种不育性:远缘杂交中虽产生了受精卵,但因其与胚乳或母本生理机能不协调,在个体发育中表现出一系列不正常发育,以致不能长成正常植株的现象。远缘杂种不育性的主要表现:(1)受精后的幼胚不发育,发育不正常或中途停止;
(2)杂种幼胚、胚乳和子房组织之间缺乏协调性,特别是胚乳发育不正常,影响胚的正常发育,致使杂种胚部分或全部坏死;
(3)虽能得到包含杂种胚的种子,但种子不能发育,或虽能发芽,但在苗期或成株前夭亡。远缘杂种不育原因:
(1)由于两亲的遗传差异大,引起受精过程不正常和幼胚细胞分裂的高度不规则,因而使胚胎发育中途停顿死亡。
(2)由于小苗在生理上的不协调,因而影响了杂种的成苗、成株。例如,梨与苹果的杂种,种子发芽后正常,但不久根渐渐坏死并整株死亡。这是由于苹果和梨叶片中所含的酚类物质不同,杂种苗中含有梨叶的绿原酸、异绿原酸和熊果甙配糖物与苹果叶的根皮甙配糖物等所有酚类物质,互相起毒害植用,因而引起杂种苗的死亡。
(3)胚及母体组织(珠心、珠被)间的生理代谢失调或发育不良,也会导致胚乳发育不良及杂种幼胚死亡。如果没有胚乳或胚乳发育不全,胚便会中途停止发育或解体。克服杂种不育的方法:(1)胚的离体培养:当受精卵只发育成胚而无胚乳,或胚与胚乳的发育不适应时,可用胚培养技术获得杂种苗。这在许多植物的远缘杂交中得到应用。方法是将授粉十几天(或更长)的幼胚,在无菌条件下,接种在适宜的培养基上培养成幼苗,生根后再移人土壤。麦类一般在授粉后10-16天剥取幼胚进行培养,张启翔(1992)将授粉后66d的北京玉蝶梅x山桃的属间杂种幼胚在培养基上培养成苗。
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(2)改善发芽和生长条件:远缘杂种由于生理不协调引起的生长不正常,在某些情况下可通过改善生长条件,恢复正常生长。例如,育苗移栽,当远缘杂交种子种皮过厚时,可刺破种子以利幼胚吸水和促进呼吸。如果种子瘪小,可用经过消毒的腐殖质含量高的营养土在温室内盆栽,为种子发芽创造良好的条件。
(3)嫁接:幼苗出土后如果发现由于根系发育不良而引起的夭亡,可将杂种幼苗嫁接在母本幼苗上,使杂种正常生长发育。
3.远缘杂种不稔性原因及克服方法
杂种不稔性:远缘杂交后代由于生理上的不协调而不能形成正常的生殖器官,或虽能开花,但由于减数分裂过程中染色体不能正常联会、不能产生正常配子导致不能繁衍后代的现象。主要表现:
(1)杂种营养体生长正常,但不能正常开花;
(2)能正常开花但花功能不正常,不能产生有生活力的配子;(3)配子有生活力,但不能正常受精结籽。主要原因:基因和染色体原因引起。(1)基因不育;(2)染色体不育;(3)细胞质不育;
(4)杂种的基因组是由差异较大的基组物质组合的结果, 其生理机能往往不协调。因而在其生长发育过程中受到不良环境条件的影响也更大。外界环境对其减数分裂至配子形成过程影响的结果往往造成杂种不育。克服途径:
(1)染色体加倍法 克服杂种减数分裂过程中染色体不能正常联会。(2)回交法
(3)蒙导法 将远缘杂种嫁接到亲本或第三种类型的砧木上,或用已结实的带花芽亲本以及第三种类型的芽条作接穗嫁接在杂种植株上,也可以克服杂种由于生理不协调引起的难稔性。
(4)逐代选择法 远缘杂种的难稔性在个体间存在差异,同时在不同世代或同一世代的不同发育阶段也有差异,利用逐代选择可提高难稔性。(5)改善营养条件
第十章 倍性育种
1.单倍体:指未经受精的配子发育成的含有配子染色体数的体细胞或个体
单倍体育种:人工诱导单倍体,并使其成为纯合二倍体,从中选育出新品种的方法。多倍体:生物细胞中含染色体组数3个或3个以上个体
多倍体育种:根据育种目标的要求,采用染色体加倍的方法选育新品种的途径.2.多倍体植物的特点
同源多倍体的特点:(1)育性差,结实率低
(2)形态、组织学上的特征 多倍体植物比原来二倍体表现出巨大性
多倍体的一般细胞体积比较大。因染色体增多,反映在个体的根、茎、叶、果实等显粗大。所以农业中把多倍体作为一种重要的育种方法。
《园艺植物育种学》复习总结
(3)生理生化变化 蛋白质、碳水化合物、维生素含量等高于二倍体。(4)抗逆性和适应性
与二倍体比较,多倍体生长较为迟缓,开花晚,多倍体的抗病性、抗旱性和适应性强于二倍体。
(5)遗传变异性
异源多倍体植物的特点:染色体配对正常,植株雌雄配子发育正常,结实率高。如花卉中的菊花、大丽花、水仙、郁金香等是异源多倍体。
3、多倍体育种的意义
(1)通过增加一个现存物种的染色体数目,产生同源多倍体,获得某些器官的巨大型。(2)通过远缘亲本或种间不育杂种的染色体加倍,克服远缘杂交的困难
(3)诱导多倍体作为不同倍数性间或种间的遗传桥梁利用同源多倍体稔性差的特点,选育无籽或少籽果实。
4.常见多倍体的园艺植物
(1)果树:苹果、梨、葡萄、树莓、柑橘、菠萝、草莓
(2)蔬菜:黄瓜、西瓜、甜瓜、番茄、豌豆、马铃薯、甘蓝、白菜、花椰菜、芹菜、萝卜、莴苣(3)花卉:金鱼草、石竹、凤仙花、飞燕草、一串红、彩叶草、美女樱、万寿菊、百日草、桂竹香、爱牵牛、紫罗兰、金盏花、波斯菊、百合
第十一章:诱变育种
1.物理育诱变主要指利用辐射,诱发基因突变和染色体变异;目前常用的射线种类有x射线、γ射线、紫外线、α、β粒子和中子等。其中除紫外线外,各种射线通过有机体时,都能产生直接或间接的电离现象,故称电离辐射。紫外线能量不足以使原子电离,只能产生激发作用,称非电离辐射。
2.化学诱变是用化学诱变剂处理植物材料,以诱发遗传物质的突变,从而引起形态特征的变异,然后根据育种目标,对这些变异进行鉴定、培育和选择,最终育成新品种。有关化学物质有秋水仙素、烷化剂类、核酸碱基类似物、亚硝酸、叠氮化钠(NaN3)等
3.太空育种,又称航天育种、空间诱变育种,是利用太空技术,通过高空气球、返回式卫星、飞船等航天器将作物的种子、组织、器官或生命个体等诱变材料搭载到200-400km高空的宇宙空间,利用强辐射、微重力、高真空、弱磁场等宇宙空间特殊环境诱变因子的作用,使生物基因发生变异,再返回地面进行选育,培育新品种、新材料的作物育种新技术。其核心内容是利用太空环境的综合物理因素对植物或生物遗传性的强烈动摇和诱变,在较短的时间内创造出目前地面诱变育种方法难以获得的罕见突变种质材料和基因资源,选育突破性新品种,由此而开辟一条植物育种的新途径。
4.空间诱变的生物学效应
(1)SP1(空间诱变第一代)许多表型变异属环境引起的生物学适应,随着世代增加而逐渐消失;
(2)空间环境对多数植物种子有促进效应,这种效应表现在植物生长和发育过程的加快及产量提高;
(3)空间飞行对植物基本生物过程没有影响,但对植物生命活动及生长具有多方面及重要 12
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影响;
(4)SP2绝大多数变异性状,包括双向超亲和一些对育种有利的特殊变异类型,都能得到充分表现,群体出现强烈广谱分离,单株间差异明显,因而是选择的关键世代。
第十二章:生物技术在园艺植物育种中的应用
1.基因工程:就是将生物体的遗传物质(DNA)取出进行体外操作,包括基因的分离、剪切、拼接、组合,然后将其转入寄主细胞,外源基因在寄主细胞内大量复制、表达,从而使寄主具有新的遗传性。基因工程是按照人们的预想重新设计生命。因为是遗传物质的重新组合,所以也叫重组DNA工程
2.细胞工程:是以细胞为基本单位在离体条件下进行培养、繁殖或人为地使细胞某些生物学特性按照人们的意愿发生改变,从而改良生物品种和创造新种,或加速繁育动植物个体或获得有用物质的过程。细胞工程包括的内容有细胞融合技术、组织培养技术、细胞器移植技术和染色体工程技术。
3.植物离体培养的类型(1)胚胎培养(embryo culture)指以胚及具有胚的器官作为外植体,在离体培养条件下,使其再生完整植株的技术。它包括胚(幼胚、成熟胚)培养、胚乳培养、胚珠培养、子房培养以及试管受精等。(2)组织培养:(狭义的组织培养)指以植物各部分的组织(如分生组织、形成层组织、表皮组织、薄壁组织和各器官的组织)作为外植体的立体培养技术。(3)器官培养:指以植物的某一器官的全部或部分或器官原基作为外植体的离体培养技术。外植体有根尖、茎尖、茎段、茎的切块、叶片、花瓣、花蕾、花托、子房、子叶以及未成熟的果实等。是植物离体培养中进行的植物种类最多、取得成功事例最多的一种培养类型。(4)花粉培养和花药培养:前者指以未成熟花粉作为外植体的离体培养技术,又称游离(5)小孢子培养;后者指以未成熟花药作为外植体的离体培养技术。(6)细胞培养:指以能保持较好分散性单细胞或很小的细胞团作为外植体的离体培养技术。(7)原生质体培养:指以除去细胞壁而获得的原生质体作为外植体的离体培养技术。
4.分子标记在园艺植物育种中的运用(1)构建遗传图谱(2)分析亲缘关系(3)定位农艺性状(4)分子标记辅助选择
(5)种植资源及杂交后代的鉴定
第十四章:新品种审定与推广繁育
1.混杂退化的原因
品种在生产栽培过程中,纯度降低,种性发生不良变异,致使失去品种原有形态特点,抗逆性和适应性减退,产量下降和品质劣化等现象。(1)机械混杂(2)生物学混杂
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(3)品种本事的遗传退化(4)缺乏经常性选择
2.品种保纯和防止退化的方法
(1)合理选择是避免将劣变个体用作留种繁殖的重要措施(2)严格技术操作规程避免机械混杂(3)采取严格隔离措施,防止生物学混杂(5)利用和创造适合种性的生育条件
(6)用种性较纯的优质种苗定期更新生产用种
祝大家考试顺利通过!:-D