作物育种原理与方法

作物育种原理与方法

1.作物育种工作的主要环节有哪些？ 2.作物育种的主要方法有哪些？

3.目前生产上大面积推广应用的小麦、玉米、水稻、棉花、花生、大豆、油菜、甘薯等作物的主要育种途径？

4.你认为制约突破性品种培育的关键因素是什么？

一. 作物育种的主要环节。

1. 制定育种目标。结合自身种质资源、硬件水平、技术经验等条件制定一个合适的育 种目标。

2. 选择合适的育种方法。根据自己做育种的作物选择合适的育种方法。如：玉米选择 杂种优势利用的方法；小麦主要的育种方法是杂交育种；水稻可以选择杂种优势的利用或杂交育种，等等。

3. 进行品种审定。育种家育出的新品种需要通过区域试验、生产试验才能通过审定。 需要育种家了解自己品种的优缺点，将其在不同的区域审定，以提高通过的机会。

二.作物育种的主要方法

1．杂交育种。不同品种间杂交获得杂种，继而在杂种后代中进行选择以育出符合生产要求的新品种。

2．杂交优势利用。一般是指杂种在生长势、生活力、抗逆性、繁殖力、适应性、产量、品质等方面优于其亲本的现象。

3．分子标记辅助选择育种。传统育种主要依赖于对植株的表现型的选择。其受环境条件、基因间的互作、基因与环境间的互作等因素的影响。而分子标记辅助选择是对DNA进行标记，通过对其后代基因标记的选择，就可以选择到含有该基因的植株，其选择效率更高。

4．倍性育种。主要是通过单倍体育种使后代快速达到纯合状态。

5．回交育种。对优良品种进行改造。一个优良的品种具有一中小缺点，可以通过回交的方法以使其缺点得到改善。

6．诱变育种。通过物理、化学等方法，使植物变异，以拓宽种质资源，如若得到优良变异，可以通过其他育种方法，将其引入到品种中。

三.小麦、玉米、水稻、棉花、花生、大豆、油菜、甘薯等作物的主要育种途径？ 小麦：主要的通过杂交育种（选择优良的栽培种杂交，经过选择，得到目标品种）；远缘

杂交创造异源多倍体；品质育种，选择具有特殊用途的小麦品种。

玉米：主要是杂种优势的利用（通过选育自交系，经过配组合、侧配合力，选择优良的自交系以培育出优良的品种）；品质育种（选育高赖氨酸、高油的玉米品种） 水稻：主要是三系配套杂交育种和杂交育种（品种间杂交和种间杂交）

棉花: 通过转基因技术，将抗虫基因导入到棉花中，再经过杂种优势的利用的方法育的抗虫的新品种。

花生：主要使用杂交育种。花生为严格自花授粉作物，其花器封闭紧密，且去雄困难，易导致雌穗受伤，导致不育。 大豆：主要使用杂交育种的方法。

油菜：主要有杂交育种（品种间杂交和种间杂交）、杂种优势的利用（三系配套）、品质育种（降低芥酸含量、改变油酸和亚油酸的比例和高油高蛋白）。

甘薯：通过变异进行选择育种（自然变异、人工诱变）和杂交育种（品种间杂交和种间杂交。

四．制约突破性品种培育的关键性因素。

最为关键的就是种质资源的匮乏。种质资源是育种工作的物质基础，其突破性的成就关键在于对种质资源的挖掘和利用。由于现阶段的种质资源的匮乏，突破性品种很难育出，因此突破性品种的培育需要种质资源的创新。

题目：Heterosis（杂种优势）

目的：形成杂种优势的原因 杂种优势假说

1. 显性假说：认为多数显性基因有利于作物的生长和发育，而相对的隐性基因不利于生长

发育。杂合个体由于自交或近交就会增加子代纯合体出现的机会，暴露出隐性基因代表的有害性状，而造成自交衰退。如果选用这些不同的自交后代纯系（自交系），来进行杂交，那么由一个亲本带入子代杂合体中的某些隐性基因会被另一亲本的显性等位基因所遮盖，从而增进了杂合子代的生长势。

2. 超显性假说：认为杂种优势是基因型不同的配子结合后产生的一种刺激发育的效应。由

于某些基因作为上不同的等位基因间相互作用，能够刺激生长的功能。其分子机理至少有两种可能：1.两个等位基因各自编码一种蛋白质，这两种蛋白质的相互作用的结果比各自独立存在更有利于个体的生存；2.两个杂合等位基因所编码的多肽结合成为活力高于相同亚基所形成的蛋白质。 结果：

1.细胞水平上的杂种优势：ZmCNR基因家族在杂种优势中起作用，在相关的细胞中，它的表达量的任何调整会影响反应，由于涉及到剂量的敏感性。此外，任何在管理基层或网络控制的剂量敏感基因都在杂种优势中其作用。

2.整体基因表达研究：在杂合体中，来自亲本的基因的表达更加的发散。

3.尽管杂种优势具有多基因的性质，单一的基因或小染色组片段能够产生杂种效应。 4.清楚明显有害的等位基因以后，杂种优势没有减少。

5.多倍体的杂种优势是渐进的。尽管相当多的等位基因的光谱存在于六倍体小麦和八倍体小黑麦，通过同各自的物种杂交，它依旧可能获得更多活性的增加。

6．杂种优势受成分的剂量的影响。如：四倍体的AAAB或ABBB的活性低于AABB，而AABB的活性低于ABCD。 7.杂种优势作为一个数量性状。

本文的创新点：本文属于一片综述性的文章，他结合前人的研究，叫他们彼此联系在一起，总结了杂种优势的特点。

进一步研究的方向：控制等位基因的剂量影响和不同等位基因间的网络互作。

题目：Gibbereilins and Heterosis in Maize（玉米杂种优势和赤霉素） 目的：研究玉米的杂种优势和赤霉素间的关系。 材料和方法：

材料：CM17和CM19自交系，F1（CM17×CM19）

方法：在22×22的盆中各选10粒种子种植，放置于25/20°C（白天/晚上），白天时间为14小时，光照强度为808 uE m-2 S-1。每天浇水两次。出苗后的6、15、21、28、38天，

每种基因型的植株取五棵，取其地上部分。测量株高、总叶面积和干燥后称量其重量。计算

RGR和NAR(W:干重、A叶面积、t：取样时间)

1. 对GA-Like的分析。通过气象色谱法对GA-Like进行分析。真正的GA被层析在SiO2

层。

2. ABA分析。将GA-Like从SiO2分区洗去，然后用甲醇将ABA洗下来。 3. 遗传分析。不同的基因型间，植物激素有显著的差异。 结论、讨论：

1. 生长。在同一环境下，杂种的生长比任何一亲本的成长速度都快。在第六天的芽干重，

杂种和亲本没有显著差别，往后慢慢杂种的重量就会显著高于亲本的干重。

2. 内生性的GA-Like的组成成分。试验发现GA的组成比较复杂，它是由多种前体型物质，

其中在15天GA3在亲本间没有区别，在21和28天杂种显著高于双亲。

3. ABA分析。在所有的基因型中，ABA水平在21处达到最高，恰巧是在刚抽雄时期。 4. 杂交活性与内生激素的相关。增加内源性GA-like物质水平能够促进杂种优势活力，而

内生的ABA含量与杂种优势既不积极也不消极。

本研究的创新点在于针对一种内源性的植物激素以研究其对玉米杂种优势的影响，减少了其他对其因素的影响

进一步研究的内容：在于研究激素间的相互影响以及对赤霉素对杂种优势影响的深度研究。

题目：Marker-assisted selection to improve drought adaptation in maize: the backcross approach, perspectives, limitations, and alternatives（分子标记辅助选择对于改善玉米对干旱的适应性：回交的方法、展望、限制性和替代选择） 目的：通过MABC的方法改善热带玉米的耐旱性。

材料：供方亲本Ac7643（耐旱性强）和回交亲本CML247（热带玉米骨干自交系，它的配合力水平高和正常水分条件下，自身产量良好） 方法：技术路线