2025年林木遺傳育種試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.孟德爾遺傳定律在林木遺傳分析中最適用于以下哪種情況？（）A.多倍體無性繁殖后代的性狀分離B.二倍體有性生殖過程中同源染色體的基因分離C.細(xì)胞質(zhì)遺傳的母系性狀傳遞D.基因突變引起的表型變異2.以下哪種育種方法的核心是利用群體內(nèi)現(xiàn)有遺傳變異進(jìn)行選擇？（）A.雜交育種B.選擇育種C.多倍體育種D.轉(zhuǎn)基因育種3.林木配合力分析中，“一般配合力（GCA）”主要反映的是（）。A.顯性效應(yīng)和上位效應(yīng)的總和B.加性效應(yīng)的大小C.非加性效應(yīng)的可固定部分D.環(huán)境方差的影響4.廣義遺傳力（h2B）的計(jì)算公式是（）。A.加性方差（Va）/表型方差（Vp）B.遺傳方差（Vg）/表型方差（Vp）C.顯性方差（Vd）/表型方差（Vp）D.環(huán)境方差（Ve）/表型方差（Vp）5.以下哪種分子標(biāo)記屬于基于PCR技術(shù)的共顯性標(biāo)記？（）A.RFLP（限制性片段長度多態(tài)性）B.AFLP（擴(kuò)增片段長度多態(tài)性）C.SSR（簡單序列重復(fù)）D.RAPD（隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA）6.林木雜種優(yōu)勢（Heterosis）的表現(xiàn)通常最顯著的性狀是（）。A.木材密度B.樹高生長量C.抗病性D.開花時(shí)間7.多倍體育種中，人工誘導(dǎo)染色體加倍最常用的化學(xué)藥劑是（）。A.秋水仙素B.乙烯利C.赤霉素D.矮壯素8.在林木家系選擇中，若某性狀的遺傳力（h2）為0.3，選擇強(qiáng)度（i）為1.4，表型標(biāo)準(zhǔn)差（σp）為5，則該性狀的選擇響應(yīng)（R）為（）。A.1.4×0.3×5=2.1B.1.4×0.3/5=0.084C.1.4×5/0.3≈23.3D.0.3×5/1.4≈1.079.以下哪種無性繁殖方式最易導(dǎo)致林木遺傳多樣性流失？（）A.扦插繁殖B.嫁接繁殖C.組織培養(yǎng)（單芽增殖）D.分株繁殖10.QTL（數(shù)量性狀位點(diǎn)）定位的關(guān)鍵前提是（）。A.目標(biāo)性狀表現(xiàn)為質(zhì)量性狀分離B.存在高密度的分子標(biāo)記連鎖圖譜C.研究群體為純合體自交系D.環(huán)境方差為0二、填空題（每空1分，共20分）1.林木育種的核心目標(biāo)是通過（）和（），提高群體或個(gè)體的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)或觀賞價(jià)值。2.遺傳變異的主要來源包括（）、（）、（）和基因重組。3.配合力分為（）和（），其中（）是可以穩(wěn)定遺傳給后代的部分。4.雜種優(yōu)勢的形成機(jī)制主要有（）假說和（）假說。5.多倍體林木的主要特點(diǎn)包括（）、（）、（）（至少答3點(diǎn)）。6.分子標(biāo)記輔助選擇（MAS）的優(yōu)勢在于可以（）、（）和（）選擇目標(biāo)性狀。7.無性系測定的主要目的是評估（）的遺傳穩(wěn)定性和（）。三、名詞解釋（每題4分，共20分）1.遺傳力（狹義）2.雜種優(yōu)勢3.多倍體育種4.QTL定位5.無性系測定四、簡答題（每題8分，共24分）1.比較雜交育種與選擇育種的異同點(diǎn)。2.簡述遺傳力在林木育種中的應(yīng)用價(jià)值。3.說明人工誘導(dǎo)多倍體的主要步驟及注意事項(xiàng)。五、論述題（16分）結(jié)合現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)，論述如何提高林木抗逆性（如抗旱、抗?。┯N的效率，并舉例說明。林木遺傳育種試題答案一、單項(xiàng)選擇題1.B（孟德爾定律基于二倍體有性生殖中的同源染色體分離，多倍體或無性繁殖可能因染色體配對異?；驘o減數(shù)分裂而不適用）2.B（選擇育種直接利用群體內(nèi)現(xiàn)有變異，雜交育種需創(chuàng)造新變異，多倍體和轉(zhuǎn)基因需人工誘導(dǎo)變異）3.B（一般配合力反映加性效應(yīng)，特殊配合力反映顯性和上位效應(yīng)）4.B（廣義遺傳力=遺傳方差/表型方差；狹義遺傳力=加性方差/表型方差）5.C（SSR是共顯性標(biāo)記，可區(qū)分純合與雜合；RFLP雖為共顯性但需酶切，AFLP和RAPD為顯性標(biāo)記）6.B（生長量（如樹高、材積）因受多基因控制且顯性效應(yīng)顯著，雜種優(yōu)勢最明顯）7.A（秋水仙素通過抑制紡錘體形成誘導(dǎo)染色體加倍）8.A（選擇響應(yīng)R=i×h2×σp=1.4×0.3×5=2.1）9.C（單芽增殖的組培僅擴(kuò)繁單一基因型，易導(dǎo)致遺傳多樣性流失；扦插、嫁接、分株可能涉及多個(gè)無性系）10.B（QTL定位需分子標(biāo)記連鎖圖譜關(guān)聯(lián)性狀表型與標(biāo)記基因型）二、填空題1.選擇；遺傳改良2.基因突變；染色體變異；基因重組（注：題目已提及基因重組，此處應(yīng)為“突變（基因突變）”“染色體畸變”“基因流”等，根據(jù)教材調(diào)整，常見答案為基因突變、染色體變異、基因重組）3.一般配合力（GCA）；特殊配合力（SCA）；一般配合力4.顯性；超顯性（或上位性）5.器官巨大性；育性降低；抗逆性增強(qiáng)（或代謝活躍、基因劑量效應(yīng)等）6.早期；間接；準(zhǔn)確（或克服環(huán)境干擾、縮短育種周期）7.無性系；生產(chǎn)潛力（或性狀穩(wěn)定性）三、名詞解釋1.遺傳力（狹義）：指加性遺傳方差（Va）占表型方差（Vp）的比例，即h2N=Va/Vp。它反映了性狀在親子代間的傳遞能力，是選擇育種中評估選擇效果的關(guān)鍵參數(shù)。2.雜種優(yōu)勢：指兩個(gè)遺傳基礎(chǔ)不同的親本雜交產(chǎn)生的雜種第一代（F1）在生長勢、抗逆性、產(chǎn)量等性狀上優(yōu)于雙親的現(xiàn)象。其表現(xiàn)程度常用超親優(yōu)勢（F1超過高親值的比例）或中親優(yōu)勢（F1超過雙親平均值的比例）衡量。3.多倍體育種：通過人工誘導(dǎo)染色體加倍（如秋水仙素處理）或自然選擇獲得多倍體植株，并從中選育優(yōu)良品種的育種方法。多倍體因基因劑量增加，常表現(xiàn)出器官巨大性、抗逆性增強(qiáng)等特點(diǎn)，適用于林木材積、觀賞性狀的改良。4.QTL定位：利用分子標(biāo)記連鎖圖譜和分離群體（如F2、回交群體），通過統(tǒng)計(jì)分析將控制數(shù)量性狀的多個(gè)基因位點(diǎn)（QTL）定位到染色體的特定區(qū)域。其結(jié)果可用于分子標(biāo)記輔助選擇（MAS）或目標(biāo)基因克隆。5.無性系測定：通過對同一無性系（如扦插苗、組培苗）的多地點(diǎn)、多年份種植試驗(yàn)，評估其遺傳穩(wěn)定性、生長量、抗逆性等性狀的表現(xiàn)，篩選出遺傳增益高、適應(yīng)性強(qiáng)的無性系用于生產(chǎn)。四、簡答題1.雜交育種與選擇育種的異同點(diǎn)：相同點(diǎn)：均以遺傳變異為基礎(chǔ)，目標(biāo)是選育優(yōu)良品種；需通過表型或基因型選擇提高群體遺傳質(zhì)量。不同點(diǎn)：-變異來源：選擇育種利用群體內(nèi)現(xiàn)有自然或人工變異；雜交育種通過雜交重組創(chuàng)造新變異（如顯性互補(bǔ)、超顯性效應(yīng)）。-育種周期：選擇育種周期較短（直接篩選）；雜交育種需雜交、分離、多代選擇，周期較長（如林木需10-20年）。-遺傳基礎(chǔ)：選擇育種群體遺傳基礎(chǔ)較窄（基于現(xiàn)有變異）；雜交育種可整合雙親優(yōu)點(diǎn)，拓寬遺傳基礎(chǔ)。-適用場景：選擇育種適用于遺傳變異豐富的群體（如天然林）；雜交育種適用于需綜合多性狀改良（如速生+抗?。┑那闆r。2.遺傳力在林木育種中的應(yīng)用價(jià)值：-指導(dǎo)選擇策略：高遺傳力性狀（如木材密度，h2>0.5）受加性效應(yīng)主導(dǎo)，早代表型選擇有效；低遺傳力性狀（如材積，h2<0.3）受環(huán)境影響大，需通過家系選擇或提高選擇群體規(guī)模（如增加重復(fù)數(shù)）。-預(yù)測選擇響應(yīng)：根據(jù)公式R=i×h2×σp，遺傳力越高，選擇響應(yīng)（R）越大，可量化評估育種效率。-優(yōu)化交配設(shè)計(jì)：高遺傳力性狀可采用單株選擇；低遺傳力性狀需通過配合力分析（如雙列雜交），利用家系均值提高選擇準(zhǔn)確性。-區(qū)分遺傳與環(huán)境效應(yīng)：通過遺傳力估算（如方差分析），明確性狀變異中遺傳因素的貢獻(xiàn)，避免誤選環(huán)境引起的表型。3.人工誘導(dǎo)多倍體的主要步驟及注意事項(xiàng)：步驟：①材料選擇：優(yōu)先選擇二倍體中綜合性狀優(yōu)良、分生能力強(qiáng)的材料（如種子、幼芽、莖尖）。②誘導(dǎo)處理：用秋水仙素溶液（0.01%-0.5%）浸泡或點(diǎn)滴處理分生組織，處理時(shí)間因材料而異（種子24-48h，芽尖12-24h）。③倍性鑒定：通過流式細(xì)胞術(shù)（檢測DNA含量）、染色體計(jì)數(shù)（根尖壓片）或形態(tài)觀察（氣孔增大、葉片變厚）確認(rèn)多倍體。④無性繁殖固定：多倍體常不育或育性低，需通過扦插、嫁接等無性繁殖保存優(yōu)良基因型。⑤品比試驗(yàn)：多地點(diǎn)、多年份測定多倍體的生長量、抗逆性、育性等，篩選穩(wěn)定優(yōu)良株系。注意事項(xiàng)：-秋水仙素毒性強(qiáng)，需佩戴防護(hù)裝備，避免接觸皮膚；-處理濃度與時(shí)間需平衡（過高或過長導(dǎo)致材料死亡，過低則加倍率低）；-嵌合體（部分細(xì)胞加倍）需通過多次繼代或選擇純合組織；-多倍體可能育性下降（如三倍體），需評估其繁殖能力是否滿足生產(chǎn)需求；-結(jié)合分子標(biāo)記（如SSR）檢測多倍體的遺傳穩(wěn)定性，避免染色體丟失或畸變。五、論述題：結(jié)合現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)提高林木抗逆性育種效率林木抗逆性（如抗旱、抗?。┒酁閿?shù)量性狀，受多基因控制且易受環(huán)境影響，傳統(tǒng)育種周期長、效率低。現(xiàn)代分子技術(shù)通過精準(zhǔn)定位、快速篩選和基因編輯，顯著提升了育種效率，具體應(yīng)用如下：1.分子標(biāo)記輔助選擇（MAS）通過QTL定位或關(guān)聯(lián)分析（GWAS），篩選與抗逆性狀緊密連鎖的分子標(biāo)記（如SSR、SNP），實(shí)現(xiàn)早期、間接選擇。例如，在楊樹抗旱育種中，定位到與脯氨酸合成基因（P5CS）連鎖的SNP標(biāo)記，可在苗期通過葉片DNA檢測篩選抗旱單株，避免傳統(tǒng)方法需干旱脅迫處理的耗時(shí)過程。2.基因克隆與功能驗(yàn)證利用轉(zhuǎn)錄組測序（RNA-seq）或基因芯片，分離抗逆關(guān)鍵基因（如抗旱的LEA蛋白基因、抗病的R基因）。例如，從耐旱桉樹中克隆得到脫水響應(yīng)元件結(jié)合蛋白（DREB）基因，通過轉(zhuǎn)化驗(yàn)證其過表達(dá)可顯著提高植株的抗旱性。3.基因編輯技術(shù)（如CRISPR/Cas9）精準(zhǔn)修飾抗逆相關(guān)基因，敲除負(fù)調(diào)控基因或增強(qiáng)正調(diào)控基因的表達(dá)。例如，在杉木抗病育種中，針對感病基因（如CsSBP）設(shè)計(jì)sgRNA，通過CRISPR技術(shù)敲除該基因，獲得抗杉木細(xì)菌性葉枯病的突變體，避免傳統(tǒng)雜交的基因連鎖累贅問題。4.基因組選擇（GS）利用全基因組分子標(biāo)記（如50KSNP芯片）估計(jì)個(gè)體育種值（GEBV），無需明確QTL位置即可預(yù)測抗逆性。例如，在松樹抗松材線蟲病育種中，通過全基因組關(guān)聯(lián)分析構(gòu)建預(yù)測模型，對未測交的家系進(jìn)行GEBV預(yù)測，縮短育種周期2-3代。5.轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗逆基因（如Bt毒蛋白基因、幾丁質(zhì)酶基因）導(dǎo)入目標(biāo)樹種，快速獲得抗性材料。例如，將來自擬南芥的抗旱基因AtDREB1A轉(zhuǎn)入楊樹，轉(zhuǎn)基因植株在干旱脅迫下的存活率比野生型提高40%，已進(jìn)入?yún)^(qū)域試驗(yàn)階段。實(shí)例說明：中國林科院在毛白楊抗葉銹病育種中，結(jié)合分子標(biāo)記與基因編輯技術(shù)：首先通過BSA（分離群體分