(2025年)《園藝植物育種學》試題庫參考答案一、名詞解釋1.超親遺傳：指兩個遺傳基礎(chǔ)不同的親本雜交后，雜種后代在某一性狀上表現(xiàn)超過雙親的現(xiàn)象。其本質(zhì)是控制該性狀的微效多基因在雜交過程中發(fā)生重組，使顯性或累加效應在子代中重新組合，形成超出雙親基因型值的表型。例如，兩個株高分別為80cm和100cm的菜豆品種雜交，子代可能出現(xiàn)株高超過100cm或低于80cm的個體，這一現(xiàn)象為超親遺傳提供了選擇優(yōu)異個體的機會，是雜交育種中重要的遺傳基礎(chǔ)。2.配合力：指一個親本（自交系、品種等）與其他親本雜交后，雜種一代在目標性狀（如產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性等）上表現(xiàn)的能力。分為一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA），前者反映親本與其他親本雜交時的平均表現(xiàn)，由加性效應決定；后者反映特定親本組合的雜種優(yōu)勢，由非加性效應（顯性、上位性）決定。配合力測定是雜種優(yōu)勢利用中篩選優(yōu)良親本的核心環(huán)節(jié)，通常通過頂交法、雙列雜交法等方法進行。3.分子標記輔助選擇（MAS）：利用與目標性狀緊密連鎖的分子標記（如SSR、SNP等）對育種材料進行間接選擇的技術(shù)。與傳統(tǒng)表型選擇相比，MAS可在早期（如苗期）、非目標性狀表達期（如未結(jié)果時）或受環(huán)境影響大的性狀（如抗病性）篩選目標個體，提高選擇效率和準確性。例如，番茄抗葉霉病基因Cf-9與特定SSR標記連鎖，可通過檢測該標記快速篩選抗病單株，避免田間接種鑒定的繁瑣過程。4.遠緣雜交：指不同種、屬或親緣關(guān)系更遠的園藝植物間的雜交。其特點包括雜交不親和（花粉無法萌發(fā)或胚囊敗育）、雜種不育（染色體不配對導致配子敗育）、雜種后代分離復雜（出現(xiàn)野生性狀返祖或新性狀）等。遠緣雜交是引入異源優(yōu)良性狀（如抗逆性、特殊花色）的重要途徑，常用于觀賞植物（如月季屬間雜交）和果樹（如柑橘屬間雜交）育種，需通過染色體加倍、胚挽救、橋梁親本等技術(shù)克服障礙。5.芽變選種：利用體細胞突變（芽變）選擇優(yōu)良變異個體，進而培育新品種的方法。芽變是體細胞在分裂過程中發(fā)生基因突變、染色體變異或表觀遺傳改變的結(jié)果，表現(xiàn)為枝、葉、花、果等器官的性狀變異（如蘋果的短枝型、柑橘的無核變異）。其程序包括變異發(fā)現(xiàn)、分離純化（通過嫁接或扦插保留變異）、比較鑒定（與原品種對比農(nóng)藝性狀）、區(qū)域試驗和品種審定。芽變選種具有變異頻率低但穩(wěn)定快的特點，是無性繁殖園藝植物（如果樹、觀賞植物）育種的重要補充。二、簡答題1.簡述雜種優(yōu)勢利用的基本條件。雜種優(yōu)勢利用需滿足以下條件：①強優(yōu)勢的雜交組合：親本間遺傳差異適中（過近無優(yōu)勢，過遠可能不親和），且在主要經(jīng)濟性狀（產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性）上具有互補性，雜種一代（F?）需顯著優(yōu)于雙親或?qū)φ掌贩N。例如，黃瓜強優(yōu)勢組合要求父本耐寒性強、母本早熟，F(xiàn)?兼具早熟與耐寒特性。②高純度的親本：親本（如自交系、不育系）需遺傳穩(wěn)定，基因型純合，避免因雜株導致F?性狀分離。例如，番茄雄性不育系需通過多代自交和測交，確保不育株率達100%。③高效的制種技術(shù)：根據(jù)植物繁殖特性選擇制種方式，如異花授粉植物（白菜）可利用自交不親和系制種，需隔離區(qū)防止串粉；常異花授粉植物（辣椒）可人工去雄授粉；雌雄異株植物（獼猴桃）可利用性別標記輔助選雌株。此外，需考慮制種成本（如人工去雄的勞動力投入）與種子產(chǎn)量（如玉米雜交種需父本花粉量大）。2.說明多倍體育種的主要途徑及園藝植物多倍體的特點。多倍體育種的主要途徑包括：①自然誘導：利用植物自然發(fā)生的染色體加倍（如減數(shù)分裂異常產(chǎn)生未減數(shù)配子），通過實生苗篩選多倍體（如某些柑橘品種的珠心胚變異）。②人工誘導：化學誘導（常用秋水仙素處理種子、芽、愈傷組織，抑制紡錘體形成，使染色體加倍）；物理誘導（高溫、低溫、輻射處理，頻率較低）；生物誘導（通過體細胞雜交融合不同倍性原生質(zhì)體）。園藝植物多倍體的特點：①器官巨大性：細胞體積增大導致根、莖、葉、花、果等器官增大（如四倍體葡萄果粒比二倍體大30%-50%），觀賞植物（如四倍體矮牽牛）花朵直徑增加，觀賞性提高。②營養(yǎng)成分增加：多倍體葉片厚、葉綠素含量高，果實中糖、維生素、礦物質(zhì)等含量常高于二倍體（如四倍體番茄維生素C含量提高20%）。③育性降低：同源多倍體因染色體聯(lián)會紊亂，配子敗育率高（如三倍體香蕉無籽）；異源多倍體（如普通小麥）因染色體組互補，育性可能正常。④抗逆性增強：多倍體細胞液濃度高，對干旱、低溫、病害的抗性優(yōu)于二倍體（如四倍體草莓抗灰霉病能力提升）。⑤遺傳穩(wěn)定性差：多倍體在繁殖過程中可能發(fā)生染色體數(shù)目回復（如四倍體產(chǎn)生二倍體配子），需通過無性繁殖（如扦插、嫁接）保持性狀穩(wěn)定。3.比較常規(guī)雜交育種與優(yōu)勢雜交育種的異同。相同點：均以雜交為基礎(chǔ)，通過基因重組創(chuàng)造變異；目標均為選育綜合性狀優(yōu)良的新品種；需經(jīng)過雜交、選擇、鑒定等環(huán)節(jié)。不同點：①育種理論基礎(chǔ)：常規(guī)雜交育種（組合育種）以基因重組和加性效應為基礎(chǔ)，目標是選育純合穩(wěn)定的品種（F?及以后世代）；優(yōu)勢雜交育種（優(yōu)勢育種）以非加性效應（顯性、上位性）為基礎(chǔ)，利用F?的雜種優(yōu)勢，需保持親本純合以生產(chǎn)F?種子。②育種程序：常規(guī)雜交育種需多代自交選擇，直至性狀穩(wěn)定（一般6-8代）；優(yōu)勢雜交育種需先選育純合親本（如自交系、不育系），再通過配合力測定篩選強優(yōu)勢組合，制種時需保持親本純度。③品種類型：常規(guī)雜交育種育成的是純系品種（基因型純合，表型一致）；優(yōu)勢雜交育種育成的是雜交種（基因型雜合，表型一致，但F?性狀分離，不能留種）。④應用范圍：常規(guī)雜交育種適用于自花授粉（如菜豆）、常異花授粉（如辣椒）植物；優(yōu)勢雜交育種適用于異花授粉（如白菜）、利用F?優(yōu)勢顯著（如西瓜、玉米）的植物。4.列舉三種分子標記類型并說明其在育種中的應用。①SSR（簡單序列重復）：基于微衛(wèi)星DNA的多態(tài)性標記，具有共顯性、多態(tài)性高、重復性好的特點。應用：構(gòu)建遺傳圖譜（如番茄SSR標記圖譜包含1000余個標記）；品種鑒定（通過SSR指紋圖譜區(qū)分相似品種，如蘋果品種‘紅富士’與‘嘎啦’的SSR差異）；分子標記輔助選擇（如與黃瓜霜霉病抗性基因連鎖的SSR標記，用于苗期篩選抗病單株）。②SNP（單核苷酸多態(tài)性）：基于單個核苷酸變異的標記，分布廣（基因組中每100-300bp出現(xiàn)1個SNP）、檢測自動化程度高（可通過芯片或測序平臺高通量分析）。應用：全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）定位數(shù)量性狀基因（如月季花色相關(guān)SNP位點）；雜種純度檢測（通過父母本SNP差異鑒定F?真實性，如檢測辣椒雜交種中母本自交株）；基因編輯輔助選擇（如CRISPR/Cas9編輯番茄抗蟲基因后，用SNP標記驗證編輯位點是否成功）。③AFLP（擴增片段長度多態(tài)性）：結(jié)合限制性酶切和PCR擴增的標記，無需已知序列信息，可檢測大量多態(tài)性位點。應用：遺傳多樣性分析（如評估野生蘭花資源的遺傳變異，為保護提供依據(jù)）；親緣關(guān)系鑒定（如區(qū)分柑橘屬不同種間的親緣關(guān)系，輔助遠緣雜交親本選擇）；構(gòu)建高密度遺傳圖譜（如葡萄AFLP圖譜包含800個標記，用于定位抗白粉病基因）。5.簡述芽變選種的主要程序。芽變選種的程序包括：①變異發(fā)現(xiàn)：在園藝植物生長季節(jié)（如果實成熟期、花期）進行田間普查，重點關(guān)注樹體局部（如某一枝條、花序）的異常表現(xiàn)（如果色突變、果形變異、抗性增強），記錄變異部位、性狀特征及環(huán)境條件（如是否受機械損傷、藥劑處理）。②變異分離：通過嫁接（將變異枝條嫁接到砧木上）或扦插（取變異枝段繁殖）獲得無性系，分離變異個體與原品種的遺傳背景，避免嵌合體（如周緣嵌合體需通過多次分離獲得純合變異）。③比較鑒定：將變異系與原品種（對照）進行同田對比試驗，觀察2-3個生長周期，測定目標性狀（如果實品質(zhì)、產(chǎn)量、抗性）的穩(wěn)定性和遺傳力，排除飾變（由環(huán)境引起的不可遺傳變異）。④區(qū)域試驗：將表現(xiàn)優(yōu)良的變異系在不同生態(tài)區(qū)（如北方、南方試驗點）進行多點試驗，驗證其適應性和穩(wěn)定性，同時進行品種特異性、一致性、穩(wěn)定性（DUS）測試。⑤品種審定：通過區(qū)域試驗后，提交相關(guān)材料至品種審定委員會，經(jīng)審核通過后命名并推廣。三、論述題1.以番茄為例，論述抗病育種的技術(shù)路線及關(guān)鍵環(huán)節(jié)。番茄抗病育種的目標是選育對主要病害（如番茄黃化曲葉病毒病TYLCV、葉霉病、早疫病、青枯病）具有抗性的品種，技術(shù)路線可分為以下環(huán)節(jié)：（1）目標性狀與抗源篩選：首先明確育種目標（如針對主栽區(qū)TYLCV高發(fā)，需重點改良抗病毒性），收集國內(nèi)外抗病資源（如野生番茄種Solanumperuvianum、S.chilense含有TYLCV抗性基因Ty-1、Ty-3），通過田間接種鑒定（如人工接種TYLCV病毒）或分子標記檢測（如利用與Ty-3連鎖的SNP標記）篩選高抗材料。（2）雜交與基因聚合：若目標抗性由單基因控制（如葉霉病抗性基因Cf-9），可通過回交育種將抗性基因?qū)雰?yōu)良栽培品種（輪回親本），每代用分子標記輔助選擇（MAS）保留抗性基因，同時選擇輪回親本的農(nóng)藝性狀（如果形、熟期），經(jīng)5-6代回交后獲得近等基因系。若需聚合多個抗性基因（如同時抗TYLCV和青枯?。?，可采用聚合雜交：將含Ty-3的材料與含青枯病抗性基因（如Ralstoniasolanacearum抗性基因）的材料雜交，F(xiàn)?代用對應分子標記篩選雙抗性單株，再與優(yōu)良品種雜交，結(jié)合表型選擇和MAS加速純合。（3）抗性鑒定與篩選：田間鑒定需設置自然發(fā)病區(qū)或人工接種區(qū)（如TYLCV通過煙粉虱傳毒，需在防蟲網(wǎng)室中接種帶毒煙粉虱），調(diào)查發(fā)病率、病情指數(shù)（如0-4級分級）；室內(nèi)鑒定可采用離體葉片接種（如葉霉病孢子懸浮液噴施葉片），觀察病斑擴展速度。分子標記輔助篩選需在苗期（2-4葉期）取葉片提取DNA，通過PCR或芯片檢測目標基因，淘汰感病株，提高選擇效率。（4）品系比較與區(qū)域試驗：將篩選出的抗病品系與對照品種（如感病主栽品種）進行產(chǎn)量、品質(zhì)（如可溶性固形物含量、糖酸比）、抗性的綜合比較，連續(xù)2-3年測定。表現(xiàn)突出的品系進入?yún)^(qū)域試驗（在3-5個番茄主產(chǎn)區(qū)試驗），驗證其在不同生態(tài)條件下的抗性穩(wěn)定性（如TYLCV在高溫高濕地區(qū)的發(fā)病壓力更大）和適應性（如果實著色在北方低溫下是否正常）。（5）品種審定與推廣：通過區(qū)域試驗后，提交DUS測試報告（如抗病性是否為特異性狀、群體內(nèi)性狀是否一致、連續(xù)繁殖后抗性是否穩(wěn)定），經(jīng)審定后命名（如‘抗TY1號’），并配套栽培技術(shù)（如煙粉虱防治、合理密植以減少田間濕度），確?？剐猿浞直磉_。關(guān)鍵環(huán)節(jié)包括：①抗源的精準篩選（避免引入連鎖累贅，如野生番茄的小果性狀與抗性基因連鎖，需通過MAS打破連鎖）；②基因聚合的效率（多基因組合可能導致育性下降，需監(jiān)測雜交后代的結(jié)實率）；③抗性鑒定的準確性（人工接種需控制接種量和時間，避免假陽性或假陰性）；④農(nóng)藝性狀與抗性的平衡（抗病基因可能影響產(chǎn)量，需在選擇時兼顧）。2.結(jié)合現(xiàn)代生物技術(shù)，論述園藝植物品質(zhì)育種的創(chuàng)新策略。現(xiàn)代生物技術(shù)為園藝植物品質(zhì)育種提供了新工具，創(chuàng)新策略包括：（1）基于組學的品質(zhì)性狀解析：利用轉(zhuǎn)錄組學（RNA-Seq）、代謝組學（LC-MS）和基因組學（GWAS）聯(lián)合分析，挖掘控制品質(zhì)性狀的關(guān)鍵基因。例如，在草莓果實香氣育種中，通過代謝組學鑒定出乙酸己酯（關(guān)鍵香氣物質(zhì)）的合成路徑，結(jié)合轉(zhuǎn)錄組學發(fā)現(xiàn)?；D(zhuǎn)移酶基因FaAAT1是調(diào)控該物質(zhì)的關(guān)鍵基因；通過GWAS在蘋果中定位到控制糖酸比的主效QTL（如Ma1基因調(diào)控蘋果酸含量），為分子設計育種提供靶標。（2）基因編輯技術(shù)定向改良：利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)對品質(zhì)相關(guān)基因進行精準編輯。例如，番茄中SlCLV3基因調(diào)控果實大小，敲除該基因可增加果實心室數(shù)，提高單果重；在觀賞菊花中，通過編輯類黃酮3’,5’-羥化酶（F3’5’H）基因，阻斷藍色花色素（翠雀素）合成路徑，可定向改變花色（如從藍色變?yōu)榉凵?。基因編輯技術(shù)避免了轉(zhuǎn)基因標記的引入，符合部分國家的監(jiān)管要求（如美國對編輯作物不按轉(zhuǎn)基因管理），加速了育種進程。（3）體細胞雜交創(chuàng)制新種質(zhì)：通過原生質(zhì)體融合克服遠緣雜交不親和，將野生種的優(yōu)良品質(zhì)性狀（如果實香氣、營養(yǎng)成分）轉(zhuǎn)移到栽培種中。例如，將野生獼猴桃（Actinidiaarguta）的高維生素C含量性狀通過體細胞雜交導入栽培種（A.deliciosa），獲得的雜種植株兼具大果型和高Vc含量；柑橘屬間體細胞雜交（如甜橙+枳）可整合枳的抗寒性與甜橙的優(yōu)質(zhì)性狀，創(chuàng)制抗寒優(yōu)質(zhì)柑橘新種質(zhì)。（4）表觀遺傳調(diào)控改善品質(zhì)：利用DNA甲基化、組蛋白修飾等表觀遺傳機制調(diào)控品質(zhì)相關(guān)基因表達。例如，草莓果實成熟過程中，DNA去甲基化促進花色苷合成基因（如FaCHS、FaDFR）的表達，通過外源施加甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑（如5-氮雜胞苷）可提前果實著色；在月季中，組蛋白乙?；揎椪{(diào)控花香合成基因（如苯丙氨酸解氨酶基因）的表達，通過表觀遺傳調(diào)控可增強花香強度。（5）分子設計育種精準聚合優(yōu)異性狀：基于全基因組選擇（GS）模型，利用高密度分子標記（如SNP芯片）預測個體的品質(zhì)性狀表現(xiàn)，在早期世代（如F?）即可篩選出聚合多個優(yōu)質(zhì)基因（如果實糖度、硬度、香氣）的單株。例如，在番茄品質(zhì)育種中，通過GS模型整合糖度（由SWEET基因家族控制）、硬度（由多聚半乳糖醛酸酶基因PG控制）、番茄紅素含量（由PSY1基因控制）的標記信息，預測準確率可達80%以上，顯著減少田間篩選量。創(chuàng)新策略的核心是“多技術(shù)融合”，通過組學解析明確目標基因，用基因編輯定向改良，結(jié)合體細胞雜交擴大遺傳基礎(chǔ)，利用分子設計加速聚合，最終實現(xiàn)從“經(jīng)驗育種”到“精準育種”的轉(zhuǎn)變。四、案例分析題1.某公司在進行草莓抗灰霉病育種時，發(fā)現(xiàn)雜交后代抗性分離比例不符合孟德爾定律（預期1:1或3:1，實際為1:3或1:2:1），可能原因及解決對策。可能原因：①抗性由多基因控制：灰霉病抗性可能是數(shù)量性狀，受多個微效基因（QTL）調(diào)控，而非單顯性或隱性基因，導致分離比例偏離孟德爾模式。例如，草莓中已定位到3個與灰霉病抗性相關(guān)的QTL（位于連鎖群2、5、7），每個QTL解釋5%-15%的表型變異，多基因互作（如上位性）會導致分離比例復雜。②環(huán)境影響：灰霉病發(fā)病受濕度、溫度、植株密度等環(huán)境因素影響，部分抗性單株可能因環(huán)境不適（如高濕條件下）表現(xiàn)為感病，導致表型鑒定誤差。例如，人工接種時孢子濃度不均（部分植株接種量過高）或溫濕度控制不嚴格（如夜間濕度低于80%抑制發(fā)?。瑫煜剐员硇?。③基因互作：存在抑制基因或修飾基因，影響主效抗性基因的表達。例如，某抑制基因I存在時，主效抗性基因R的表型被掩蓋，導致RrIi（抗性）與rrIi（感?。┑谋硇拖嗤?，分離比例偏離預期。④嵌合體或雜合體親本：親本可能為雜合體（如抗病親本為Rr而非RR），或存在體細胞變異（如芽變導致同一植株不同枝條基因型不同），導致雜交后代基因型比例異常。解決對策：①明確抗性遺傳機制：通過QTL定位（利用分離群體構(gòu)建遺傳圖譜，結(jié)合抗病表型數(shù)據(jù)）或全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）確定抗性是質(zhì)量性狀還是數(shù)量性狀。若為數(shù)量性狀，需采用數(shù)量遺傳學方法分析（如計算廣義遺傳力、狹義遺傳力），并利用分子標記（如與主效QTL連鎖的SSR/SNP）進行輔助選擇。②優(yōu)化表型鑒定：采用標準化接種方法（如統(tǒng)一孢子濃度為1×10?個/mL，接種后保持90%以上濕度48小時），設置重復（每個單株接種3個果實），減少環(huán)境誤差；結(jié)合離體鑒定（如取葉片接種，在人工氣候箱中控制條件）與田間鑒定，提高準確性。③檢測基因互作：通過測交（如將疑似抗性單株與純合感病株雜交，觀察子代分離比例）或雙因子雜交（分析兩個基因的互作模式）驗證是否存在抑制基因或上位性效應，若存在，需在育種中同時選擇主效基因和修飾基因。④純化親本：通過自交（草莓為自花授粉，可套袋自交）或分子標記檢測（如用與抗性基因連鎖的標記篩選純合RR親本）確保親本基因型純合，避免雜合體導致的分離比例異常。2.某園藝場通過芽變選種獲得一個觀賞菊花新品系，花色為罕見的藍紫色（原品種為粉色），但花色穩(wěn)定性差（部分花朵返祖為粉色），如何鑒定并提高其穩(wěn)定性？鑒定與提高穩(wěn)定性的步驟如下：（1）鑒定變異類型：①觀察變異部位：若藍紫色僅出現(xiàn)在部分枝條（扇形嵌合體）或花朵的某一區(qū)域（周緣嵌合體），說明為嵌合體變異；若整株花朵均為藍紫色但偶爾返祖，可能為基因突變但未完全純合。②染色體鑒定：通過流式細胞術(shù)檢測變