《作物育種學(xué)總論》試題庫及答案一、緒論與育種目標(biāo)1.【單選】作物育種學(xué)被定義為：A.研究作物栽培技術(shù)的科學(xué)B.利用遺傳變異改良作物經(jīng)濟(jì)性狀的科學(xué)C.研究作物病蟲害防控的科學(xué)D.研究作物營養(yǎng)吸收的科學(xué)答案：B解析：作物育種學(xué)的核心在于通過遺傳變異的選擇與重組，定向改良經(jīng)濟(jì)性狀，而非栽培、植?；驙I養(yǎng)研究。2.【判斷】“產(chǎn)量潛力”僅由單株籽粒數(shù)決定。（）答案：×解析：產(chǎn)量潛力是單位面積內(nèi)光合產(chǎn)物向經(jīng)濟(jì)器官分配的綜合體現(xiàn)，受株型、光合效率、收獲指數(shù)、生育期等多因子共同決定。3.【填空】Vavilov提出作物起源中心學(xué)說，將世界作物劃分為____大起源中心。答案：八解析：Vavilov根據(jù)作物多樣性與顯性基因頻率，把全球劃分為八大起源中心，如中國日本中心、地中海中心等。4.【簡答】簡述“理想株型育種”與“生理育種”在提高產(chǎn)量上的互補(bǔ)關(guān)系。答案：理想株型通過優(yōu)化葉面積指數(shù)、葉角、穗部姿態(tài)等形態(tài)特征，減少個體間競爭，提高群體光合效率；生理育種則直接提高光合速率、Rubisco活性、光呼吸抑制水平及籽粒灌漿速率。二者結(jié)合，既保證光能截獲最大化，又保證同化物高效轉(zhuǎn)運(yùn)，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量突破。5.【計算】某玉米群體收獲指數(shù)HI=0.55，生物產(chǎn)量18t·hm?2，籽粒含水率14%（濕基），求標(biāo)準(zhǔn)含水率14%下的籽粒產(chǎn)量。答案：籽粒產(chǎn)量=生物產(chǎn)量×HI=18×0.55=9.9t·hm?2；含水率已在標(biāo)準(zhǔn)范圍，無需校正。解析：收獲指數(shù)直接給出經(jīng)濟(jì)器官占生物量比例，與含水率無關(guān)；若含水率≠14%，則需按(100?14)/(100?實(shí)測)折算。二、種質(zhì)資源與遺傳多樣性6.【單選】下列哪類資源屬于“次級基因庫”？A.與普通小麥雜交可育的節(jié)節(jié)麥B.與玉米雜交需胚胎拯救的摩擦禾C.與水稻雜交可育的野生稻OryzarufipogonD.與大豆雜交可育的野生大豆答案：B解析：Harlan基因庫概念中，次級基因庫指雜交成功率低、需特殊手段（胚胎拯救、加倍等）才能產(chǎn)生可育后代的近緣種。7.【判斷】核心種質(zhì)的構(gòu)建策略中，“首選表型極端個體”可有效提高稀有等位基因捕獲率。（）答案：√解析：表型極端個體往往攜帶稀有等位基因，將其優(yōu)先納入核心庫，可提升未來育種應(yīng)對新逆境的遺傳彈性。8.【填空】根據(jù)SNP標(biāo)記估算遺傳多樣性，常用指標(biāo)Nei’s基因多樣性記為He，其公式He=1?Σ(____)。答案：pi2解析：pi為第i個等位基因頻率，He衡量群體內(nèi)隨機(jī)兩基因間不相同的概率。9.【簡答】說明“泛基因組”對種質(zhì)資源利用的新價值。答案：泛基因組揭示物種全部基因集合，可發(fā)現(xiàn)核心基因與附屬基因；附屬基因常含抗病、耐逆、特殊品質(zhì)相關(guān)序列，通過比較泛基因組可快速鎖定目標(biāo)基因，指導(dǎo)精準(zhǔn)導(dǎo)入系構(gòu)建，減少連鎖累贅，提高育種效率。10.【綜合】下表為300份小麥地方品種在PpdD1位點(diǎn)的SNP分型結(jié)果（C/T）：CC87份，CT145份，TT68份。（1）計算等位基因T的頻率；（2）檢驗(yàn)該位點(diǎn)是否偏離HardyWeinberg平衡（χ2測驗(yàn)，α=0.05）。答案：（1）f(T)=(2×68+145)/(2×300)=281/600=0.4683；（2）期望基因型頻率：E_CC=300×(1?0.4683)2=300×0.2827=84.8；E_CT=300×2×0.4683×0.5317=149.2；E_TT=300×0.46832=65.8；χ2=Σ(O?E)2/E=(87?84.8)2/84.8+(145?149.2)2/149.2+(68?65.8)2/65.8=0.057+0.118+0.073=0.248；df=1，χ2?.??=3.84，0.248<3.84，未偏離平衡。解析：HardyWeinberg檢驗(yàn)是種質(zhì)遺傳結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ)，偏離平衡提示存在選擇、遷移或遺傳漂變。三、選擇與選擇的遺傳基礎(chǔ)11.【單選】對數(shù)量性狀進(jìn)行定向選擇時，下列哪項(xiàng)可永久固定遺傳進(jìn)展？A.增大選擇強(qiáng)度B.提高遺傳力C.純合度達(dá)到1后持續(xù)選擇D.創(chuàng)造新遺傳變異答案：D解析：遺傳進(jìn)展ΔG=iσAh2；當(dāng)遺傳變異σA耗盡，進(jìn)展停止，必須依賴突變、重組或外源基因?qū)雱?chuàng)造新變異。12.【判斷】在自花作物純系內(nèi)繼續(xù)選擇，仍可獲得顯著遺傳增益。（）答案：×解析：純系內(nèi)基因型均一，遺傳方差≈0，選擇僅產(chǎn)生環(huán)境效應(yīng)誤差，無法固定遺傳增益。13.【填空】選擇響應(yīng)單位用____表示，其公式R=____。答案：標(biāo)準(zhǔn)差；iσAh2解析：i為選擇強(qiáng)度，σA為加性標(biāo)準(zhǔn)差，h2為狹義遺傳力。14.【簡答】解釋“基因型×環(huán)境互作（G×E）”對選擇效率的影響，并給出兩條育種緩解策略。答案：G×E導(dǎo)致同一基因型在不同環(huán)境下排名變化，降低選擇準(zhǔn)確度。策略：①多點(diǎn)多年鑒定，采用AMMI或GGE雙標(biāo)圖篩選穩(wěn)定性高的基因型；②劃分生態(tài)區(qū)，針對各生態(tài)區(qū)分別制定育種目標(biāo)與選擇指數(shù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境特異性育種。15.【計算】某大豆群體百粒重狹義遺傳力h2=0.42，群體均值16.0g，入選群體均值18.5g，入選率5%，求預(yù)期選擇響應(yīng)。答案：選擇強(qiáng)度i≈2.06（5%入選率），選擇差S=18.5?16.0=2.5g，R=h2S=0.42×2.5=1.05g。解析：下代群體均值預(yù)計為16.0+1.05=17.05g。四、有性雜交與系譜法16.【單選】小麥雜交中，對母本去雄后套袋，若48h內(nèi)未完成授粉，最可能出現(xiàn)：A.自交結(jié)實(shí)B.異交結(jié)實(shí)C.柱頭萎蔫，結(jié)實(shí)率下降D.胚囊加倍答案：C解析：小麥柱頭活力在去雄后36–48h顯著下降，延遲授粉導(dǎo)致結(jié)實(shí)率降低。17.【判斷】系譜法在F?代即可放棄田間單株選擇，改為混合收獲。（）答案：×解析：系譜法強(qiáng)調(diào)自F?起連續(xù)單株選擇直至F?–F?，待性狀基本純合后才混收；若F?放棄，將降低純合度。18.【填空】在系譜記載中，若F?某株行編號為“1237”，表示F?第____株、F?第____株。答案：12；3解析：編號順序?yàn)镕?株號F?株號F?株號。19.【簡答】說明單粒傳法（SSD）與系譜法在加速世代進(jìn)展上的差異。答案：SSD每株只收1–2粒種子，不考慮表型，可高密度種植，溫室加代至F?僅需1–1.5年；系譜法每代需單株考種、掛牌、留種，占地大、進(jìn)度慢，但能早期淘汰不良組合，節(jié)省后期工作量。20.【綜合】設(shè)計一個水稻抗稻瘟病基因聚合方案：供體A含Pi1（第11染色體），供體B含Pi9（第6染色體），受體為高產(chǎn)感病品系R。要求：（1）用分子標(biāo)記輔助回交（MABC）在BC?F?完成，每代標(biāo)記檢測最少2個前景標(biāo)記、6個背景標(biāo)記；（2）給出BC?F?代選株標(biāo)準(zhǔn)；（3）估算BC?F?代受體恢復(fù)率理論值。答案：（1）流程：R×A→F?（Pi1雜合）→回交R得BC?F?，前景標(biāo)記RM224（Pi1側(cè)翼）選雜合，背景標(biāo)記選輪回親本帶型最高個體；同理導(dǎo)入Pi9。（2）BC?F?選株標(biāo)準(zhǔn)：①Pi1或Pi9目標(biāo)區(qū)雜合；②背景標(biāo)記恢復(fù)率≥75%；③農(nóng)藝性狀與R差異不顯著。（3）理論恢復(fù)率=1?(?)3=87.5%。解析：每回交一代背景恢復(fù)50%剩余雜合度，三次回交后達(dá)87.5%，前景標(biāo)記保持雜合即可。五、回交育種與基因編輯21.【單選】若目標(biāo)基因?yàn)殡[性，回交育種中需在BC?F?代進(jìn)行表型選擇，其主要原因是：A.隱性基因在BC?F?不表達(dá)B.隱性基因在BC?F?已純合C.顯性表型無法區(qū)分雜合與純合D.隱性基因在F?丟失答案：A解析：BC?F?世代個體對隱性位點(diǎn)均為雜合，表型與輪回親本一致，無法識別，需自交一代使隱性基因純合表現(xiàn)。22.【判斷】CRISPR/Cas9產(chǎn)生的純合突變體在法規(guī)上一定被視為轉(zhuǎn)基因生物。（）答案：×解析：各國法規(guī)差異大，日本、美國、澳大利亞對無外源DNA殘留的SDN1類型突變體視為非轉(zhuǎn)基因；中國2022年細(xì)則亦明確“無轉(zhuǎn)基因片段”可按常規(guī)育種監(jiān)管。23.【填空】回交育種中，若目標(biāo)性狀由細(xì)胞質(zhì)基因控制，應(yīng)選用____作為輪回親本提供____。答案：目標(biāo)性狀親本；細(xì)胞質(zhì)解析：細(xì)胞質(zhì)遺傳僅通過卵細(xì)胞傳遞，必須將目標(biāo)性狀親本用作母本，才能保留細(xì)胞質(zhì)基因。24.【簡答】說明“背景標(biāo)記”在MABC中的作用，并給出1條減少連鎖累贅的實(shí)驗(yàn)策略。答案：背景標(biāo)記用于監(jiān)控輪回親本基因組恢復(fù)比例，加速消除非目標(biāo)區(qū)段的供體片段；策略：在目標(biāo)基因兩側(cè)1cM內(nèi)篩選重組個體，采用“重組體篩選”或“雙交換策略”，可縮短供體片段至<0.2cM，顯著降低連鎖累贅。25.【綜合】利用CRISPR敲除小麥TaGW2基因（負(fù)調(diào)控粒寬），設(shè)計1條20nt向?qū)NA靶序列，要求：（1）位于基因第1外顯子；（2）PAM為NGG；（3）脫靶風(fēng)險低（小麥基因組無100%匹配其他位點(diǎn)）。答案：靶序列5’GGCACCGAGTACGCCGAGCG3’，對應(yīng)PAM為CGG；經(jīng)IWGSCRefSeqv2.1比對，脫靶位點(diǎn)最高相似度82%，滿足要求。解析：向?qū)NA3’端12nt為“種子區(qū)”，若脫靶位點(diǎn)在此區(qū)存在≥3個錯配，切割效率可忽略。六、誘變與離體篩選26.【單選】下列哪種誘變劑最適于誘導(dǎo)水稻點(diǎn)突變且經(jīng)濟(jì)高效？A.γ射線B.EMSC.秋水仙素D.紫外線答案：B解析：EMS主要產(chǎn)生C→T轉(zhuǎn)換，突變頻率高（1/1000bp），設(shè)備簡單，成本低，適合大規(guī)模點(diǎn)突變。27.【判斷】離體篩選耐鹽突變體時，愈傷組織階段加入NaCl可直接獲得穩(wěn)定遺傳的耐鹽品系，無需后續(xù)田間驗(yàn)證。（）答案：×解析：離體篩選獲得突變體仍需經(jīng)過田間鹽分脅迫驗(yàn)證，排除生理適應(yīng)及非遺傳變異。28.【填空】常用半致死劑量（LD??）作為輻射誘變參考，其定義是使種子萌發(fā)率或成活率降低至對照的____%的劑量。答案：50解析：LD??平衡突變頻率與存活率，過高劑量導(dǎo)致染色體畸變，過低則突變密度不足。29.【簡答】說明“TILLING技術(shù)”與“EcoTILLING”在突變體檢測上的異同。答案：二者均基于CelI酶切錯配雙鏈，經(jīng)電泳檢測點(diǎn)突變；TILLING針對人工誘變?nèi)后w，突變頻率高，可發(fā)現(xiàn)新等位基因；EcoTILLING利用自然群體，檢測天然SNP/Indel，用于等位基因挖掘與標(biāo)記開發(fā)。30.【計算】用1%EMS處理水稻種子12h，突變頻率經(jīng)檢測為1/450kb，若目標(biāo)基因長2.5kb，構(gòu)建M?群體至少需多少單株，才能有95%概率獲得≥1個突變體？答案：單基因突變概率P=2.5/450000=5.56×10??；需滿足1?(1?P)?≥0.95→n≥ln(0.05)/ln(1?P)≈539000株。解析：實(shí)際育種中可縮小至10000株，通過TILLING混池檢測降低工作量。七、雜種優(yōu)勢與雄性不育31.【單選】玉米T型細(xì)胞質(zhì)雄性不育的育性恢復(fù)由____基因控制。A.細(xì)胞質(zhì)基因B.核基因Rf基因C.葉綠體基因D.線粒體基因答案：B解析：T型不育為cmsT，育性恢復(fù)依賴核基因Rf1、Rf2，通過加工異常線粒體轉(zhuǎn)錄本恢復(fù)花粉功能。32.【判斷】雜種優(yōu)勢群劃分時，利用SSR標(biāo)記計算遺傳距離，距離越大雜種優(yōu)勢越強(qiáng)。（）答案：×解析：雜種優(yōu)勢呈“中距離”最優(yōu)，過遠(yuǎn)導(dǎo)致生殖隔離或不良基因互作，優(yōu)勢反而下降。33.【填空】水稻光溫敏核不育系在臨界溫度下表現(xiàn)為____不育，高于臨界溫度則____。答案：花粉；可育解析：如培矮64S在23.5℃以下表現(xiàn)不育，用于兩系法制種。34.【簡答】說明“三系法”與“兩系法”在雜交稻制種上的技術(shù)差異及風(fēng)險。答案：三系需保持系、不育系、恢復(fù)系配套，不育系細(xì)胞質(zhì)單一，存在病害風(fēng)險；兩系僅需不育系與恢復(fù)系，親本選配自由，但光溫敏不育系受氣候波動影響，遇異常低溫可導(dǎo)致自交結(jié)實(shí)，制種失敗。35.【綜合】某玉米育種單位擬利用單倍體誘導(dǎo)系（Stock6衍生）生產(chǎn)DH系用于雜優(yōu)模式研究，誘導(dǎo)率10%，計劃獲得1000個DH系，需雜交多少果穗？（假設(shè)每穗結(jié)實(shí)300粒，加倍成功率60%）答案：所需單倍體粒數(shù)=1000/0.6=1667粒；需雜交果穗=1667/(300×0.1)=55.6→56穗。解析：單倍體需染色體加倍才能形成純系，加倍失敗個體無法獲得種子。八、分子標(biāo)記與基因組選擇36.【單選】下列標(biāo)記中，哪類為共顯性且不受環(huán)境影響？A.AFLPB.RAPDC.SSRD.形態(tài)標(biāo)記答案：C解析：SSR為共顯性，可區(qū)分純合雜合，且為DNA水平差異，不受環(huán)境修飾。37.【判斷】GBS（GenotypingbySequencing）技術(shù)中，限制酶選用EcoT22I將決定酶切位點(diǎn)分布及標(biāo)簽數(shù)。（）答案：√解析：限制酶識別序列頻率決定標(biāo)簽密度，EcoT22I為6堿基識別，適合中等密度分型。38.【填空】基因組選擇模型G=Xβ+Zu+e中，u服從____分布，其協(xié)方差結(jié)構(gòu)為____。答案：N(0,Gσu2)；G為基因組關(guān)系矩陣解析：RRBLUP假設(shè)標(biāo)記效應(yīng)服從正態(tài)分布，G矩陣由標(biāo)記計算親緣關(guān)系。39.【簡答】解釋“交叉驗(yàn)證準(zhǔn)確性”在基因組選擇中的意義，并給出1條提高準(zhǔn)確性的育種策略。答案：交叉驗(yàn)證準(zhǔn)確性r=預(yù)測基因型值與真實(shí)表型值相關(guān)系數(shù)，衡量模型預(yù)測力；策略：擴(kuò)大參考群體規(guī)模至>2000個體，同時采用低深度重測序（1×）填充，兼顧成本與標(biāo)記密度，可提高準(zhǔn)確性15–20%。40.【綜合】某奶牛GS參考群1500頭，測定產(chǎn)奶量表型，遺傳力0.35，標(biāo)記數(shù)50k，交叉驗(yàn)證準(zhǔn)確性0.42；若將參考群擴(kuò)大至3000頭，估算新準(zhǔn)確性（公式：r2=Nh2/(Nh2+Me)，Me有效片段數(shù)1500）。答案：原r2=0.422=0.1764；由公式得0.1764=1500×0.35/(1500×0.35+Me)→Me≈2476；新r2=3000×0.35/(3000×0.35+2476)=1050/(1050+2476)=0.2977→r≈0.546。解析：參考群翻倍，準(zhǔn)確性提高約30%，與實(shí)證研究一致。九、群體改良與輪回選擇41.【單選】玉米半同胞輪回選擇（HS）中，對測驗(yàn)種要求不包括：A.與改良群體遺傳差異大B.農(nóng)藝性狀優(yōu)良C.配合力高D.基因型純合答案：B解析：測驗(yàn)種僅用于評價待選S?家系的一般配合力，自身農(nóng)藝性狀不需優(yōu)良。42.【判斷】全基因組選擇可直接用于輪回選擇，無需表型測定。（）答案：×解析：GS仍需少量表型用于模型訓(xùn)練，完全無表型將導(dǎo)致準(zhǔn)確性驟降。43.【填空】輪回選擇增益每周期理論值ΔG=____，其中c為____。答案：cσG√h2；選擇強(qiáng)度解析：c為標(biāo)準(zhǔn)化選擇差，σG為遺傳標(biāo)準(zhǔn)差。44.【簡答】比較“全同胞互惠recurrentselection”與“S?家系選擇”在增益與成本上的差異。答案：全同胞互惠通過成對雜交獲得全同胞家系，增益高（利用加性×加性互作），但需人工去雄，成本高；S?家系選擇無需去雄，成本低，但僅利用加性方差，增益略低。45.【綜合】某玉米綜合群體經(jīng)4輪HS改良，每輪增益4.2%，基礎(chǔ)產(chǎn)量6t·hm?2，預(yù)測第5輪后產(chǎn)量，并討論增益遞減原因。答案：第5輪后產(chǎn)量=6×(1+0.042)?=6×1.228