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2025年園藝植物育種學(xué)試題庫(kù)參考答案一、名詞解釋1.遠(yuǎn)緣雜交:指不同種、屬或更高分類單位的植物之間的雜交,其后代稱為遠(yuǎn)緣雜種。與近緣雜交相比,遠(yuǎn)緣雜交可打破物種間基因交流障礙,引入異源優(yōu)良性狀(如抗病、抗逆基因),但常面臨雜交不親和、雜種不育或后代瘋狂分離等問題,需通過染色體加倍、胚胎拯救等技術(shù)克服。2.分子標(biāo)記輔助選擇(MAS):利用與目標(biāo)性狀緊密連鎖的分子標(biāo)記(如SSR、SNP)對(duì)育種材料進(jìn)行間接選擇的技術(shù)。通過檢測(cè)標(biāo)記基因型,可在早期(如苗期)準(zhǔn)確篩選出攜帶目標(biāo)性狀的個(gè)體,顯著提高選擇效率,尤其適用于隱性性狀、多基因控制性狀及受環(huán)境影響大的性狀選擇。3.自交不親和性:指兩性花植物自花授粉或同株異花授粉后,雌蕊不能接受自花花粉而無(wú)法受精結(jié)實(shí)的現(xiàn)象。自交不親和性由S基因控制,可分為配子體型(如茄科、薔薇科)和孢子體型(如十字花科)兩類,是雜種優(yōu)勢(shì)利用中簡(jiǎn)化制種程序的重要性狀(如甘藍(lán)、白菜的自交不親和系制種)。4.多倍體育種:通過人工誘導(dǎo)或自然變異獲得多倍體植株(如三倍體、四倍體),并篩選優(yōu)良性狀的育種方法。常用秋水仙素處理分生組織(如莖尖、萌動(dòng)種子)誘導(dǎo)染色體加倍,多倍體常表現(xiàn)為器官增大(如果實(shí)、花朵)、抗逆性增強(qiáng),但部分類型(如三倍體)因減數(shù)分裂異常表現(xiàn)為不育(如無(wú)籽西瓜)。5.輪回選擇:一種多世代、多群體的群體改良方法,通過選擇優(yōu)良個(gè)體雜交重組,形成新群體,重復(fù)“選擇-雜交-重組”過程,逐步提高群體中有利基因頻率。適用于異花授粉植物(如玉米、南瓜)或自花授粉植物的群體改良,可同時(shí)改良多個(gè)數(shù)量性狀(如產(chǎn)量、品質(zhì))。6.雄性不育系:指雌蕊正常、雄蕊發(fā)育異常(無(wú)花粉或花粉敗育)的品系,簡(jiǎn)稱“不育系”。在雜種優(yōu)勢(shì)利用中,不育系需與保持系(能使不育系后代保持不育性)和恢復(fù)系(能使不育系后代恢復(fù)可育性)配套使用(即“三系法”),避免人工去雄,降低制種成本(如水稻、辣椒的雄性不育系應(yīng)用)。7.芽變選種:利用植物芽的分生組織細(xì)胞發(fā)生遺傳變異(芽變),通過篩選、鑒定獲得新品種的方法。芽變可能表現(xiàn)為果實(shí)顏色、風(fēng)味、成熟期或抗性的改變(如紅富士蘋果的著色芽變),具有變異頻率低(10??~10??)、嵌合體常見等特點(diǎn),需通過分離、純化(如嫁接、扦插)獲得穩(wěn)定株系。8.配合力:指親本通過雜交產(chǎn)生優(yōu)良后代的能力,分為一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)。一般配合力反映親本加性效應(yīng)的平均值(由基因累加作用決定),特殊配合力反映親本非加性效應(yīng)(顯性、上位性)的組合效應(yīng)。配合力測(cè)定是雜交育種中親本選擇的核心依據(jù)(如番茄雜交組合選配)。9.加性效應(yīng):指多個(gè)等位基因或非等位基因的效應(yīng)累加,其遺傳符合數(shù)量遺傳學(xué)規(guī)律(如多基因控制的產(chǎn)量、株高)。加性效應(yīng)可穩(wěn)定遺傳給后代,是選擇育種(如系統(tǒng)選種)和輪回選擇的主要利用對(duì)象;而非加性效應(yīng)(顯性、上位性)因基因互作無(wú)法穩(wěn)定遺傳,主要在雜種一代(F?)中表現(xiàn)(如雜種優(yōu)勢(shì))。10.基因編輯育種:利用CRISPR/Cas9、TALEN等技術(shù)對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行定點(diǎn)編輯(敲除、插入、替換),獲得性狀改良材料的育種方法。與轉(zhuǎn)基因技術(shù)不同,基因編輯可實(shí)現(xiàn)內(nèi)源基因的精準(zhǔn)修飾(如敲除感病基因PDS獲得抗白粉病番茄),且無(wú)外源基因插入,部分國(guó)家(如美國(guó)、日本)將其視為非轉(zhuǎn)基因作物,具有廣闊應(yīng)用前景。二、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述園藝植物雜種優(yōu)勢(shì)利用的主要途徑及適用條件。雜種優(yōu)勢(shì)利用的核心是獲得高純度、強(qiáng)優(yōu)勢(shì)的F?代,主要途徑包括:(1)人工去雄制種:適用于花器大、去雄容易的植物(如西瓜、南瓜),需確保父本花粉充足,制種成本較高。(2)雄性不育系制種(三系法):利用不育系(A)、保持系(B)、恢復(fù)系(R)配套,不育系與保持系雜交繁殖不育系,不育系與恢復(fù)系雜交生產(chǎn)F?。適用于花器小、人工去雄困難的作物(如水稻、辣椒),需篩選穩(wěn)定的不育系和恢復(fù)系。(3)自交不親和系制種(兩系法):利用自交不親和系(S)作為母本,與父本雜交生產(chǎn)F?,同時(shí)通過蕾期授粉繁殖自交不親和系。適用于十字花科植物(如甘藍(lán)、白菜),需解決自交不親和性的穩(wěn)定性及繁殖效率問題。(4)化學(xué)殺雄制種:利用化學(xué)藥劑(如乙烯利、殺雄劑1號(hào))抑制雄蕊發(fā)育,母本噴藥后與父本雜交生產(chǎn)F?。適用于缺乏雄性不育系或自交不親和系的作物(如小麥、番茄),但需嚴(yán)格掌握藥劑濃度和處理時(shí)期,避免藥害。(5)標(biāo)記性狀制種:利用顯性標(biāo)記性狀(如葉色、花色)區(qū)分真假雜種,母本選擇隱性性狀,父本選擇顯性性狀,F(xiàn)?表現(xiàn)顯性性狀即可淘汰假雜種。適用于標(biāo)記性狀明顯、遺傳穩(wěn)定的作物(如黃瓜的黃綠葉標(biāo)記)。2.比較常規(guī)雜交育種與分子標(biāo)記輔助育種的異同點(diǎn)。相同點(diǎn):均以基因重組為基礎(chǔ),目標(biāo)是將優(yōu)良性狀整合到同一品種中;需經(jīng)過雜交、選擇、鑒定等環(huán)節(jié);最終通過表型驗(yàn)證確定新品種。不同點(diǎn):(1)理論基礎(chǔ):常規(guī)雜交育種依賴表型選擇,基于孟德爾遺傳規(guī)律和數(shù)量遺傳學(xué);分子標(biāo)記輔助育種(MAS)結(jié)合分子生物學(xué),利用標(biāo)記與目標(biāo)基因的連鎖關(guān)系進(jìn)行選擇。(2)選擇效率:常規(guī)育種需等待性狀表達(dá)(如果實(shí)成熟)才能選擇,周期長(zhǎng)(5~8年);MAS可在苗期(甚至種子階段)通過DNA檢測(cè)選擇,縮短育種周期(3~5年)。(3)準(zhǔn)確性:常規(guī)育種受環(huán)境影響大(如產(chǎn)量、品質(zhì)易受氣候干擾),選擇準(zhǔn)確性低;MAS直接檢測(cè)基因型,避免環(huán)境誤差,尤其適用于隱性性狀(如抗病基因)和多基因性狀(如抗逆性)的選擇。(4)技術(shù)要求:常規(guī)育種依賴育種家經(jīng)驗(yàn);MAS需掌握分子標(biāo)記開發(fā)(如SSR、SNP)、PCR檢測(cè)等技術(shù),需實(shí)驗(yàn)室支持。(5)應(yīng)用范圍:常規(guī)育種適用于所有園藝植物;MAS更適合目標(biāo)基因明確、標(biāo)記與性狀緊密連鎖(遺傳距離<5cM)的性狀改良(如抗蟲、抗除草劑基因)。3.簡(jiǎn)述芽變選種的關(guān)鍵步驟及注意事項(xiàng)。關(guān)鍵步驟:(1)變異發(fā)現(xiàn):在園藝植物生長(zhǎng)周期中(如果實(shí)成熟期、花期)觀察異常表現(xiàn)(如果色、果形、抗性改變),記錄變異部位(如某一枝條、花序)。(2)變異鑒定:①遺傳型變異與飾變區(qū)分:通過無(wú)性繁殖(嫁接、扦插)觀察變異是否穩(wěn)定遺傳(飾變不能遺傳);②嵌合體分離:若為周緣嵌合體(如LⅠ、LⅡ?qū)蛹?xì)胞基因型不同),需通過多次無(wú)性繁殖或組織培養(yǎng)獲得純合體;③性狀對(duì)比:與原品種進(jìn)行多地點(diǎn)、多世代田間試驗(yàn),比較目標(biāo)性狀(如果實(shí)品質(zhì)、產(chǎn)量)及非目標(biāo)性狀(如抗性、生育期)的差異顯著性。(3)繁殖與推廣:變異穩(wěn)定后,通過無(wú)性繁殖擴(kuò)大繁殖,進(jìn)行區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn),符合品種審定標(biāo)準(zhǔn)后推廣。注意事項(xiàng):①重點(diǎn)關(guān)注經(jīng)濟(jì)性狀(如果實(shí)大小、風(fēng)味)和抗性(如抗病、抗寒)的正向變異;②注意芽變的多效性(如早熟芽變可能伴隨果個(gè)變?。?,需綜合評(píng)估;③嵌合體需及時(shí)分離,避免因細(xì)胞層競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致變異丟失;④變異鑒定需排除病毒感染、栽培措施(如施肥、修剪)等環(huán)境因素的干擾。4.論述多倍體育種中染色體加倍的常用方法及鑒定技術(shù)。常用加倍方法:(1)化學(xué)誘導(dǎo)法:最常用秋水仙素處理分生組織(如莖尖、萌動(dòng)種子、側(cè)芽),濃度0.01%~0.4%,處理時(shí)間6~72小時(shí)(草本植物時(shí)間短,木本植物時(shí)間長(zhǎng))。秋水仙素通過抑制紡錘體形成,使染色體復(fù)制后無(wú)法分離,導(dǎo)致細(xì)胞染色體加倍。(2)物理誘導(dǎo)法:包括高溫(35~40℃)、低溫(0~4℃)、射線(X射線、γ射線)處理,通過干擾細(xì)胞分裂誘導(dǎo)染色體加倍,但效率低于化學(xué)法,且易引發(fā)染色體斷裂等損傷。(3)生物誘導(dǎo)法:利用體細(xì)胞雜交(如原生質(zhì)體融合)獲得異源多倍體(如番茄+馬鈴薯的體細(xì)胞雜種),或通過未減數(shù)配子雜交(如二倍體×四倍體獲得三倍體)。鑒定技術(shù):(1)形態(tài)學(xué)鑒定:多倍體常表現(xiàn)為葉片變厚、葉色加深、氣孔增大、花粉粒增大(可通過顯微鏡觀察),但需與環(huán)境飾變區(qū)分。(2)細(xì)胞學(xué)鑒定:①染色體計(jì)數(shù)法:取根尖、莖尖或幼葉,經(jīng)卡諾氏固定液固定、解離、染色(如醋酸洋紅)后壓片,在顯微鏡下統(tǒng)計(jì)染色體數(shù)目(如二倍體番茄2n=24,四倍體為2n=48);②流式細(xì)胞術(shù):提取細(xì)胞核DNA,用熒光染料(如PI)染色后通過流式細(xì)胞儀檢測(cè)DNA含量,快速判斷倍性(如四倍體細(xì)胞DNA含量是二倍體的2倍)。(3)分子標(biāo)記鑒定:利用SSR、AFLP等標(biāo)記檢測(cè)基因組大小變化,或通過定量PCR(qPCR)比較特定基因的拷貝數(shù)(如多倍體中基因拷貝數(shù)為二倍體的2倍)。5.簡(jiǎn)述基因編輯技術(shù)(CRISPR/Cas9)在園藝植物育種中的應(yīng)用策略。(1)目標(biāo)基因敲除:針對(duì)負(fù)向調(diào)控性狀的基因(如感病基因、抑制果實(shí)成熟的基因),設(shè)計(jì)sgRNA引導(dǎo)Cas9蛋白切割靶位點(diǎn),通過非同源末端連接(NHEJ)修復(fù)引入移碼突變,使基因失活。例如,敲除番茄感病基因SlDMR6-1可顯著提高對(duì)葉霉病的抗性;敲除蘋果多酚氧化酶基因MdPPO可獲得抗褐變果實(shí)。(2)基因定點(diǎn)插入/替換:利用同源重組(HDR)修復(fù)機(jī)制,在靶位點(diǎn)插入目的基因或替換原有基因(如抗病基因、品質(zhì)相關(guān)基因)。例如,將番茄抗根結(jié)線蟲基因Mi-1插入感病品種基因組,獲得抗病新材料;替換草莓果實(shí)著色基因FaMYB1的啟動(dòng)子,增強(qiáng)花色苷合成,提高果實(shí)色澤。(3)基因表達(dá)調(diào)控:利用無(wú)核酸酶活性的dCas9(deadCas9)與轉(zhuǎn)錄激活/抑制結(jié)構(gòu)域融合(如dCas9-VP64、dCas9-Repressor),靶向調(diào)控目標(biāo)基因的表達(dá)水平(如激活番茄果實(shí)糖轉(zhuǎn)運(yùn)基因SlSWEET15,提高果實(shí)含糖量;抑制草莓乙烯合成基因FaACO,延長(zhǎng)果實(shí)保鮮期)。(4)多基因編輯:通過設(shè)計(jì)多個(gè)sgRNA,同時(shí)編輯多個(gè)基因(如多基因控制的抗逆通路)。例如,同時(shí)編輯番茄干旱響應(yīng)基因SlAREB1、SlDREB2和SlERF5,協(xié)同提高植株抗旱性;編輯菊花花型相關(guān)基因CmCYC2、CmTCP1和CmTCP3,培育重瓣新品種。三、論述題1.結(jié)合實(shí)例論述雜種優(yōu)勢(shì)的遺傳機(jī)制及在園藝植物育種中的應(yīng)用。雜種優(yōu)勢(shì)是指兩個(gè)遺傳背景不同的親本雜交產(chǎn)生的F?代在生長(zhǎng)勢(shì)、抗逆性、產(chǎn)量、品質(zhì)等方面優(yōu)于雙親的現(xiàn)象。其遺傳機(jī)制主要有以下假說:(1)顯性假說:認(rèn)為雜種優(yōu)勢(shì)是顯性有利基因互補(bǔ)的結(jié)果。例如,親本P?(AAbb)和P?(aaBB)雜交,F(xiàn)?(AaBb)同時(shí)攜帶顯性基因A和B,掩蓋了隱性不利基因(a、b)的效應(yīng),表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。番茄抗葉霉?。–f-9基因顯性)與高糖(Sucr基因顯性)親本雜交,F(xiàn)?同時(shí)表現(xiàn)抗病和高糖,驗(yàn)證了顯性互補(bǔ)的作用。(2)超顯性假說:認(rèn)為等位基因雜合(Aa)時(shí)的效應(yīng)超過純合(AA或aa),可能因基因互作產(chǎn)生新功能。例如,玉米的乙醇脫氫酶(Adh)基因雜合體(Adh1/Adh2)比純合體具有更高的酶活性,促進(jìn)代謝效率,提高產(chǎn)量;草莓的果實(shí)大小相關(guān)基因FaSIZ1雜合體(SIZ1/siz1)比純合體(SIZ1/SIZ1或siz1/siz1)表現(xiàn)出更大的果個(gè),支持超顯性假說。(3)上位性假說:認(rèn)為非等位基因間的互作(上位效應(yīng))是雜種優(yōu)勢(shì)的重要來(lái)源。例如,番茄的產(chǎn)量由多個(gè)數(shù)量性狀位點(diǎn)(QTL)控制,QTL1(AABB)和QTL2(CCDD)的互作效應(yīng)(AABBCCDD)大于各QTL單獨(dú)效應(yīng)之和,F(xiàn)?代因整合雙親QTL而表現(xiàn)高產(chǎn)。在園藝植物育種中的應(yīng)用:(1)蔬菜作物:十字花科(如結(jié)球甘藍(lán))利用自交不親和系制種,F(xiàn)?代整齊度高、產(chǎn)量比常規(guī)品種提高30%~50%;葫蘆科(如西瓜)通過人工去雄或雄性不育系制種,三倍體無(wú)籽西瓜(二倍體×四倍體)因雜種優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)出果大、抗枯萎病等特性。(2)果樹作物:柑橘通過“枳橙×甜橙”雜交獲得抗寒、抗裂皮病的砧木,F(xiàn)?代根系發(fā)達(dá),適應(yīng)性強(qiáng);蘋果的“嘎拉×富士”雜交后代(如“蜜脆”蘋果)果實(shí)風(fēng)味濃郁、耐貯運(yùn),綜合雙親優(yōu)點(diǎn)。(3)花卉作物:矮牽牛利用雜種優(yōu)勢(shì)培育多倍體品種,F(xiàn)?代花徑增大、花色豐富(如“波浪”系列矮牽牛);菊花通過“夏菊×秋菊”雜交,F(xiàn)?代花期延長(zhǎng),適應(yīng)周年生產(chǎn)。需注意,雜種優(yōu)勢(shì)的表現(xiàn)受親本遺傳差異(一般差異越大,優(yōu)勢(shì)越強(qiáng))、環(huán)境(如溫度、光照影響基因表達(dá))及性狀類型(數(shù)量性狀優(yōu)勢(shì)顯著,質(zhì)量性狀優(yōu)勢(shì)有限)的影響。實(shí)際育種中需通過配合力測(cè)定(如頂交法、雙列雜交法)篩選強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合,并優(yōu)化制種技術(shù)(如不育系繁殖、自交不親和系蕾期授粉),確保F?代的純度和一致性。2.論述分子標(biāo)記輔助選擇(MAS)在園藝植物抗病育種中的應(yīng)用進(jìn)展及局限性。應(yīng)用進(jìn)展:(1)抗病基因的標(biāo)記開發(fā)與定位:通過圖位克隆、關(guān)聯(lián)分析等方法,已開發(fā)出多種園藝植物抗病基因的緊密連鎖標(biāo)記。例如,番茄抗根結(jié)線蟲基因Mi-1與SSR標(biāo)記CT220緊密連鎖(遺傳距離1.2cM),辣椒抗黃瓜花葉病毒(CMV)基因Cmr與SNP標(biāo)記CAPS101連鎖(距離0.8cM),可用于苗期抗病材料篩選。(2)回交育種中的MAS:利用MAS加速抗病基因的導(dǎo)入。例如,將野生番茄(Lycopersiconperuvianum)的抗葉霉病基因Cf-9導(dǎo)入栽培番茄品種“Moneymaker”,通過標(biāo)記篩選(如SCAR標(biāo)記SCAR10)在BC?代即可獲得背景回復(fù)率>95%的抗病株系,比常規(guī)回交縮短2~3個(gè)世代。(3)多抗病基因聚合:通過MAS同時(shí)導(dǎo)入多個(gè)抗病基因(基因累加),培育廣譜抗病品種。例如,番茄育種中同時(shí)聚合抗葉霉?。–f-9)、抗枯萎?。↖-2)和抗根結(jié)線蟲(Mi-1)的標(biāo)記,篩選出多抗材料,田間表現(xiàn)對(duì)多種病害的抗性顯著高于單基因材料。(4)隱性抗病基因選擇:常規(guī)表型選擇難以區(qū)分顯性純合(RR)和雜合(Rr)個(gè)體,而MAS可通過標(biāo)記直接鑒定基因型。例如,黃瓜抗白粉病隱性基因pm-1的SSR標(biāo)記SSR123,可在苗期區(qū)分rr(感病)、Rr(雜合)和RR(抗?。苊庹`選雜合體。局限性:(1)標(biāo)記與目標(biāo)基因的連鎖不緊密:部分抗病基因(尤其是數(shù)量抗性基因QTL)的標(biāo)記與目標(biāo)基因遺傳距離較大(>5cM),可能因重組導(dǎo)致標(biāo)記與性狀分離,降低選擇準(zhǔn)確性。(2)基因背景效應(yīng):標(biāo)記在不同遺傳背景中可能出現(xiàn)多態(tài)性差異(如某些標(biāo)記僅在特定親本組合中適用),需進(jìn)行標(biāo)記驗(yàn)證和多群體測(cè)試。(3)技術(shù)成本與操作難度:MAS需實(shí)驗(yàn)室設(shè)備(PCR儀、電泳儀)和技術(shù)人員,中小型育種單位難以普及;大規(guī)模群體檢測(cè)(如萬(wàn)份材料)的成本較高(約0.5~2元/樣本)。(4)抗病基因的時(shí)效性:病原菌小種變異可能導(dǎo)致已聚合的抗病基因失效(如番茄葉霉病菌新小種克服Cf-9基因),需持續(xù)開發(fā)新抗病基因的標(biāo)記。未來(lái)發(fā)展方向:結(jié)合全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)和重測(cè)序技術(shù)開發(fā)高密度SNP標(biāo)記,提高標(biāo)記與目標(biāo)基因的連鎖強(qiáng)度;利用液相芯片(如KASP技術(shù))實(shí)現(xiàn)高通量、低成本檢測(cè);整合MAS與表型選擇(如高光譜成像),構(gòu)建“基因型+表型”的精準(zhǔn)育種體系。3.結(jié)合實(shí)例說明現(xiàn)代生物技術(shù)(如基因編輯、體細(xì)胞雜交)與傳統(tǒng)育種技術(shù)的協(xié)同應(yīng)用?,F(xiàn)代生物技術(shù)與傳統(tǒng)育種的協(xié)同應(yīng)用可突破傳統(tǒng)方法的瓶頸,加速育種進(jìn)程,以下為典型案例:(1)基因編輯+雜交育種:目標(biāo):培育抗晚疫病、高維生素C的番茄新品種。傳統(tǒng)方法:需通過雜交將野生番茄(抗晚疫?。┑腞pi-vnt1.1基因與栽培番茄(高維生素C)的GGP基因整合,周期長(zhǎng)(8~10年),且可能引入野生種的不良性狀(如果小、風(fēng)味差)。協(xié)同應(yīng)用:①利用CRISPR/Cas9編輯栽培番茄的感病基因SlDMR6-1(負(fù)調(diào)控抗病性),獲得抗晚疫病材料(編輯株系);②同時(shí)通過雜交將高維生素C基因GGP(來(lái)自櫻桃番茄)導(dǎo)入栽培番茄,利用SSR標(biāo)記(如SSR-GGP)輔助選擇;③將編輯株系與高維生素C株系雜交,獲得同時(shí)抗晚疫病、高維生素C的F?代;④通過自交和分子標(biāo)記篩選(檢測(cè)SlDMR6-1編輯位點(diǎn)和GGP基因),獲得穩(wěn)定株系;⑤田間試驗(yàn)驗(yàn)證性狀穩(wěn)定性,最終育成新品種。優(yōu)勢(shì):基因編輯直接改良栽培種的抗病性,避免野生種不良性狀的連鎖累贅;雜交與MAS加速優(yōu)良性狀整合,周期縮短至4~5年。(2)體細(xì)胞雜交+多倍體育種:目標(biāo):培育抗鹽堿、優(yōu)質(zhì)的柑橘砧木。傳統(tǒng)方法:柑橘屬間雜交(如枳×甜橙)存在雜交不親和性,胚敗育率高,難以獲得雜種植株。協(xié)同應(yīng)用:①分離枳(抗鹽堿,2n=18)的葉肉原生質(zhì)體和甜橙(優(yōu)質(zhì),2n=18)的懸浮細(xì)胞原生質(zhì)體;②通過PEG誘導(dǎo)融合,獲得異源四倍體(2n=36)體細(xì)胞雜種;③利用流式細(xì)胞術(shù)鑒定倍性,染色體計(jì)數(shù)確認(rèn)雜種(含枳和甜橙的染色體);④將雜種與二倍體甜橙回交,獲得三倍體(2n=27)砧木;⑤田間試驗(yàn)評(píng)估抗鹽堿能力(如NaCl脅迫下的存活率、離子吸收)和嫁接親和性(如接穗的生長(zhǎng)量、果實(shí)品質(zhì));⑥篩選出抗鹽堿(枳的耐鹽基因SOS1、NHX1)、嫁接后果實(shí)品質(zhì)優(yōu)良(甜橙的糖轉(zhuǎn)運(yùn)基因SWEET)的砧木品種。優(yōu)勢(shì):體細(xì)胞雜交克服屬間雜交不親和,直接獲得異源多倍體,保留雙親優(yōu)良性狀;多倍體育種結(jié)合回交,降低雜種的遺傳復(fù)雜度,提高選擇效率。(3)分子標(biāo)記輔助選擇+輪回選擇:目標(biāo):改良西瓜的抗枯萎病性和果實(shí)含糖量(多基因控制性狀)。傳統(tǒng)方法:輪回選擇需多代表型選擇,抗枯萎病性(受Foc1、Foc2等基因控制)和含糖量(受多個(gè)QTL控制)的選擇效率低。協(xié)同應(yīng)用:①構(gòu)建基礎(chǔ)群體(包含高抗枯萎病、低糖;低抗、高糖;中抗、中糖等類型);②利用SSR標(biāo)記(如與Foc1連鎖的SSR-Foc1)和SNP標(biāo)記(如與含糖量QTL連鎖的SNP-SWC)進(jìn)行MAS,篩選同時(shí)攜帶抗病基因和高糖QTL的個(gè)體;③將篩選個(gè)體雜交重組,形成新群體;④重復(fù)“MAS選擇-雜交-重組”過程3~4輪,提高群體中抗病基因和高糖QTL的頻率;⑤從最終群體中選擇優(yōu)良單株,自交純化,獲得穩(wěn)定品系。優(yōu)勢(shì):MAS解決多基因性狀選擇準(zhǔn)確性低的問題,輪回選擇擴(kuò)大基因重組范圍,協(xié)同提高群體改良效率,含糖量比原始群體提高20%~30%,枯萎病發(fā)病率降低50%以上。四、案例分析題案例:某公司擬培育抗根結(jié)線蟲的番茄新品種,現(xiàn)有資源包括高抗線蟲的野生番茄(P1,學(xué)名Solanumpennellii,2n=24,果小、味酸)和綜合性狀優(yōu)良但感病的栽培番茄(P2,學(xué)名Solanumlycopersicum,2n=24,果大、味甜、早熟)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)育種方案并說明關(guān)鍵步驟。育種方案設(shè)計(jì):采用“雜交育種+分子標(biāo)記輔助選擇(MAS)+回交轉(zhuǎn)育”技術(shù)路線,目標(biāo)是將P1的抗根結(jié)線蟲基因(假設(shè)為Mi-3,顯性)導(dǎo)入P2遺傳背景,同時(shí)保留P2的優(yōu)良性狀(果大、味甜、早熟)。關(guān)鍵步驟:1.親本鑒定與雜交組合配制(第1年):(1)確認(rèn)P1的抗性:通過人工接種根結(jié)線蟲(Meloidogyneincognita)鑒定,P1發(fā)病率<5%(高抗),P2發(fā)病率>90%(高感);(2)開發(fā)Mi-3基因的緊密連鎖標(biāo)記:查閱文獻(xiàn)或通過QTL定位,確定與Mi-3連鎖的SSR標(biāo)記(如SSR-Mi3,遺傳距離2cM);(3)配制雜交組合:以P2為母本,P1為父本,雜交獲得F?代(P2×P1),F(xiàn)?理論基因型為Mi-3/mi-3(雜合,表現(xiàn)抗性)。2.回交轉(zhuǎn)育與MAS篩選(第2~4年):(1)BC?代(第2年):①F?(Mi-3/mi-3)與P2回交,獲得BC?群體;②利用SSR-Mi3標(biāo)記篩選攜帶Mi-3的單株(標(biāo)記陽(yáng)性),同時(shí)表型篩選接近P2的個(gè)體(如果形、果色、熟期);③保留約20株標(biāo)記陽(yáng)性、表型優(yōu)良的BC?單株。(2)BC?代(第3年):①選擇BC?中最優(yōu)單株(Mi-3/mi-3)與P2回交,獲得BC?群體;②再次用
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