作物育种的重要性,作物育种的方法有哪些(如何作物育种与栽培?)
作物育种的重要性,作物育种的方法有哪些
作物育种对发展种植业生产具有非常重要的意义,不仅可提高作物的产量,增强作物的抗性,提高有益物质的含量,还可提高生产的效率。作物育种的方法主要有杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、基因工程育种等。其中,杂交育种占我国推广品种的50%以上。杂交育种是将父母本杂交,形成不同的遗传多样性,再通过对杂交后代的筛选,获得具有父母本优良形状,且不带有父母本中不良性状的新品种的育种方法。一、作物育种的重要性1、作物育种是一项投资少、效益高的生物技术,对发展种植业生产具有非常重要的意义。它对促进作物生产的作用显著,不仅可提高作物的产量,增强作物的抗性,提高有益物质的含量,还可提高生产的效率。为了保证育种目标的实现,应采取正确的育种方法,并制订合理的育种方案。2、作物育种方法与作物的繁殖方式有密切关系。育种方案的基本步骤,一般包括:遗传变异的发现和创新、遗传变异的选择和固定、群体大小与选择的关系、品种(组合、群体)的决选、繁殖和推广等。二、作物育种的方法有哪些作物育种的方法主要有杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、基因工程育种等。1、杂交育种:将父母本杂交,形成不同的遗传多样性,再通过对杂交后代的筛选,获得具有父母本优良形状,且不带有父母本中不良性状的新品种的育种方法。该方法目前占我国推广品种的50%以上。2、诱变育种:在人为的条件下,利用物理(如Χ射线、紫外线、激光)、化学(如亚硝基、碱基类似物)等因素,诱发生物体产生突变,从中选择,培育成动植物和微生物的新品种。发生时期为有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂间期。3、单倍体育种:利用植物组织培养技术(如花药离体培养等)诱导产生单倍体植株,再通过某种手段使染色体组加倍(如用秋水仙素处理),从而使植物恢复正常染色体数。4、多倍体育种:利用人工诱变或自然变异等方式,通过细胞染色体组加倍获得多倍体育种材料,用以选育符合人们需要的优良品种。用秋水仙素或低温诱导来处理萌发的种子或幼苗是最常用、最有效的多倍体育种方法。5、基因工程育种:通过基因工程将一个物种的优良基因移植到另外一个物种体内,实现不同物种之间的联系,以让外源物质在其中安家落户,进行正常的复制和表达,从而获得新物种的一种崭新技术。 本文结束如何作物育种与栽培?
近年来,计算机技术在作物育种领域大显身手,建功立业。国际水稻研究所精选了300个水稻优良品种组成亲本材料圃,并对亲本性状进行详细调查,把结果输入计算机,对主要性状进行归类,建立了亲本数据库。这样,人们就可快速、准确地检索,育种家得以及时、全面地了解亲本的各种性状、特性及有关信息,为选配亲本提供依据。中国农业科学院作物育种栽培研究所等7个育种研究单位于1984年选择一批亲本品种,按统一设计、统一记载标准和格式进行观察记载,为建立亲本数据库提供了丰富的基础数据。
在亲本研究和选配方面,中国农科院作物所于1978-1982年以北部冬小麦区45-59个常用小麦亲本为材料,对27个数量性状进行了系统调查,在M-CZ1/50微型机上进行了遗传距离类平均法聚类分析研究,客观地确定了所研究亲本间的亲疏关系,为亲本选配提供了科学依据。
除此之外,计算机在理想株型研究、杂种后代选择方法的模拟、品种系谱追踪、系谱记录和后代选择和提高区域试验质量方面都发挥了重要作用。使用计算机建立人工智能专家系统,则为育种工作的正确决策提供咨询服务。中国农科院作物所开发成功“冬小麦新品种选育专家系统”,曾获得农业部科技进步二等奖。该系统根据人工智能理论、知识工程方法和专家系统技术,把小麦遗传育种方面的专家知识和经验组成知识库,采用专家知识与作物性状值、育种目标和标准权数有机结合的知识表示方法,来表达育种专家求解问题的特点及其推理过程。该系统收集了全国有关地区数十年育种、区试、生产等数据资料,建成14个事实库,收集范围广,准确可靠。系统的推理能力强,回顾性检验符合率在90%左右。该系统可在北方冬麦区地区级以上小麦育种单位和农业大专院校作物育种专业推广应用。
计算机进入作物栽培过程,各种作物模拟模型频频出现,并得到广泛应用,人们认为,这标志着世界农业进入了信息时代。
目前,美国的作物模拟模型是世界上应用最广的作物模型之一。该作物模型是应用系统工程原理、动力学方法和计算机技术构成的作物——土壤——大气系统的动态模拟模型。它系统地研究了作物生长、器官发育和产量形成等方面的形态和生理特征,并分析了外界环境对作物光合、呼吸、蒸腾作用以及光合产物的输送、转化等一系列物理、化学过程的影响。该模型描述了影响作物生产力的如下五个过程:一是品种的遗传特性及天气条件对作物发育过程的影响;二是叶片、茎秆和根系的生长;三是生物量的积累和分配;四是土壤水分的利用和分配;五是氮素的输送和分配。该模型模拟作物在自然环境下生长、发育和产量形成的动态过程,并能进行作物产量预测和提供节水施肥的决策信息。它为广大农户进行作物栽培优化管理提供指导。它也是农业领导和生产部门的辅助决策工具。现在,我国已引进美国作物模型,为开发我们自己的作物模型作参考。
近年,江苏省农业科学院有关课题组经过多年的辛勤劳动,成功地开发了“水稻栽培计算机模拟优化决策系统”,可使每亩水稻增产5-10%。江苏、福建、陕西、贵州等省的广大农户和农业技术部门,按这一系统提供的当时当地最佳栽培指标和栽培措施种植水稻700万亩,增产约1.75亿公斤,增收近1亿元。该系统是我国第一个大型作物模拟模型,是作物生理生态的计算机模拟技术与作物栽培的优化决策理论相结合的产物。利用这一系统,可在计算机上逐日模拟水稻实际生长发育、光合生产、器官建成和产量形成等复杂过程,找出最佳播期、播量、栽期、栽插密度、肥水管理和病虫害防治等一系列最佳的水稻栽培指标和措施,使用于水稻的实际种植。这一系统适用于不同气候、土壤、品种,稻作制度和育种方式的水稻栽培。用户可借助该系统制定主要水稻品种的常年优化决策,并据此进而绘制水稻高产栽培模式图,直接用于水稻种植。也可根据气象条件和苗情变化,制定当年的栽培优化决策。有关权威对此项成果评价很高,认为这是我国作物栽培研究领域的一项开创性成果,达到了国际先进水平。其中有关水稻发育期和叶龄动态的模型已处于国际领先水平。这一系统的开发成功,使我国成为继美国、荷兰之后,世界上第三个独立完成大型作物模拟模型的国家。
作物育种的方法有多种.请针对下面两种方法回答问题:?
解题思路:根据题意和图示分析可知:方法1是通过射线诱发细胞发生基因突变,产生新的基因型种子,属于诱变育种;方法2是将外源基因导入细胞,并经植物组织培养,获得新品种,属于基因工程育种.
(1)由分析可知,方法1称为诱变育种;方法2为基因工程育种.
(2)由于基因突变是不定向的,且多害少利,所以诱变育种得到的“新性状植株”不能都作为良种保留.
(3)在植物组织培养过程中,先进行脱分化,形成愈伤组织;后通过再分化,形成胚状体.其利用的原理是植物细胞的全能性.
(4)诱变育种和基因工程育种都利用了生物能够产生可遗传变异的特性,但前者是不定向变异,后者是根据人们的意愿,实现定向变异.
故答案为:
(1)诱变育种基因工程育种(转基因育种)
(2)突变多害少利(突变是不定向的)
(3)脱分化再分化植物组织培养全能
(4)可遗传不定向人为定向
,1,作物育种的方法有多种.请针对下面两种方法回答问题:
(1)方法1称为______;方法2称为______.
(2)方法1的“新性状植株”不能都作为良种保留,根本原因是______.
(3)方法2产生“愈伤组织”的过程,称为细胞的______,他形成“胚状体”的过程可称为______.此方法的基本技术手段可称为______.上述过程证实了已分化的植物体细胞仍具有______性.
(4)两种方法都能获得新品种,共同原因是利用了生物能够产生______变异的特性,但二者的本质区别是:方法1利用了______的变异;方法2利用了______的变异.
我想问一下植物学对作物育种的重要意义
1、提高单位面积产量;
2、改善产品品质;
3、减轻和避免自然灾害;
4、扩大种植面积;
5、有利于耕作制度的改革和复种指数的提高;
6、促进农业机械化发展及提高劳动生产率;
7、提高农业生产的经济效益;
8、育种新途径有:(1)杂种优势利用(2)远缘杂交(3)理化诱变(4)组织培养(5)细胞融合(6)基因工程。
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生物育种方法有哪些
级别:硕士研究生
一、诱变育种:
诱变育种是指利用人工诱变的方法获得生物新品种的育种方法。(这句话在中学领域来说应该是完全正确的,已经查阅相关资料。)其原理是基因突变。人工诱变的方法包括:物理方法(X射线、射线、紫外线、中子、激光、电离辐射等)、化学方法(碱基类似物、硫酸二乙脂、亚硝酸、秋水仙素等)。所处理的生物材料必须是正在进行细胞分裂的细胞、组织、器官或生物。处理的时期是细胞分裂的间期。(这句话主要是针对中学生,为了让学生能够更好的理解;主要是考虑到学生从“细胞分裂知识”理解。)经处理的生物材料经选择、培育才能获得需要的生物新品种。该方法的优点是可以提高突变频率,创造出人类需要的生物类型。缺点是必须处理大量的实验材料。
二、杂交育种:
杂交育种是指利用具有不同基因组成的同种(或不同种)生物个体进行杂交,获得所需要的表现型类型的育种方法。其原理是基因重组。过程为:用具有相对性状的纯合体作亲本杂交获得子一代,子一代自交(动物则用具有相同基因型的雌雄个体杂交)获得子二代,从子二代中选择符合要求的表现型个体。如果需要的表现型是隐性性状育种就此结束,如果需要的表现型是显性性状则用子二代中选出的个体进行连续自交(动物同前),直至获得能稳定遗传的类型为止
三、单倍体育种:
单倍体育种是利用花药离体培养技术获得单倍体植株,再诱导其染色体加倍,从而获得所需要的纯系植株的育种方法。其原理是染色体变异。优点是可大大缩短育种时间。
四、多倍体育种:
原理:染色体变异(染色体加倍)
方法:秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
五、细胞工程育种:
细胞工程育种是指用细胞融合的方法获得杂种细胞,利用细胞的全能性,用组织培养的方法培育杂种植株的方法。
物质基础是:所有生物的DNA均由四种脱氧核苷酸组成。其结构基础是:所有生物的DNA均为双螺旋结构。一种生物的DNA上的基因之所以能在其他生物体内得以进行相同的表达,是因为它们共用一套遗传密码。在该育种方法中需两种工具酶(限制性内切酶、DNA连接酶)和运载体(质粒),质粒上必须有相应的识别基因,便于基因检测。如人的胰岛素基因移接到大肠杆菌的DNA上后,可在大肠杆菌的细胞内指导合成人的胰岛素;抗虫棉植株的培育;将固氮菌的固氮酶基因移接到植物DNA分子上去,培育出固氮植物
七、有关育种要注意的问题
1、育种的根本目的是培育具有优良性状(抗逆性好、品质优良、产量高)的新品种,以便更好地为人类服务。
2、选择育种方法要视具体育种目标要求、材料特点、技术水平和经济因素,进行综合考虑和科学决策:
①一般作物育种可选杂交育种和单倍体育种;
②为得到特殊性状可选择诱变育种(如航天育种)或多倍体育种;
③若要将特殊性状组合到一起,但又不能克服远缘杂交不亲和性,可考虑运用基因工程和细胞工程育种,如培育各种用于生物制药的工程菌。
3、从基因组成上看,育种目标基因型可能是:
①纯合体,便于制种、留种和推广; ②杂交种,充分利用杂种优势。
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