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绪章绪论
同学通过这一章的学习,要达到以下要求:1. 掌握作物品种的概念、作物品种的DUS属性及其在作物品种审定和植物新品种保护中的重要性;了解作物品种在农业生产中的作用;2. 明确“遗传、变异和选择”在植物进化过程、作物驯化过程、及作物遗传改良中的作用;3. 熟悉作物育种学的发展历史及重要历史事件。教师除教授相关知识外,还要鼓励同学参加作物育种研究和育种实践。
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●0.1什么是作物育种学
同学通过这一部分的学习,了解农业、种植业、作物和农业科学包含的内容;重点掌握作物育种学及其研究内容。
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●0.2作物育种发展简史
同学通过这一部分的学习,了解作物育种学科发展历史中的植物性别的确定、早期的植物杂交试验、作物育种理论基础的建立、作物育种方法的形成等。熟悉作物育种发展过程中的几个重要事件(草莓品种‘唐顿’、玉米品种‘瑞德黄马牙、马铃薯品种布尔班克、绿色革命之父——布劳格与“绿色革命”、杂交水稻之父——袁隆平与“杂交水稻”、转基因棉花和大豆、水稻的分子设计育种等)。
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●0.3作物育种学的内容和性质
同学通过这一部分的学习,熟悉作物育种学的主要内容(育种目标的确定、种质资源的搜集、优良变异的创造和选择、优良变异的鉴定和品种的推广等);了解作物育种学的性质为“人工控制下的进化”,作物育种的“科学”性质和“艺术”成分等。
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●0.4作物品种及其在农业生产中的作用
同学通过这一部分的学习,熟练掌握品种的概念及其DUS属性;了解DUS检测在品种审定和植物新品种保护中的重要性;了解优良品种在农业生产中的作用等。
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●0.5作物育种的成就与展望
同学通过这一部分的学习,了解现代作物育种的成就,并对未来作物育种展开畅想;激起对作物育种学的兴趣,为实现中国的作物育种梦努力学习。
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第一章作物的繁殖方式及品种类型
同学通过这一章的学习要达到以下要求:1. 掌握作物的繁殖方式(无性繁殖和有性繁殖);2. 熟悉不同授粉方式作物(自花授粉作物、异花授粉作物和常异花授粉作物)花器构造特点、交配制度及其群体遗传结构特点;3. 掌握不同品种类型的个体特点和群体结构特点;4. 了解无融合生殖在作物杂种优势利用中的应用前景。教师除教授相关知识外,还要鼓励同学查阅相关文献,了解特殊繁殖方式的分子生物学基础。
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●1.1有性繁殖
同学通过这一部分的学习,掌握有性繁殖概念和有性繁殖作物的特点;熟练掌握不同类型有性繁殖作物(自花授粉作物、异花授粉作物和常异花授粉作物)的育种特点;熟练掌握两种特殊有性繁殖方式(自交不亲和性和雄性不育性)在作物杂种优势利用中的应用等。
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●1.2无性繁殖
同学通过这一部分的学习,掌握无性繁殖概念和无性繁殖作物的特点;熟练掌握无性繁殖作物的育种特点;了解无性繁殖作物杂种优势利用特点及无融合生殖在作物杂种优势利用中的应用前景等。
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●1.3繁殖方式与作物群体遗传结构
同学通过这一部分的学习,掌握不同品种类型(纯系品种、杂交种、无性系品种、群体品种)的特点;熟悉目前生产上推广的主要品种类型及其育种特点
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第二章育种目标
同学通过这一章的学习要达到以下要求:1. 掌握高产、稳产、广适和优质等是我国目前作物育种的主要目标;2. 熟悉矮杆育种、理想株型育种和高光效育种是现代作物高产育种的主要策略;3. 掌握制定育种目标的原则和方法。教师除教授相关知识外,还要鼓励同学访谈有育种经验的育种家,学习他们是如何把握作物育种目标的。
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●2.1高产
同学通过这一部分的学习,掌握作物主要目标性状要求;重点掌握高产育种目标;掌握作物高产育种策略
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●2.2稳产
同学通过这一部分的学习,掌握作物主要目标性状要求;重点掌握稳产化要求育种目标;掌握作物稳产的育种策略
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●2.3广适和优质
同学通过这一部分的学习,掌握作物主要目标性状要求;广适、优质和适应机械化要求育种目标;掌握作物优势的育种策略;了解广适和适应机械化操作的迫切性和重要性。
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第三章种质资源
同学通过这一章的学习要达到以下要求:1. 熟悉不同类型种质资源在育种工作中的重要性;2. 掌握瓦维洛夫作物起源的中心学说和作物遗传变异性的同源系列规律,了解这些学说对比较基因组学的贡献;3. 掌握作物种质资源工作的主要内容;4. 了解作物种质资源信息化,为从事相关工作奠定基础。教师除教授相关知识外,还要鼓励同学在平时的学习和生活中关注种质资源保护工作,做种质资源保护工作的科普宣讲家。
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●3.1种质资源的概念和作用
同学通过这一部分的学习,掌握种质资源的概念及其作用;熟悉种质资源的类型及其特点;了解这些种质资源在作物育种中的应用情况。
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●3.2栽培作物起源中心学说及其发展
同学通过这一部分的学习,掌握瓦维洛夫作物起源的中心学说;熟悉主要作物的起源中心以及8大作物起源中心起源的农作物种类;了解有关作物起源的其他学说。
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●3.3种质资源的工作内容
种质资源的工作内容,包括种植资源的搜集、保存、评价、利用
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第四章性状鉴定与选择
同学通过这一章的学习要达到以下要求:1.解性状鉴定与选择在育种中的重要性;2. 掌握作物主要目标性状的鉴定内容、鉴定标准和鉴定方法。教师除教授相关知识外,还要鼓励同学参加作物育种中的性状鉴定和选择工作。
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●4.1性状鉴定的内容和方法
同学通过这一部分的学习,了解准确的性状鉴定和选择对作物育种的重要性;掌握作物主要目标性状(产量性状、农艺性状、抗病虫性状、抗非生物逆境性状、品质性状等)的鉴定内容和方法。
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●4.2性状选择的基本方法
同学通过这一部分的学习,掌握性状选择的基本方法(表型选择、生化标记选择、细胞学标记选择、分子标记辅助选择等);了解不同选择方法的特点。
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第五章引种和选择育种
同学通过这一章的学习要达到以下要求:1.掌握引种和选择育种的概念及其理论基础;2. 熟悉气候相似性,生态条件和生态型相似性及作物的光温敏感特性与引种成败的关系;3. 掌握主要作物引种的基本规律和基本程序;4. 掌握系统育种程序。教师除教授相关知识外,还要鼓励同学查阅相关资料,了解引种给我们生活带来的方便和好处,同时还要关注由于不恰当引种带来的各种不良后果,使同学明白要谨慎引种,不能盲目引种。
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●5.1引种
同学通过这一部分的学习,掌握引种的概念和引种的意义;掌握作物引种的理论基础;掌握主要作物的引种规律和基本程序;了解不正确引种带来的灾难和不良后果。
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●5.2选择育种
同学通过这一部分的学习,掌握选择育种的概念和基本原理;掌握选择育种的基本程序;了解选择育种曾经在小麦、棉花等作物生产中发挥过非常重要的作用,现在仍为作物新品种选育方法之一。
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第六章杂交育种
同学通过这一章的学习要达到以下要求:1. 掌握杂交育种的概念及其理论基础;2. 掌握杂交亲本选配原则、杂交方式的选择、杂交技术及杂交后代处理方法;3. 重点掌握系谱法、混合法、衍生系统法和单籽传法的工作内容和工作程序;4. 掌握杂交育种程序及加速育种进程的方法;5. 明确通过杂交育种培育的品种类型是纯系品种。教师除教授相关知识外,还要鼓励同学参加杂交育种实践,感受杂交育种的魅力所在。启发同学如何利用现代分子生物学研究成果和新的分子生物学技术,提高作物育种效率,加速作物育种进程。
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●6.1杂交亲本的选配
同学通过这一部分的学习,了解杂交亲本选配的重要性;掌握杂交亲本选配的几个原则;从杂交亲本选配的案例中认识如何进行杂交亲本的选配。
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●6.2杂交技术与杂交方式
同学通过这一部分的学习,掌握自花授粉作物和常异花授粉作物杂交技术(调节父母本花期相遇;母本的选穗、去雄、去雄后管理;花粉的获取;授粉及授粉后管理等);掌握不同杂交方式(单交、复交、多父本授粉和聚合杂交等)的特点及其后代的分离特点;了解在实际作物育种中,要根据杂交亲本的性状特点选择合适的杂交方式,才有可能培育出较好的品种。
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●6.3杂交后代的处理
同学通过这一部分的学习,掌握系谱法、混合法、衍生系统法和单籽传法的概念和做法;掌握单株、株系(株行、穗行、系统)、系统群、姐妹系、品系及品种间的关系;熟练掌握系谱法、混合法、衍生系统法和单籽传法的工作内容和程序;明确通过杂交育种培育的品种属纯系品种。
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●6.4杂交育种的流程和加速杂交育种进程的方法
同学通过这一部分的学习,掌握杂交育种的程序;熟悉进行杂交育种各个地段所种的材料及其特点;掌握加速杂交育种进程的方法。
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第七章回交育种
同学通过这一章的学习要达到以下要求:1. 掌握回交育种、轮回亲本、非轮回亲本的概念及其理论基础;2. 掌握回交方法和回交育种程序;3. 掌握不同类型的目标性状(显性基因控制的性状、隐性基因控制的性状、共显性基因控制的胚乳性状、隐性基因控制的胚乳性状、雄性不育性状等)的回交转育过程;4. 明确通过回交育种培育的品种类型为纯系品种。教师除教授相关知识外,还要鼓励同学查阅文献,了解回交在作物重要性状基因精细定位和基因功能鉴定中的作用。
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●7.1回交及回交育种的概念
同学通过这一部分的学习,掌握回交育种、轮回亲本(受体亲本)、非轮回亲本(供体亲本)的概念及其理论基础;熟悉回交法的其他应用(创造核质杂种、创制雄性不育系和保持系、创制近等基因系和多系品种等)。
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●7.2 回交育种的应用
同学通过这一部分的学习,初步了解如何将分子标记应用于回交后代的前景选择和背景选择;初步了解通过分子标记辅助选择,可以提高回交育种的效率,缩短回交育种时间等。
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●7.3回交后代的选择
同学通过这一部分的学习,掌握不同类型前景性状(显性单基因控制的性状、隐性单基因控制的性状、共显性基因控制的胚乳性状、隐性基因控制的胚乳性状、雄性不育性状等)回交后代的选择方法和过程;了解在回交育种中,前景选择和背景选择的特点;明确前景选择选择的是供体亲本(非轮回亲本)提供的性状,而背景选择选择的是受体亲本(非轮回亲本)除前景性状之外的其他性状;明确通过回交育种培育的品种类型为纯系品种。
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第八章诱变育种
同学通过这一章的学习要达到以下要求:1.掌握诱变育种的概念及其理论基础;2. 掌握和突变育种有关的几个名词术语(突变、突变体、嵌合体、突变率、剂量、致死剂量、半致死剂量、半致矮剂量等);3. 熟悉物理诱变剂、化学诱变剂、生物诱变因素及其处理方法;4. 掌握诱变育种的工作程序;5. 明确诱变育种培育的品种类型为纯系品种。教师除教授相关知识外,还要鼓励同学了解如何利用EMS诱导作物发生突变,改变作物的个别缺点。
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●8.1诱变育种的分类和特点
同学通过这一部分的学习,掌握诱变育种的概念及其理论基础;熟悉诱变育种的分类(物理诱变育种、化学诱变育种和生物因素诱变育种等)及其特点。
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●8.2几个名词:突变、突变体、嵌合体
同学通过这一部分的学习,掌握突变、突变体、嵌合体、突变率等名词术语;熟悉突变体对于作物品种选育的重要性。
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●8.3诱变育种程序
同学通过这一部分的学习,熟悉诱变材料的选择及诱变处理方法;掌握诱变育种程序及诱变后代的处理(系谱法和混合法)等;了解诱变处理在改良品种或材料个别缺点方面的独特性;明确通过诱变育种培育的品种类型为纯系品种。
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第九章远缘杂交
同学通过这一章的学习要达到以下要求:1. 掌握远缘杂交的概念及其理论基础;2. 熟悉远缘杂交的困难及其克服方法;3. 掌握远缘杂交后代分离特点及处理方法;4. 明确通过远缘杂交培育的品种类型为纯系品种。教师除教授相关知识外,还要鼓励同学查阅李振声院士的相关资料和相关研究论文,认识李振声院士从事的小麦远缘杂交工作。
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●9.1远缘杂交的意义与作用
同学通过这一部分的学习,掌握远缘杂交的概念及其理论基础;熟悉远缘杂交的特点和意义;了解远缘杂交的作用;熟悉一些通过远缘杂交培育的作物品种。
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●9.2远缘杂交障碍及其克服方法
同学通过这一部分的学习,熟悉远缘杂交的障碍及克服远缘杂交障碍的方法。
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●9.3远缘杂交育种中后代的分离特点与选择原则
远缘杂交育种中后代的分离特点与选择原则
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●9.4利用远缘杂交创制远缘新种质
同学通过这一部分的学习,掌握通过远缘杂交产生的异附加系、异代换系和易位系的特点;了解异附加系、异代换系和易位系等在作物育种中的作用。
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第十章倍性育种
同学通过这一章的学习要达到以下要求:1. 掌握倍性育种、多倍体育种和单倍体育种的概念及其理论基础;2. 熟悉多倍体育种的过程和方法;3. 掌握重要作物单倍体育种过程和方法。教师除教授相关知识外,还要鼓励同学查阅相关单倍体诱导方面的文献,深入了解作物单倍体育种的优点和作法。
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●10.1多倍体育种
同学通过这一部分的学习,掌握染色体组、单倍体、一倍体、二倍体和多倍体的概念;熟悉多倍体(包括同源多倍体、异源多倍体、同源异源多倍体等)的起源及其与植物进化的关系;掌握多倍体的诱导方法及多倍体育种方法和程序。
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●10.2单倍体育种
同学通过这一部分的学习,熟悉单倍体的来源及单倍体育种特点;掌握单倍体产生途径和方法,尤其是玉米单倍体诱导系、小麦和玉米杂交后代玉米染色体消失等产生单倍体的途径;掌握单倍体育种程序(材料的选择、单倍体的诱导、单倍体的鉴定、单倍体的加倍、DH系的性状鉴定等);明确通过单倍体培育的品种不是单倍体,而是正常物种的倍体水平(2n)。
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第十一章杂种优势利用
同学通过这一章的学习要达到以下要求:1. 了解作物杂种优势利用的历史;2. 掌握作物杂种优势的概念和度量方法;3. 掌握作物杂种优势的遗传基础;4. 掌握GCA和SCA的概念及其测定方法;5. 掌握自交系的选育和改良方法;6. 掌握杂交种的配制及杂种优势利用方法。教师除教授相关知识外,还要鼓励同学参加作物杂种优势利用实践,如玉米的田间杂交和自交等工作。
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●11.1杂种优势利用简史与现状
同学通过这一部分的学习,了解杂种优势利用简史;了解作物杂种优势利用现状;展望未来作物杂种优势利用前景。
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●11.2杂种优势表现特性与度量
同学通过这一部分的学习,了解作物杂种优势表现特征;掌握作物杂种优势度量方法;熟悉作物杂种优势各种度量方法的生物学意义和育种意义。
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●11.3杂种优势形成的机理
同学通过这一部分的学习,掌握杂种优势形成的三个假说(显性假说、超显性假说和上位性假说);了解这三个假说解释作物杂种优势的合理性和不合理性。
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●11.4杂交种选育
同学通过这一部分的学习,熟悉作物杂种优势利用的必备条件;掌握自交系的选育及其改良方法;掌握配合力的测定方法及配合力测定的意义所在;熟悉杂交种亲本的选配原则;掌握杂交种的类别及各种杂交种的特点;了解目前生产上利用的杂交种的主要类型及特点。
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●11.5作物杂种优势利用方法
同学通过这一部分的学习,掌握作物杂种优势利用方法(人工去雄生产杂交种、化学杀雄生产杂交种;利用雄性不育性生产杂交种,利用自交不亲和性生产杂交种,利用标志性状生产杂交种,利用雌性系生产杂交种,利用广亲和基因生产杂交种等)。明确在生产上是通过杂交种利用作物杂种优势的。
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第十二章分子育种
同学通过这一章的学习要达到以下要求:1. 掌握基因工程、分子标记辅助选择和分子设计育种的概念及其理论基础;2. 了解分子生物学技术辅助育种的程序;3. 掌握转基因和分子标记辅助选择技术;4. 掌握分子设计育种的程序。教师除教授相关知识外,还要鼓励同学通过查阅文献了解分子设计育种改良作物的优势及未来作物育种的发展趋势,理解分子设计育种的理念,明白为什么要进行分子设计育种。
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●12.1基因工程
同学通过这一部分的学习,掌握转基因概念及其理论基础;了解转基因技术的发展历史;了解转基因技术在作物育种中的作用;了解目前生产上的主要转基因作物类型;掌握作物转基因育种程序;了解转基因生物安全评价的主要内容和方法等。
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●12.2分子标记辅助选择
同学通过这一部分的学习,了解遗传标记的种类及特点;掌握分子标记、分子标记辅助选择概念及其理论基础;熟悉重要育种目标性状基因连锁标记的筛选技术;熟悉作物分子标记辅助育种对于提高作物育种效率,尤其是提高回交育种效率的重要性;掌握作物MAS育种程序等。
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●12.3分子设计育种
同学通过这一部分的学习,了解分子设计育种提出的背景及其对作物育种的意义;熟悉进行分子设计育种所必备的条件;掌握分子设计育种的概念及其理论基础;掌握分子设计育种的程序等。
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第十三章群体改良
同学通过这一章的学习要达到以下要求:1.掌握群体改良、轮回选择的概念及其理论基础;2. 掌握群体内和群体间的轮回选择方法和程序;3. 了解雄性不育性在自花授粉作物轮回选择中的应用。教师除教授相关知识外,还要鼓励同学从事相关群体改良实践,体验群体改良在作物遗传改良中的魅力所在。
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●13.1群体改良的概念和意义
同学通过这一部分的学习,掌握群体改良的概念;了解作物群体改良对于作物育种的意义和作用。
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●13.2群体改良的理论基础
周学通过这一部分的学习,掌握群体改良的理论基础(Hardy-Weinberg定律);熟悉选择对改变群体基因频率和基因型频率的作用及理论基础。
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●13.3群体改良的轮回选择方法
同学通过这一部分的学习,掌握轮回选择的概念及程序;掌握群体内轮回选择和群体间轮回选择方法。
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第十四章无性繁殖作物育种方法
同学通过这一章的学习要达到以下要求:1. 掌握无性繁殖作物的特点及育种方法;2. 了解无融合生殖方式在作物杂种优势利用中的作用。教师除教授相关知识外,还要鼓励同学查阅相关文献,了解无融合生殖方式的分子生物学机理。
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●14.1无性繁殖与无性系变异
同学通过这一部分的学习,掌握无性繁殖概念与无性繁殖作物的特点;了解无性系变异对无性繁殖作物育种的重要性。
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●14.2无性繁殖作物育种
同学通过这一部分的学习,掌握无性繁殖作物的育种方法(芽变育种、悬浮细胞培养加诱变育种、杂交育种、杂种优势利用、转基因育种、分子标记辅助选择育种等);明确目前生产上推广的无性系繁殖作物品种类型为无性系品种类型。
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第十五章抗病虫育种
同学通过这一章的学习要达到以下要求:1. 了解作物与有害生物的关系;2. 了解品种抗病虫性的类别与机制;3. 熟悉作物抗病虫性的鉴定方法;4. 掌握基因对基因学说和作物抗病虫性的遗传;5. 掌握作物抗病虫育种方法和作物抗病虫性鉴定方法。教师除教授相关知识外,还要鼓励同学查阅相关文献,了解作物抗病虫基因的克隆及功能鉴定方法。
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●15.1作物与有害生物的关系
同学通过这一部分的学习,熟悉病虫害、病原物、寄主、侵染、抗性等名词术语;了解作物病虫害防治方法。
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●15.2作物抵御病虫害的防卫机制
同学通过这一部分的学习,了解作物抗性水平的差异;熟悉作物抵御病虫害的防卫机制(避病、抗病和耐病)。
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●15.3作物防卫机制和病原物的特异性
同学通过这一部分的学习,了解作物防卫机制的特异性和病原物的特异性;掌握基因对基因学说的主要内容及其在作物抗病虫育种中的指导作用。
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●15.4寄主抗性的类型
同学通过这一部分的学习,掌握垂直抗性、水平抗性和持久抗性的概念及其特点;熟悉这些类型抗性在作物抗病虫品种中的表现特性;明确持久抗性对作物生产的重要性。
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●15.5抗病虫育种的策略
同学通过这一部分的学习,了解抗病虫育种的一般原则;掌握抗病虫育种的策略(抗病虫基因的更新和布局、抗病虫基因的累加、多系品种的选育)等;掌握作物抗病虫育种方法。
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●15.6抗病虫育种中的鉴定筛选技术
同学通过这一部分的学习,了解作物抗病虫鉴定技术(接种、抗病虫性鉴定);熟悉作物抗病虫性的鉴定方法(田间鉴定和室内鉴定);掌握作物抗病虫性的鉴定标准(反应型、严重度、普遍率等)。
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第十六章抗非生物逆境育种
同学通过这一章的学习要达到以下要求:1. 了解作物非生物逆境的种类及其特点;2. 掌握作物抗逆育种方法和作物抗逆性鉴定方法。教师除教授相关知识外,还要鼓励同学查阅相关文献了解作物抗逆的分子生物学机理。
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●16.1非生物逆境的种类及作物抗逆育种的特点
同学通过这一部分的学习,熟悉作物非生物逆境及其种类;了解作物抗逆育种的意义及特点。
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●16.2作物抗旱性育种
同学通过这一部分的学习,熟悉作物抗旱育种的意义及特点;掌握作物抗旱性鉴定方法和指标。
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●16.3作物耐盐性育种
同学通过这一部分的学习,熟悉作物耐盐育种的意义及特点;掌握作物耐盐性鉴定方法和指标。
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●16.4作物耐热性育种
同学通过这一部分的学习,熟悉作物耐热育种的意义及特点;掌握作物耐热性鉴定方法和指标。
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●16.5抗寒性育种
同学通过这一部分的学习,熟悉作物抗寒育种的意义及特点;掌握作物抗寒性鉴定方法和指标。
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●16.6抗逆育种方法
同学通过这一部分的学习,熟悉作物抗逆育种方法。
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第十七章品质育种
同学通过这一章的学习要达到以下要求:1. 掌握作物品质及品质性状的概念;2. 了解影响作物品质的因素;3. 掌握作物品质育种方法和品质性状鉴定方法。教师除教授相关知识外,还要鼓励同学通过市场调研,认识作物品质育种的重要性。
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●17.1作物品质的概念及分类
同学通过这一部分的学习,掌握作物品质及品质性状的概念;熟悉作物品质性状的分类;掌握作物品质性状的特点;明确不是作物品质指标越高,其品质就越好等。
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●17.2作物品质形成的影响因素
同学通过这一部分的学习,熟悉影响作物品质的因素,尤其是遗传因素;掌握单基因或寡基因控制的品质性状的遗传特点及QTL控制的品质性状的遗传特点。
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●17.3作物品质育种方法
同学通过这一部分的学习,熟悉不同作物的品质育种目标;掌握作物品质育种的方法;熟悉品质性状的鉴定方法和技术等。
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第十八章作物品种审定和原种生产
同学通过这一章的学习要达到以下要求:1. 掌握品种审定和原种生产相关概念;2. 了解作物品种审定与推广的程序及相关制度;3. 掌握品种混杂、退化的原因及其防止措施;4. 掌握加速品种审定与推广及种子生产的关键技术。教师除教授相关知识外,还要鼓励同学去承担品种区域试验的单位亲自实践品种审定程序和种子生产过程。
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●18.1作物品种审定
同学通过这一部分的学习,了解品种区域试验、生产试验和栽培试验;熟悉品种真实性、品种纯度和品种DUS检测;了解作物品种审定的意义和任务;熟悉作物品种审定程序和审定制度。
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●18.2原种生产
同学通过这一部分的学习,熟悉作物品种混杂和退化现象及其原因;掌握品种防杂保纯的方法;掌握种子生产程序。
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●18.3总结
课程小结