21世纪水稻育种的新战略：——综合利用无融合生殖,异源多倍体化和体 …

从生殖方式改变和作物进行趋势分析,论述了以无融合生殖合生殖为基础,结合利用优良基因、多倍体化和现代生物技术的２１世纪水稻育种新战略。它包括３个部分：１．利用无融合生殖建立快速育种新方法。利用水稻的孤雌生殖和无配子生殖能力,获得早世代稳定品系,建立快速育种方法,把无融合生殖特性与闭颖授粉、优质、抗性等特性结合探索高产优质多抗育种新途径,逐步实现利用无融合生殖固定杂种优势的目的．２．利用无融合生殖和多     

20世纪四川作物育种科技的发展与思考

四川作物育种科技从20世纪30年代开始,经历了初期、中期和发展时期,特别是80-90年代发展时期的进步大,成绩显著。育成了通过省级以上审定的粮、棉、油新品种(组合)300个以上,创造和发明了杂交水稻的冈型、D型、K型不育系;水稻的无融合生殖“SAR”系;杂交玉米的山区育种模式及“三高”自交系和T型、C型、类型及G型雄不育系;小麦系统应用冬春麦杂交模式及T型雄不育“三系”配套;棉花的“洞A”雄不育系及“两用系法”制种;棉花高抗枯萎病源;油菜雄性不育“三系”配套等。选育了一批高产、优质、抗性好的作物新品种(组合),实现了全省粮、棉、油品种(组合)的四次更新换代,储备了一批超高产的、优质的、高抗病(虫)的后备材料,为21世纪的超高产育种奠定了好的基础。本文总结了20世纪四川作物育种科技的基本经验,提出了发展建议。     

无融合生殖及其在作物育种中的应用

无融合生殖,是用作物种子进行无性繁殖的一种方法。据有关资料报导,无融合生殖体的利用将成为今后农作物良种培育的重要手段之一。尽管无融合生殖体在一般栽培作物中自然出现的频率不高,但已在许多作物的野生种和近缘种中发现。本文简述了无融合生殖的鉴别和在作物育种中的应用。将无融合生殖特性转移到主要栽培作物中,可进一步促进作物育种工作的发展,改变目前生产上利用细胞质雄性不育系等生产杂种种子的传统方法。这样不仅可以简化育种程序,而且可以大大降低生产成本,节约劳动力。     

离子束生物技术改良同源四倍体水稻的设想

利用离子束注入技术对同源四倍体水稻进行遗传改良，有可能为进一步利用水稻强大的杂种优势效应和深入研究水稻无融合生殖现象寻找到新的突破口。对同源四倍体水稻进行遗传改良的技术思路是，瞄准2个总体目标(挖掘水稻的产量潜力和简化水稻杂种优势利用的确定)；采用3种有效技术(离子束生物技术、组织培养技术和多倍体诱导技术)；确定4个研究方向(直接利用同源四倍体水稻的增产潜力、利用同源四倍体水稻的强大杂种优势效应、固定其杂种优势效应和深入研究同源四倍体水稻的生殖发育特性)；达到5个预期目标(探索物种形成的途径、研究生物学特性、寻找遗传变异规律、挖掘潜在利用价值、建立新的育种技术体系)。     

如何获得一颗克隆种子？ 绕过减数分裂与受精过程让杂交水稻也能通过种子无性生殖

正杂种优势是一种广泛存在于动物和植物中的生物学现象,育种家利用杂种优势培育了大量性状优良的杂交作物。但由于杂交作物的后代会发生性状分离,杂种优势无法保持,需要育种家每年重新制种,成本高昂。有没有可能让杂交作物得到与自己一样的克隆后代,以此实现优势的固定?来自中国水稻研究所的王克剑研究员通过无融合生殖技术成功获得了杂交稻的克隆种子,实现了杂交稻无融合生殖从0到1的突破,并因此获得了2020年度陈嘉庚青年科学奖生命科学奖。     

加强生物育种技术协同发展

生物育种技术快速发展，转基因育种技术引起全球关注。本文从自然界基因转移和物种进化等方面进行了有关转基因争议方面的释疑。提出要根据生物遗传育种的研究条件、改良作物、改良性状等方面的需要，协同发展不同层次的生物育种技术，培育出抗逆优质高产品种。最后根据物种抗性竞争进化的原理，建议要科学利用生物多样性和农艺措施防治作物病虫害，减少环境污染，保障生物多样性和人类健康。     

小麦花粉无性系变异与配子类型的表达和重组

发现了小麦花粉无性系变异具有普遍性的现象,揭示了其产生途径、类型和机制,为创造异源易位系和异源基因定位开辟了新途径．此外,论证了花粉植株的多样性是因为各种配子类型能在植株水平上充分表达,以及小麦D组染色体与黑麦R组染色体之间的重组关系．为研究植物性状的遗传与变异和单倍体育种中快速转移外源基因和高效选择提供了理论根据．     

果树多倍体育种的探讨

果树多倍体育种是利用对自然变异、人工诱变、有性杂交培育、胚乳培养和原生质体融合培育获得多倍体.多倍体的鉴定以形态特征、解剖结构、生理生化特性和染色体数目为主.果树多倍体育种中应以合适的倍性作为育种目标,重视多倍体种质资源的创新与应用,重视对多倍体嵌合类型的分离纯化以及利用现代技术提高育种效率等.     

分子标记辅助选育含有抗稻瘟病基因和软米基因两系不育系水稻新品系

以"浦软粳S"为转育亲本,利用分子标记辅助常规育种技术成功培育出含有Pi9,Pita,Pib和Pigm稻瘟病抗性基因及软米基因(Wx~(mq)),同时表现柱头外露率高的两系不育系水稻新品系"2179S"."2179S"不育系茎秆粗壮,矮杆大穗,株高为63.8 cm,柱头外露率平均为60%.研究结果为今后培育具有稻瘟病抗性的优质两系杂交水稻新组合提供不育系亲本.     

区试水稻品种的Pi-km基因的分析

稻瘟病抗性基因Pi-km是稻瘟病抗性位点Pik上的一个主效抗病等位基因,由两个紧密连锁的具有独立功能的NBS-LRR类基因(Pikm1-TS和Pikm2-TS)组成,Pi-km基因介导的稻瘟病抗性需要Pikm1-TS与Pikm2-TS所编码的蛋白共同作用,而当只有Pikm2-TS或Pikm1-TS其中之一时,水稻则表现为感性。实验利用抗稻瘟病基因Pi-km的Indel分子标记设计引物,对2012年62份长江上游国家水稻区域试验材料和97份2012年陕西省水稻区域试验材料进行Pi-km基因型分型研究,以期为稻瘟病抗性育种提供参考。     

Gamete formation without meiosis in Arabidopsis

Apomixis, the formation of asexual seeds in plants, leads to populations that are genetically uniform maternal clones. The transfer of apomixis to crop plants holds great promise in plant breeding for fixation of heterozygosity and hybrid vigour because it would allow the propagation of hybrids over successive generations. Apomixis involves the production of unreduced (diploid) female gametes that retain the genotype of the parent plant (apomeiosis), followed by parthenogenetic development of the egg cell into an embryo and the formation of functional endosperm. The molecular mechanisms underlying apomixis are unknown. Here we show that mutation of the Arabidopsis gene DYAD/SWITCH1 (SWI1), a regulator of meiotic chromosome organization, leads to apomeiosis. We found that most fertile ovules in dyad plants form seeds that are triploid and that arise from the fertilization of an unreduced female gamete by a haploid male gamete. The unreduced female gametes fully retain parental heterozygosity across the genome, which is characteristic of apomeiosis. Our results show that the alteration of a single gene in a sexual plant can bring about functional apomeiosis, a major component of apomixis.     

无融合生殖在植物育种中的应用及细胞胚胎学研究方法

无融合生殖是一种能代替有性生殖而不发生核融合,但能产生种子的生殖方式.它包括:(1)二倍体孢子生殖;(2)生殖细胞性无孢子生殖;(3)不定胚生殖等.这3种类型能固定F_1杂种优势.单倍体孤雌生殖产生的后代遗传性较纯,具有潜在的应用价值.     

关于光合速率与作物产量关系的讨论(综述)

围绕作物产量与光合速率存在正相关、负相关和无相关等多种矛盾结果的现象，从作物产量形成的层次关系和品种演替、产量水平、生育时期及测试与分析方法等多角度分析了两者间的关系。阐明了光合速率与作物产量本质上存在着正相关关系，可以通过增加叶片光合速率的育种或栽培途径实现进一步的高产。     

2017年中国农业科学热点回眸

 2017年,中国农业科学领域取得进一步发展,在作物分子育种、种质资源、植物保护与病虫害防治、动物遗传育种、畜禽疾病防治、园艺科学、分子生物技术、耕作栽培与农业机械化、农产品加工及储藏、农业环境与可持续发展等领域,涌现了一大批新成果和新技术,科技创新能力显著提高,农业科技成果转化逐步加快。本文对2017年中国在水稻分子设计育种、国家级小麦太谷核不育基因克隆、牛羊等畜禽育种、口蹄疫和禽流感等疾病防治、番茄风味解析、遗传转化和DNA测序技术、机械化种植管理和加工、马铃薯加工技术等领域取得的重要成果做一简要盘点。     

2018年农业科学热点回眸

 盘点了2018年农业科学研发取得的一些重要成果。小麦、水稻、玉米及大豆、荞麦、马铃薯等主要粮食作物在基因组测序、分子育种、遗传机理解析、氮高效利用、起源演化、基因编辑等方面获得快速发展,发布了世界首个六倍体小麦基因组图谱,完成了3000份水稻基因组计划和中黄13的基因组测序,克隆了一系列产量、品质及抗病虫害基因,解析了一些重要的生长发育调控机制。油菜、棉花、茶叶、烟草等主要经济作物在基因组学、风味调控机理、光合效率等方面有所突破,中国油菜基础研究与应用已达到国际领先水平。此外,水稻、小麦、番茄、苹果等作物的病虫害防治,畜禽的繁殖、品种改良和疾病防治,蜜蜂的基因组和转录组解析,蚕病害防治和驯化历史,化肥和水稻品种对气候变化的影响、气候变化对作物产量的影响,茎叶类蔬菜和食用豆收获设备、油菜播种机等农机农艺领域均有突破性进展。     

构建C4水稻——一场新绿色革命的挑战

国际上正在探讨新绿色革命的突破口,企图在现有良好株型的基础上,提高叶片的光合效率,其中构建C4水稻可能是一条有效的途径.本文简述了转C4基因水稻的工作意义、技术途径、生理特点以及进一步研究的问题,为中国培育高光效超高产新品种提供参考.     

分子标记及其在作物育种上的应用

分子标记是随着遗传学的发展而诞生的一种基于DNA多态性的遗传标记.主要综述了几种分子标记的基本原理及其在作物育种上的应用,实践证明,分子标记技术为作物育种提供了一种新的研究手段,必将在作物育种领域开拓广阔的应用前景.     

运用现代生物技术防治作物病虫害

简要介绍了防治作物病虫害的现代生物技术的最新研究进展，包括一种转基因水稻新品种、激活抗性基因增强作物免疫力、人工合成杀虫基因以及含有蝎毒基因的杀虫病毒等。