提取马铃薯渣果胶啤酒酵母的诱变育种

本实验用实验室保存的啤酒酵母菌种为出发菌种,进行紫外线和超声波进行复合诱变,以提高马铃薯渣果胶的提取率。经过实验,获得最优诱变条件:紫外灯功率20W,照射距离25cm,照射时间75s时为最佳诱变时间;超声功率500W,超声频率25Hz,超声时间60min为诱变最佳条件。经过诱变,菌种的果胶提取率提高了6.83%,大大提高了生产能力。     

我国林木良种繁育基地建设发展形势及可持续发展策略

1964年,福建省洋口国有林场杉木 (Cunninghamia lanceolata) 种子园、广东省台山红岭湿地松(Pinus eliottii)种子园、黑龙江省林口县青山林场兴安落叶松(Larix gmelinii)、日本落叶松(L. olgensis)、樟子松(P. sylvestris var. mongolica)种子园的建立,标志着规模化树木改良和林木良种繁育基地建设在我国的开始。经过半个多世纪的发展,我国已建立:国家林木种质资源库99个;国家重点林木良种基地294个,生产林木种子1.7亿kg,苗木2 800多亿株;审定认定林木良种3 224个, 造林树种良种使用率提高到65%。其中,浙江省杉木无性系种子园第1代、1.5代、第2代的6年生子代测定结果表明材积遗传增益分别为16.97%、22.58%、26.42%;而种源种子园和双无性系种子园遗传增益更高,分别达到32.82%和37.93%。福建省第3代杉木无性系种子园材积遗传增益达76%。进入21世纪,我国对林木良种繁育基地建设的树种结构进行了调整。由于我国树种资源非常丰富(乔木树种就有2 000多种,其中不少树种具有特殊用途和特异性功能),我国良种繁育基地经营和树种改良方向更加多元化。除开展一般工业用材树种如松属(Pinus)、杉木属 (Cunninghamia)、落叶松属(Larix)等树种选育外,同时开展遗传改良的树种还包括:特殊用材树种如降香黄檀(Dalbergia odorifera)、楠木(Phoebe bournei)、水曲柳(Fraxinus mandahurica)等;抗逆性生态树种如梭梭(Haloxylon ammodensron)、沙棘(Hippophae rhamnoide)、胡杨(Populus euphratica)等; 园林景观树种如亚美马褂木(又称杂交马褂木或杂交鹅掌楸)(Liriodendron sino-americanum)、玉兰(Magnolia denudata)、金钱松(Pseudolarix amabilis)等; 油料香料树种如油茶(Camellia oleifera)、油桐 ( Vernicia fordii)、八角(Illicium verum )等;干果树种如山核桃(Carya cathayensis)、香榧(Torreya grandis)、枣子(Ziziphus jujuba)等;药用树种如杜仲(Eucommia ulmoides)、厚朴(Magnolia officinalis)、山茱萸(Cornus officinalis)等。笔者认为,我国林木良种繁育基地建设是实现我国林业现代化的一项基础性工程,是林木种子工程建设的重点内容,今后我国林木良种繁育基地建设可持续发展策略性措施包括下列6项内容:①稳定长期经济补贴投资机制,确保良种繁育基地长期正常运转;②加强行政管理监督,制定和修订技术标准、法规;③加强科学技术支撑力度,健全“三结合”协作机制;④制定长期良种基地规划和育种计划,确保基地建设长期持续前行;⑤成立良种基地管理指导委员会,建立科学决策机制;⑥定期举办良种基地与林木育种研讨班,商讨关键科学技术和经营管理重大问题。     

外源抗生素对栽培作物与野生植物的氧化胁迫及其富集转运的差异性

为探讨外源抗生素对栽培作物和野生植物的氧化胁迫及其在两者体内富集转运的差异性,采用土培实验研究了外源抗生素对栽培作物(青菜、生菜、玉米)和野生植物(稗草、马唐、狗尾)抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)和丙二醛(MDA)含量的影响,以及残留的四环素类、磺胺类、喹诺酮类抗生素在栽培作物和野生植物中的富集转运特征.结果表明,外源抗生素显著抑制了栽培作物的SOD活性,其地下部分和地上部分的SOD活性较CK(无抗生素污染)降低了64.57%～105.52%和178.24%～260.00%.外源抗生素还显著增加了栽培作物的MDA含量,而野生植物变化较小.栽培作物和野生植物对外源抗生素的富集能力整体上呈现:栽培作物野生植物,但其转运抗生素的能力:野生植物栽培作物,且两者体内及其根际土壤中均以四环素类抗生素的残留量最大.研究表明,在抗生素污染的土壤中,栽培作物受到的胁迫作用在一定程度上要大于野生植物;栽培作物和野生植物分别具有较高的富集抗生素能力和转运抗生素能力,因此两者都具有不可忽视的生态风险,且在抗生素污染的土壤-植物系统中四环素类抗生素的生态风险较高.     

利用CSSL群体研究水稻籼粳亚种间产量性状的杂种优势

利用以粳稻品种Asominori为背景, 籼稻品种IR24为供体的染色体片段置换系群体的63个株系, 构建了一套以广亲和粳稻品种02428为父本的杂种群体, 研究了IR24全基因组的染色体片段与02428基因组相应染色体片段间的产量及产量构成性状的杂种优势效应. 结果表明, 产量和产量构成性状的亚种间杂种优势水平在染色体片段上存在显著的差异, 图示基因型分析发现, 有14个独立的染色体区段在产量上存在显著的亚种间杂种优势, 分布在除Chr.8和 Chr.10外的其余10条染色体上, 其中在Chr.2, Chr.3, Chr.4, Chr.11和 Chr.12上的6个染色体区段的杂种优势显著水平达0.005以上, 分别位于X132~G1340~R459, X48~C393A, R288~R1854, R2918~X52, X257~C1350和R367~X189-2~X24-2的标记区间, 单片段置换后, 其CSSLs×02428组合F1单株产量比对照组合“Asominori×02428”增加35%以上. 大多数染色体片段在产量及主要产量构成性状上没有显著的杂合效应. 在Chr.6上发现一个杂种劣势片段, 与标记R2171连锁, 使杂种产量下降27%. 本文还探讨了应用染色体片段置换系研究作物杂种优势的优点, 并提出了利用水稻籼粳亚种间部分杂种优势和全基因组杂种优势的分子育种途径.     

CRISPR/Cas基因组编辑技术及其在农作物品种改良中的应用

CRISPR/Cas是存在于细菌及古细菌中成簇的、规律间隔的短回文重复序列及其核酸酶系统,是细菌和古细菌中破坏噬菌体与外源DNA的免疫防护机制.科学家将该免疫防护机制改造成了简便高效的基因组编辑工具,并在微生物、动物及植物的基因功能解析及改良方面取得了巨大的进展.本文先对基于CRISPR/Cas开发的植物基因组编辑工具,如CRISPR/Cas9、CRISPR/Cas介导的同源重组、胞嘧啶碱基编辑器、腺嘌呤碱基编辑器、双碱基编辑器和引导编辑器等进行介绍,接着详细阐述了在作物分子育种中越来越重要的DNA-free CRISPR/Cas植物基因组编辑技术,然后探讨了CRISPR/Cas基因组编辑技术在提高作物产量和品质、提高作物对生物及非生物逆境抗性、从头驯化及定向改良等方面的应用,分析了CRISPR/Cas植物基因组编辑技术的发展趋势、促进该技术应用的国家政策导向及社会环境,以便更好地促进CRISPR/Cas基因组编辑技术在农作物品种改良中的应用,助推我国种业振兴和藏粮于技战略的实现.     

提高作物育种学实验教学效果的实践与探索

作物育种学是农学等专业的主干专业课，实验教学是其教学体系中的一个重要环节，具有极其重要的作用和意义，传统的实验教学存在许多问题和弊端，使教学效果不理想。根据新时期人才培养目标的需要，结合新的人才培养方案和教学计划的修订，以提高教学质量为中心，以培养学生能力和综合素质为目标，对作物育种学实验课进行了系统的改革和探索。同时对该门课程实验课进一步改革完善的思路和措施提出了建议和设想，从而建立起符合教育规律和时代要求，以能力和素质培养为目标的实验教学体系。     

基于类别特征编码的参考作物蒸散量预报模型

为提高基于天气预报的参考作物蒸散量(ETo)预报模型精度,通过引入序数(ORD),独热(O-H),目标(TAR)和CatBoost(CAT)4种编码方法对天气类型和风力等级进行数值化处理,结合Light Gradient Boosting Decision Machine(LGB)算法构建了基于天气预报类别特征的ETo预报模型.结果表明,同时引入编码处理的天气类型和风力等级数据可以有效提升LGB3模型精度(R²较LGB1提升-0.97%～9.36%),提升排名为O-H>CAT>TAR>ORD.单独引入天气类型数据的LGB4能够获得与LGB3模型相近的精度,而单独引入风力等级对LGB5模型精度贡献不显著,甚至可能会引入噪声而降低精度.因此采用O-H编码处理天气类型和风力等级数据扩展输入维度,可以提高模型精度,适用于缺少气象站或数据种类不全地区的ETo精准预测.     

功能型燕麦新品种选育与新型健康食品开发及产业化示范

1课题研究目标 通过育种技术的创新研究，提高我国燕麦育种技术水平；通过选育加工专用型燕麦优质品种和配套栽培技术研究，提高我国燕麦主产区的生产水平；通过燕麦深加工技术和新型健康食品的研究，延长燕麦产业链，提高产品附加值。通过课题实施，使我国燕麦整体技术水平、产业化生产水平和经济效益显著提高，国际市场竞争力明显增强，推进产区农民脱贫致富和燕麦市场化、国际化进程。