江苏省农业种质资源开放共享问题及对策研究

种质资源是支撑农业科技创新、保障粮食安全、建设生态文明、支撑农业可持续发展的战略性资源。为加强江苏省农业种质资源的保护和利用,促进优异种质资源的开放共享,文章通过分析江苏省农业种质资源保护与利用现状,梳理种质资源开放共享中遇到的问题和难点,从种质资源信息数据标准化管理、优异资源的鉴定评价和挖掘创新,以及建立健全种质资源产权保护制度、共享惠益规则和资源共享激励约束机制等方面提出农业种质资源开放共享的对策建议,供相关部门参考。

农业科研院所科研经费与科研产出的相关性——以江苏省农业科学院原农业生物技术研究所为例

通过对江苏省农业科学院"十一五"以来科研数据的统计分析,定量评价科研经费投入与科研产出、科研奖励的关系。结果表明,科研经费投入与科研产出成本之间存在高度的正相关,且科研奖励较科研经费投入更能促进科研成果产出,科研奖励与科研成本之间存在显著的负相关性,即科研成本随科研奖励的提高而降低,奖励绩效优于直接的经费投入,对提高科技人员科研活动的效率起到了积极的推动作用;同时,对如何做好科研管理工作、提高科研经费使用效率、为农业科研管理者决策提供了有益的经验和建议。

新形势下江苏农业种质资源监管模式创新研究

农业种质资源是支撑农业科技创新、保障粮食安全、促进农业可持续发展的重要战略资源。为加强江苏省农业种质资源的有效监管,促进种质资源的安全保存和高效利用,文章通过分析江苏省农业种质资源保护与利用现状,梳理种质资源监管中遇到的问题和难点,提出农业种质资源全流程监管模式,从种质保护单位认定、资源汇交登记、种质确权规则、资源保障机制等方面提出对策建议,以供相关部门参考。

江苏省农业种质资源平台库(圃)管理机制研究

文章阐述了江苏省农业种质资源平台库(圃)建设运行现状,针对平台库(圃)管理工作中存在的问题,提出建立库(圃)进出机制、制订分类管理方案、构建库(圃)运行服务绩效评价体系等建议,以期通过管理机制的创新进一步规范库(圃)的建设和运行,促进江苏省农业种质资源的开放共享。

江苏作物种质资源一体化管理系统的设计研究

江苏省农作物种质资源库建于2008年,现已保存水稻、小麦、玉米等54种作物种质资源样本约5.5万份。面对当前庞大的保存规模和多样的种质类型,若仅依靠传统管理方法来独立记录各项工作流程信息和种质资源数据,不但会造成字段信息重复和数据冗余,也不利于库内资源整体情况的调查和共享服务情况的关联查询。科学有序的资源管理是促进种质有效共享的关键。本研究根据种质资源库的运行需求,运用Java Web、分布式数据库、工作流、可视化等技术,研究设计了集种质资源收集引进、保存监测、繁殖更新、鉴定评价和共享服务等功能于一体的全流程作物种质资源信息管理系统。通过对种质资源数据字段进行标准化定义,规范种质资源信息管理;明确种质资源管理工作流程和相关角色的任务职责,实现规范且可追溯的种质资源全生命周期管理;通过数据可视化技术,实现种质资源数据统计分析和挖掘,能极大地提高种质资源库管理工作效率,促进优异资源的安全保存和有效共享。

江苏省农作物种质资源调查数据库与信息系统

江苏省于2016年启动了“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”,经过6年的努力,基本查清了江苏省农作物种质资源现状,获取了大量珍贵的原始调查数据和图片资料。综合运用C#、Ajax、SQL server和GDI+等技术建立江苏省农作物种质资源调查数据库与信息系统,实现了调查数据和图片资料集中有效管理和开放共享,为分析全省农作物种质资源现状、制定种质资源保护策略提供数据支撑。

江苏省农业种质资源保护与利用平台建设现状与发展建议

农业种质资源是支撑农业科技创新、现代种业发展的重要物质基础,是保障粮食安全、建设生态文明、支撑农业可持续发展的战略性资源。江苏省种质资源工作起步于20世纪30年代,前国民政府中央农业实验所时期。经过80多年的努力,江苏初步建成了覆盖全省的种质资源保护与利用体系,建成47家动植物种质资源库(圃),形成了“四位一体”、库圃结合的农业种质资源保存保护体系,显著改善了种质资源保藏条件,收集并安全保存种质资源62553份;积极开展优异种质资源的鉴定评价和创新研究,筛选出“静系46”“关东194”“西风小麦”等一批优异特色种质资源,创制抗赤霉病小麦、优良食味、抗豆象绿豆等目标性状突出的优异新种质;构建种质资源信息共享服务系统,开放服务以来,累计向330多家科研、生产单位发放资源材料5.7万份,在支撑现代农业发展与科技创新中发挥了重要作用。作为省级种质资源平台,平台在经费保障、资源管理和团队建设等方面还存在不足,需要进一步明确农业种质资源保护的基础性、公益性定位,坚持保护优先、高效利用、政府主导、多元参与的原则,创新机制体制,强化责任落实和条件保障。建议进一步加强法规制度的建设和落实,加强组织管理体系建设,改善种质保藏与研究条件,建立多元经费保障机制,强化种质资源的深度评价和创新利用研究,促进种质资源有效利用,为建设种业强省和实现农业可持续发展奠定坚实基础。

基于分子生物学技术的作物种质资源创新研究现状及发展策略

作物种质资源不仅是作物育种原始创新及现代种业发展的物质基础和源头,更是保障粮食安全、建设生态文明并实现农业可持续发展的战略性资源。谁掌握了资源,谁就掌握了主动权。通过对我国种质资源的创新手段、研究现状、存在问题的梳理,提出了种质资源创新的政策建议,以期为作物种质资源管理者和研究人员提供参考。

江苏省豇豆地方种质资源对花叶病毒病的抗性鉴定与研究初探

对56份江苏省豇豆地方种质资源进行种植,调查各豇豆资源花叶病毒病抗病性,分析了抗病性与农艺性状的关系,并对其中的抗病资源进行了聚类分析。结果表明:56份豇豆地方种质资源中,花叶病毒病病情指数差异较大,高抗与抗的品种分别有3份和33份。方差分析结果表明,抗病级别与嫩荚色、成熟荚色呈显著相关,与资源所属地区、花色、粒色、粒形等性状没有关系。相关分析结果表明,病情指数与从播种到首次采收成熟荚的时间、百粒重、单株籽粒产量的相关系数都不显著。对36份抗病豇豆资源的16个性状进行聚类分析,可分成3个类群:第Ⅰ类群属于大籽粒类型,第Ⅱ类群属于小籽粒、籽粒低产类型,第Ⅲ类群属于籽粒高产早熟类型,其中第Ⅲ类群中采集编号为2019321015的豇豆资源鳗鱼豇,与其他35份抗病资源的不相似度、遗传差异最大,表现出籽粒产量高、早熟与抗病,是一份优异的抗病资源。

江苏省农业种质资源数据服务平台的设计与构建

为加强江苏省农业种质资源收集保护,推动种质资源共享利用,采用互联网和大数据技术设计构建江苏省农业种质资源数据服务平台,通过建设多层次、多维度、多用户的资源服务体系,建成集种质信息发布、共享、服务于一体的一站式线上服务平台。平台实现了种质资源共享服务云平台和数据管理后台两大子系统的功能建设,能够推动种质信息互联互通和共享融合,促进资源的有效共享。主要介绍数据服务平台的系统架构、总体功能、业务流程及关键技术。

江苏大豆地方种质资源表型多样性分析

大豆是我国居民饮食结构中植物蛋白和油脂的重要来源。江苏省是大豆的主要产区之一。依托2016-2019年“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”,从江苏省35个县(市/区)收集到203份大豆地方品种种质资源。对203份资源的25个表型性状进行了遗传多样性的调查和分析。结果表明江苏省大豆地方资源具有丰富的表型变异,其中,12个形态特征性状的遗传多样性指数范围为0.0311~1.3800,13个数量性状的遗传多样性指数范围为1.3850~2.0155。聚类分析可将203份大豆资源划分为5个类群,各类群内材料均存在一定的表型变异,第IV类群在产量性状方面的综合表现最好。主成分分析将表型评价因子简化为8个主成分,累计贡献率为68.361%。203份大豆资源的综合评价得分范围为0.140~1.385,以综合得分排名的先后顺序,筛选出7份江苏省优异大豆资源。本研究多角度评价了江苏省大豆地方种质资源表型的遗传多样性,为后续大豆种质创新和新品种选育提供了科学依据。

江苏省高粱种质资源的收集及多样性分析

2016-2017年"第三次全国农作物种质资源普查与收集行动"江苏调查队收集到江苏41个县市区地方高粱资源104份,并对15个农艺性状进行调查,利用相关系数、聚类分析研究了高粱资源的遗传多样性。结果表明:高粱资源农艺数量性状变异类型丰富。穗粒重与株高、穗长、节数、百粒重、抽穗期、地上部鲜重呈极显著正相关;地上部鲜重与株高、节数、抽穗期呈极显著正相关,与穗柄长呈极显著负相关。聚类分析将该批高粱资源划分为7个类群,第Ⅰ类群为甜高粱品种,是糖用与饲用材料;第Ⅱ类群穗很长,为工艺专用材料;第Ⅲ类群单穗与百粒重较高,是粒用、糖用兼型材料;第Ⅳ类群植株矮,节数少,早熟,是粒用、饲用及工艺用兼型材料;第Ⅴ类群偏野生型材料,可粒用、饲用及工艺用,但产量性状表现较差;第Ⅵ类群株高、穗长、抽穗期、地上部鲜重适中,是粒用、糖用、工艺用及饲用兼型材料;第Ⅶ类群植株矮、百粒重高、裸粒、生育期较早,是粒用材料。综合表型筛选出9份具有优良与特异性状的种质资源。总之,江苏地方高粱资源具有丰富的多样性,蕴藏着较多的可利用遗传变异,在高产、早熟、穗型和籽粒大小等方面存在可供育种和生产利用的优异资源。

利用基因编辑技术创制低谷蛋白水稻种质

水稻(Oryza sativa L.)是重要的粮食作物,蛋白质是稻米的第二大营养物质。肾脏病人通常需要限制蛋白质的摄入量以减轻肾脏的负担和控制病情进展。稻米蛋白中谷蛋白含量最高,且易被人体消化。本研究以LGC-1作为供体亲本培育出的粳稻品种为转基因受体,利用CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术一次性敲除谷蛋白A(Glutelin A,GluA)亚家族编码基因GluA1、GluA2和GluA3,获得了不含转基因元件的谷蛋白含量约为1.8%的低谷蛋白种质,并对所得种质的稻米品质和农艺性状进行了全面评估。所得低谷蛋白种质外观品质较好,相比于受体品种垩白度降低、糙米率和精米率提高。本研究为创制低谷蛋白水稻品种提供了一种高效、简便的方法,为培育适合肾病患者的功能性水稻品种提供了一种新的遗传材料。

江苏农业种质资源平台运行管理信息系统建设

为促进农业种质资源开放共享,江苏省于2005年启动农业种质资源保护与利用平台建设,经过十多年的努力,初步建成了"四位一体""库圃结合"的农业种质资源保护与利用体系,涵盖农作物、林木、水产和家养动物4大类共计30个省级种质库(圃),有力地支撑了江苏现代农业品种创新与产业发展。由于平台跨学科、跨行业建设,种质库(圃)遍布全省不同地区,涉及不同性质的责任主体,给平台运行管理带来了一定的难度,且存在平台运行服务数据采集时间滞后、统计程序繁杂、管理工作效率较低等不足。为进一步提高平台的运行管理效率,促进种质资源的有效利用,本文设计构建了一套B/S模式的农业种质资源平台运行管理信息系统,用于平台线上工作流管理,实现运行服务数据的统一管理和运行服务成效的可视化展示。该系统的建立为平台的管理和决策提供了可视化数据支撑。

江苏省乡土特色种质资源保护与开发利用

通过分析江苏省第三次全国农作物种质资源普查数据,发现江苏省农作物种质资源种类相当丰富,但随着城镇化进程推进,商业化育种冲击,地方特色品种逐渐退出生产,急需加强地方种质资源保护力度。通过查阅文献、座谈、问卷调查等方法,对江苏省地方种质资源开发利用的典型案例进行调查分析,发现江苏省地方特色种质资源开发利用相对滞后,深入鉴定评价不足,急需针对不同的资源类型,探索适合江苏省发展的灵活多样的开发利用模式,促进在保护中利用,在利用中保护,因地制宜发展特色农业。

基于重点实验室建设管理的农业科研院所学科发展探讨——以江苏省农业生物学重点实验室为例

学科是重点实验室开展研究和应用的基本单元,是实验室建设的基础。重点实验室的实力、水平、影响力靠学科支撑,也靠学科成就来代表和体现,实验室建设管理将促进所支撑的学科成为强势学科,同时重点实验室可成为相近或相关学科的结合点。本研究以江苏省农业生物学重点实验室为例,分析了学科建设现状、学科建设成效和存在的问题,提出了基于重点实验室建设管理的农业科研院所学科发展策略。

江苏省农作物种质资源调查收集的成效与建议

“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”江苏项目组于2016-2019年在江苏省睢宁、邳州、阜宁、如皋、如东、赣榆、盱眙、泰兴、东台、溧阳、常熟、宜兴、兴化、仪征、泗阳、句容、涟水等17个重点区县145个乡镇的345个村开展了农作物种质资源的系统调查与收集,并向江苏省60个农业普查县(市)进行了优异资源的征集,通过这两种方式共收集到资源2820份,圆满完成了普查收集任务。

江苏省辣椒地方种质资源表型性状的遗传多样性评价

2016-2018年,依托"第三次全国农作物种质资源普查与收集行动",江苏省开展了辣椒种质资源的调查与收集,并对收集的28份辣椒地方种质资源进行遗传多样性分析。结果表明,27份辣椒种质资源属于一年生辣椒(Capsicum annuum L.),1份属于浆果状辣椒(C.baccatum L.)。23个质量性状的Shannon指数为0 ~ 1.54,其中果形、果肩形状、花梗着生状态具有较高的Shannon指数;12个数量性状的Shannon指数为0.64 ~ 2.01,其中株高的Shannon指数最高,其次为首花节位、商品果纵径、株幅等。利用类平均法(UPGMA)进行聚类分析,欧氏距离为11时,将28份种质资源分为类群Ⅰ(一年生辣椒)和类群Ⅱ(浆果类辣椒);欧氏距离为8时,类群Ⅰ又可细分为Ⅰ-a(小果型)、Ⅰ-b(大果型)和Ⅰ-c(特异型)等3个亚群。研究结果可为江苏省辣椒种质资源的保护和利用提供参考。

江苏省扁豆地方种质资源遗传多样性评价

依托2016-2019年"第三次全国农作物种质资源普查与收集行动",从江苏省29个县(市/区)收集到87份扁豆地方种质资源。本研究对87份资源的19个性状进行了调查评价,同时结合由39对SSR标记鉴定的群体基因型信息研究了江苏省扁豆地方资源的遗传多样性。结果表明上述资源在19个性状上均具有丰富的表型变异,其中,12个形态特征性状Shannon多样性指数范围为0.4773~1.3695,7个农艺性状Shannon多样性指数范围为1.8064~2.0260。利用SSR标记进行聚类分析将所有材料划分为4个类群,各类群内材料均存在一定的表型变异,类群Ⅳ材料在产量性状方面的综合表现较好。从早熟、高产和大粒3个方面,共筛选出12份江苏省优异扁豆地方种质资源。本研究从表型和基因型两方面系统评价了江苏省扁豆地方种质资源的遗传多样性,为后续扁豆种质创新和新品种选育提供了科学依据。

小麦抗除草剂冻药害的鉴定评价指标研究

小麦喷施除草剂后,若短时间内遭遇寒潮或0℃以下的低温胁迫,极易发生冻药害,威胁小麦生产安全。为探索小麦除草剂冻药害抗性鉴定评价指标,从15000份小麦种质资源中,初筛出20份源于国内不同麦区且对除草剂冻药害抗性表现明显差异的小麦种质作为材料,在人工气候室和春化室内,对不同苗龄、药剂处理时间、低温温度、低温处理时间、土壤墒情等条件下麦苗冻药害情况进行分级调查,并统计冻药害指数。结果表明,在小麦3叶1心期、药剂处理3 d、-4℃低温处理5 d和适墒(土壤含水率15%~18%)等条件下,参试材料间相对冻药害指数的变异系数和数值离散度最大,材料间差异显著性水平也最高,能够明显地区分出不同参试材料的抗冻药害特性。依据相对冻药害指数变化范围,将抗除草剂冻药害的特性划分为5种抗性类型,分别为高抗(≤0.10)、抗(0.11~0.30)、中抗(0.31~0.50)、感(0.51~0.70)和高感(>0.70)。该鉴定方法可用于小麦抗除草剂冻药害种质资源筛选和抗性品种选育。