普通玉米种质及双回交对爆裂玉米改良效果初报

对5个普通玉米自交系与4个爆裂玉米自交系组配的20个普×爆组合F3、BC11F2、BC12F2的膨爆特性及其与两类亲本关系的研究结果表明:普通玉米种质对普×爆后代的膨爆特性影响显著,选择适宜的普通玉米种质、恰当组配普×爆组合,对于普通玉米种质在爆裂玉米育种中的有效利用起着关键性的作用;普×爆组合F3的膨爆特性均较差,一代回交可使其显著提高,最高分别为F3的750,2200,1100,基本达到对爆裂玉米膨爆特性的要求指标;双回交世代间差异不显著。

小麦光敏色素基因TaPhyB3的克隆和表达分析

从小麦品种中国春中克隆了编码光敏色素基因B的脱辅基蛋白,将其定位于4D染色体的长臂上,并命名为TaPhyB3。TaPhyB3的开放阅读框为3501bp,编码一个128kD、具有1165个氨基酸的蛋白质。它与水稻、玉米和拟南芥在氨基酸水平上的一致性分别为93%、90%和73%。对不同光线处理7d小麦植株表达的分析表明,TaPhyB3在黑暗中表达最低、在白光下的表达水平最高,在远红光、红光、蓝光和白光下的表达水平分别是黑暗中的2.2、7.7、7.4和37.3倍。组织特异性表达分析表明,TaPhyB3在小麦幼苗所有组织中都表达,叶片中的表达水平是根的11.4倍。推测TaPhyB3的表达水平与小麦的光形态建成的程度呈正相关。

普×爆自交高代选系的配合力及利用价值研究

以24个普×爆自交高代选系和7个爆裂玉米骨干自交系按NCⅡ遗传交配设计组配成的168个单交组合为材料,对3个膨爆特性指标和12个主要农艺性状进行了配合力分析。结果表明,BP02,BP03,BP04,BP12,BP14等选系主要性状的GCA较高,应进一步利用这些选系与爆裂玉米自交系广泛测交组配利用;BP20,BP21与N03,BP02与F2,BP11与N16穗粒重和膨化倍数的SCA效应均为较大极显著正值,应进一步利用这些选系分别与其父本的同类群近缘系进一步测配,从中筛选优良组合;24个选系的聚类结果与其亲本和系谱来源不存在必然联系;所有测交组合的综合性状较对照豫爆2号无明显优势,作为普通型爆裂玉米杂交种在生产上的利用价值不大。

普×爆后代3个膨爆特性的遗传分析

采用三倍体胚乳种子性状遗传模型及其分析方法对5个普通玉米自交系与4个爆裂玉米自交系间20个杂交组合8个世代进行研究。结果表明:3个膨爆特性指标同时受直接、母体和细胞质效应3种遗传体系控制,且以加性效应为主,非加性效应也起着非常重要的作用;普通玉米自交系会显著降低普×爆后代的膨爆特性,爆裂玉米自交系的作用相反,不同自交系的各类遗传效应不完全一致。

黄淮冬麦区小麦冬、春性改良及分子标记辅助选择技术初探

通过对小麦品种石麦12春化特性的遗传和分子标记研究,探索黄淮冬麦区小麦冬、春性改良途径和分子标记辅助选择技术。石麦12与冬性品种石家庄8号杂交后代F2:3株系中的春性株系、冬春性分离株系、冬性株系的分离比例符合1∶2∶1,表明石麦12具有一个显性春化基因,经已知春化基因的基因特异性标记鉴定为Vrn-D1。利用Vrn-D1的基因特异性标记对上述F2:3株系进行冬、春性鉴定的结果与表型鉴定结果一致,说明该分子标记可用于小麦冬、春性改良中对Vrn-D1的辅助选择。在高海拔、长日照地区夏播是小麦冬、春性表型鉴定的一个快速、简便途径。

不同普×爆后代群体膨爆特性的分离特征研究

对5个普通玉米自交系与4个爆裂玉米自交系组配的20个普×爆组合F2,BC1,BC23个世代的膨爆特性分析结果表明:F2代膨爆特性较差,难以采用常规系谱法从中选育出优良的膨爆玉米自交系;通过回交可以快速恢复其优良的膨爆特性,但不同组合及同一组合不同世代间的膨爆特性存在较大差异。因此,要提高后代的选育效果,首先要选配适宜的普×爆组合,其次是要确定具体的回交世代。

爆裂玉米自交系与不同优势类群普通玉米自交系的配合力及聚类分析

以6个自选爆裂玉米自交系与10个分属于不同优势类群的普通玉米自交系按NCⅡ遗传设计组配而成的60个普×爆F1组合为材料.分析了9个性状的配合力,并对爆裂玉米自交系进行了聚类分析.结果表明,爆裂玉米自交系的GCA存在显著差异,N09具有较高的组配利用价值.膨化倍数的SCA仅濮阳点的374×N09为极显著正值,穗粒重仅长葛点的改3×N04、豫87-1×N14和濮阳点的昌7-2×N14为极显著正值;普×爆F1组合的穗粒重均有很大提高,但膨化倍数较差,无直接利用价值.6个爆裂自交系划分为4类:N08,N10和N09为一类,N04,N05,N14各成一类.聚类结果与育种实际完全相符.

回交对普×爆后代膨爆特性的恢复效果研究

利用4个爆裂玉米自交系和5个分属于不同优势类群的普通玉米自交系杂交组配的20个普×爆组合的F2,BC1和BC23个世代材料,分析了不同组合各世代的性状表现、分离范围、回交效果.结果表明,不同组合各世代的性状表现均存在显著差异.同一组合F2,BC1和BC2群体各性状的变异较大,应实施大群体选择.不同组合各性状的回交效应不同,适宜回交代数应根据具体组合而定。

番茄果实成熟相关基因SlPEL和SlAPL的表达特性

分析27个代表番茄不同发育阶段和生物反应的组织特异性及含有152 635个独立EST数据库的数码表达,发现果胶裂解酶基因(pectate lyase,SlPEL)和番茄AP2 Like(SlAPL)的转录受果实成熟的调节。以授粉后不同发育时期的番茄(品种为美味樱桃)果实为试材,用半定量PCR和荧光实时定量PCR分析SlPEL的表达模式,结果表明,授粉后12d,其表达水平明显上升;授粉后16～18d,达到第一个小高峰;28d到最高峰;从28d到完全成熟逐步下降到第一个小高峰的水平。SlAPL的表达模式与SlPEL类似,但其表达启动的时期迟于SlPEL。从授粉后25d,SlAPL转录启动;授粉后28～32d,其转录水平上升到第一个小高峰;39d达到最高峰,以后到完全成熟略有下降。该研究也印证利用EST的数据库进行基因数码表达分析的可行性。

生物经济背景下我国农业高质量发展路径研究

我国首部生物经济五年规划明确将生物农业作为五大重点发展领域之一,既为我国农业高质量发展培育了新动能,也为生物技术创新和生物产业发展提出了新方向。本文阐述了农业作为未来生物经济重要应用场景的重要意义,总结了以美国、欧盟为代表的国家及地区生物经济的战略政策、主导技术等发展经验。在分析我国农业迈向高质量发展过程中对于生物技术和生物经济需求的基础上,包括种质资源保护利用、提高农业生产效率、降低农业排放以及保障农产品与食品质量安全等,从农业生物技术创新能力的提升、生物农业产业融合发展以及营造良好的政策环境三方面提出了充分发挥生物经济对我国农业高质量发展支撑作用的具体途径。

企业科技创新的几大难点

农业企业要自主研发可谓是“心有余而力不足”，其面临的首要的问题是资金问题。以种业为例，种业在中国是弱势产业，目前整个中国种业潜力在900亿~1000亿元，特别是在农作物种业方面能够实现的市场产值是非常有限的，即使包括已经上市的几家种业公司，背业能力也是非常有限，达到30亿的企业几乎没有，行业顶尖才能够达到10亿~20亿。

加强种业创新 为粮食安全护航

2013年我国粮食总产量虽然实现了“十连增”，但是三大谷物（玉米、水稻、小麦）和大豆的进口量也再创新高，充分表明我国粮食现状是产不足需，且缺口在不断扩大。

生物农业前沿技术研究进展

生物农业是利用现代生物技术提高传统农业生产效率和可持续性的新模式、新业态,既是国际农业竞争的制高点,也是我国生物经济发展的重要板块。近年来,基因工程、蛋白质工程、酶工程、发酵工程等现代生物技术手段在开发研制高产优质新品种、高效环保肥料、健康绿色饲料以及安全和低残留农药等方面取得了一定进展,但在理论、技术以及商业化方面还存在诸多瓶颈。面向未来全面推进乡村振兴和加快建设农业强国的战略需求,介绍生物农业前沿技术创新进展,针对生物农业发展面临的五大挑战提出相应的对策和建议,以期为我国未来农业发展提供借鉴与参考。

玉米新型育种和制种技术及其应用

玉米是重要的粮食、饲料和工业原料,2022年种植面积约4306.67万公顷(6.46亿亩)、总产量2.77亿吨,无论是种植面积还是总产量都是我国的第一大作物,在保障国家粮食安全方面发挥着举足轻重的作用.但近年来,国内供需缺口大,影响肉蛋奶供给,已成为我国"卡脖子"作物之一.

玉米隐性核不育突变体ms14的遗传分析与基因定位

玉米雄性不育材料是一种宝贵的种质资源,不育基因的遗传分析与定位研究对玉米分子育种和杂种优势利用具有重要价值。通过对从美国引进的玉米雄性不育突变体材料ms14进行雄花育性鉴定和花药I_2-KI染色,表明该突变体是无花粉型雄性不育;通过不育突变体ms14与正常自交系郑58、昌7-2杂交获得F_1,然后自交构建两个F_2遗传分离群体(ms14×郑58和ms14×昌7-2),并进行雄花育性调查、数据统计和遗传分析,发现可育株数与不育株数的分离比是3∶1,表明该突变体由隐性单基因控制;通过SSR等分子标记与不育位点的连锁分析,将ms14基因定位在玉米第1染色体的SSR标记umc2025和umc1676之间,遗传距离分别是2.2c M和0.3c M。对玉米不育基因ms14的遗传分析和初步定位,为该基因的精细定位和克隆、不育机理的解析及其产业化应用奠定了基础。

植物生物反应器在分子医药农业中的应用

植物生物反应器作为分子医药农业的核心内容,与动物反应器和微生物反应器相比具有操作简便、成本低、规模化、周期短等优势,越来越多地被人们认识和应用。阐述了植物生物反应器转化载体构建和基因优化的方法、常用的植物受体种类,以及植物表达系统类型三个方面的研究进展。随着药用蛋白需求量的大幅度增加,植物生物反应器以其低成本的优势将显示出广阔的应用前景。

玉米核雄性不育的分子机制研究与应用分析

玉米细胞核雄性不育突变体是研究花粉发育和减数分裂的理想材料,也是杂种优势利用的重要种质资源。随着分子生物技术的快速发展,部分玉米细胞核雄性不育基因陆续被成功克隆,为其在工程不育化杂交种生产中的应用奠定了基础。综述了近年来对玉米细胞核雄性不育的细胞学鉴定、基因克隆和分子机制的研究进展,并对其应用途径和前景进行了分析。

利用生物技术创建主要作物雄性不育杂交育种和制种的技术体系

雄性不育技术在作物杂种优势利用和杂交种生产中发挥着重要作用。基于核质互作雄性不育的“三系法”与光温敏核不育的“两系法”已经在水稻等主要作物的杂交制种中获得了广泛应用，但是存在着资源利用效率低、育性不稳定、易受外界环境影响等诸多问题。近三十年来，利用生物技术创建不同类型的植物雄性不育系取得了一系列突破性进展。主要针对玉米、水稻、小麦三大作物的基因工程雄性不育技术的最新进展进行总结，特别详细地描述了本实验室最近研究创制的玉米多控不育技术体系，以期为相关研究和产业化应用提供技术参考。

玉米高效农杆菌转化体系的研究进展及其影响因素分析

转基因技术作为植物分子育种的重要手段之一,具有许多不同于传统育种技术的独特优点,受到了国内外科研工作者的高度重视。目前转基因玉米的商业化种植已经获得了巨大成功。玉米遗传转化的受体主要是幼胚或幼胚诱导的愈伤组织,由于受到基因型、生长季节、取材时间等因素制约,大大限制了转基因技术在玉米育种上的产业化应用。总结对农杆菌介导的玉米高效遗传转化体系的研究进展,对影响转化效率的关键因素进行分析,并对玉米遗传转化的产业化应用前景进行讨论和展望。

我国玉米种业面临的主要问题及发展策略

玉米是我国重要的粮食、饲料和工业原料作物,在发展国民经济和保障粮食安全中占有重要战略地位。随着国际种业巨头公司的强势进入,我国民族种业面临着巨大的挑战,同时也具有良好的发展机遇。就我国玉米种质创新和商业化育种面临的突出问题及发展策略做一综述,呼吁加大玉米种质资源收集和创新力度,建立高效的玉米商业化育种技术体系,增强民族种业的核心竞争力。