大豆泛基因组研究进展

人工驯化为农业发展提供了原始驱动力,也深刻地改变了许多动植物的遗传背景。伴随组学大数据理论和技术体系的发展,作物基因组研究已迈入泛基因组时代。借助泛基因组的研究思路,通过多基因组间的比较和整合,能够评估物种遗传信息上界和下界,认知物种的遗传多样性全貌。此外,将泛基因组与染色体大尺度结构变异、群体高通量测序及多层次组学数据相结合,可以进行更为深入的性状-遗传机制解析。大豆(Glycine max(L.)Merr.)是重要的粮油经济作物,大豆产能关乎国家粮食安全。对大豆遗传背景形成、重要农艺性状关键位点的解析,是实现更高效的大豆育种改良的前提。本文首先对泛基因组学的核心问题进行了阐述,解释了从头组装/比对组装、迭代式组装和图基因组等泛基因组研究策略的演变历程和各自特征;接着对作物泛基因组研究的热点问题进行了概括,并且以大豆为例详细阐释了包括类群选择、泛基因组构建、数据挖掘等方面在内的泛基因组研究的开展思路,着重说明染色体结构变异在大豆演化/驯化历程中的贡献及其在农艺性状遗传基础挖掘上的价值;最后讨论了图泛基因组在数据整合、结构变异计算方面的应用前景。本文对作物泛基因组未来的发展趋势进行了展望,以期为作物基因组学及数据科学研究提供参考。

水杨酸对鸭梨果实PG、PME和呼吸速率的影响

在鸭梨果实生长发育前期,呈现一个水杨酸(SA)含量高峰,高峰过后,果实进入快速生长期。随着果实的成熟,SA含量下降。用SA喷施研究表明,不同处理时期、不同处理浓度对果实多聚半乳糖醛酸酶(PG)和果胶甲脂酶(PME)活性影响不同,其中于果实成熟前一个月(8月中下旬)喷施0.02mmol/LSA作用最强,7月上中旬各浓度处理对其作用不明显;圆片培养研究进一步表明0.02mmol/LSA可明显抑制PG和PME活性。喷施0.002～0.2mmol/LSA均明显抑制果实呼吸速率。

水杨酸对离体鸭梨花序衰老的影响

用外源水杨酸(salicylicacid,SA)处理鸭梨离体花序,结果表明,0.005mmol/LSA显著提高了离体梨花序POD、CAT、SOD的活性,降低了H2O2、MDA的含量,从而延缓梨花的衰老;而0.05～0.5mmol/LSA抑制了CAT、SOD、POD活性,提高了H2O2、MDA水平,促进梨花序的衰老。说明低浓度的SA可以抑制膜脂过氧化,从而延缓梨花衰老;高浓度的SA可以促进膜脂过氧化,加速衰老。

水杨酸对新红星苹果果实后熟的影响

以 7年生‘新红星’苹果为试材 ,研究了水杨酸 (SA)在果实发育中的作用。结果表明 ,在果实生长发育期间SA出现一个含量高峰 ,随着果实的成熟 ,SA含量呈现下降趋势。于 8月中下旬用SA进行喷施处理 ,各浓度都抑制了果实采后PG、PME活性 ,其中以SA 0 .0 0 2mmol·L- 1处理作用最强 ;在圆片培养中 ,SA 0 .0 0 2mmol·L- 1处理同样抑制了PG、PME活性 ;不同浓度SA喷施处理可明显降低果实呼吸速率 ,延缓后熟。

大豆育种行业创新动态

我国是大豆消费大国,但主要依赖于进口,且进口依存度将持续增加。与国外大豆主要生产国相比,我国大豆单产还有很大差距,提高大豆单产是解决我国大豆危机的关键。加快大豆分子设计育种创新体系建设,引领大豆育种实现跨越式发展,是赶超国外大豆生产的重要途径。2017年我国科学家克隆了一批控制大豆生育期、高产、优质相关性状的重要基因,且在大豆重要性状耦合遗传网络方面取得了重要进展。

水杨酸对鸭梨幼果酚类物质代谢调节作用的研究

以 2 0年生鸭梨为试材 ,研究了水杨酸 (SA)对鸭梨幼果酚类物质代谢的调节作用。结果表明 ,外源喷施 0 0 2mmoL LSA ,提高了苯丙氨酸解氨酶 (PAL)的活性 ,抑制过氧化物酶 (POD)活性 ;并且能明显抑制木质素和果点的形成 ,降低石细胞团的密度及大小 ,其机制是通过抑制过氧化物酶 (POD)活性实现的。

作物育种关键技术发展态势

传统遗传育种方法是建立在有性杂交的基础上,通过遗传重组和表型选择进行新品种选培。随着所用品种遗传多样性逐步减少,传统育种瓶颈效应愈来愈为明显,利用常规育种技术已经很难育成突破性新品种。生物技术的创新极大地推动了现代育种的发展。随着分子生物学、基因组学、系统生物学、合成生物学等学科的发展和生物技术的不断进步,多学科联合催生了设计育种技术的革新。2017年生物技术发展迅猛,各项技术得到了空前的发展,尤其是基因组编辑技术、单倍体育种、分子设计育种技术的发展,正孕育着一场新的育种技术革命。

植物诱导抗病性

综述了植透导抗病性的概念,诱导因子的种类,植物透导抗病性的特征和机理。

我国生物种业发展现状与问题

国以农为本,农以种为先。种业是确保粮食安全乃至国家安全的关键。据联合国粮食及农业组织资料显示,良种是推动全球作物产量显著提升的重要因素,良种增产贡献率在20世纪达到了50%。生物种业是利用各种生物技术培育生物新品种的战略性和基础性核心产业,涉及的育种技术主要包括杂交育种、分子标记辅助育种、转基因育种、基因编辑育种、基因组选择育种和设计育种等。

水杨酸对新红星苹果果实乙烯合成酶的影响

0.002～5mmol/L水杨酸(Salicylicacid,SA)处理新红星苹果果肉圆片,可抑制圆片中乙烯合成酶(EFE)的活性;进一步研究表明SA处理可降低圆片中超氧阴离子(O2·)、Fe2+及Fe3+的含量,并且SA处理的果肉圆片中O2·、Fe2+及Fe3+含量水平的变化与EFE活性的变化有明显的正相关性。试验还探讨了O2·、Fe2+及Fe3+同EFE活性间的关系。研究认为SA降低O2·、Fe2+及Fe3+含量水平是它抑制EFE活性的重要原因。

谈谈怎样教好中学化学

化学足以实验为主的课程，学好了化学，就为今后进行科学实验打好了基础。那么怎样才能学好化学呢？俗话说万事开头难，只要一开始认真学习，以后就会比较顺利通畅。教学数年，以下是笔者的一点心得。

水稻淀粉合成相关基因分子标记的建立

稻米品质改良是水稻育种的重要方面,传统的常规育种方法由于缺乏对目标基因有效检测的手段,无法对稻米品质的基因型进行有效操作,因而品质改良进展缓慢.利用分子标记辅助选择与传统育种技术相结合,可以在对稻米外观品质进行鉴定的同时,对被选个体的基因型进行准确的鉴定.结合品质的测定,可以大大提高育种效率.但是,目前可用于稻米品质分子辅助育种的分子标记很少.稻米品质与淀粉组分密切相关,我们分析了16个典型水稻品种18个在淀粉合成中的重要基因的全基因序列,明确了各个基因在不同种质中的等位变异,设计了51个可以区分不同等位基因变异的分子标记,这可为稻米品质的分子育种提供可靠的依据.

我国大豆分子设计育种成果与展望

大豆是重要的粮油兼用作物,同时也是人类优质蛋白及畜牧业饲料蛋白的主要来源,在我国粮食结构中占有重要地位。目前,我国育种技术主要以常规育种为主,大豆科学研究和生产水平明显落后于美国。通过中国科学院战略性先导科技专项(A类)"分子模块设计育种创新体系"的实施,已经鉴定到若干高产、优质分子模块,解析了部分重要农艺性状的模块耦合效应,创制了一批大豆优异种质材料,成功培育多个高产、优质的初级模块大豆新品种,初步建立了大豆分子模块设计育种体系。未来,应继续加强种质资源的系统评价、挖掘利用和创制,推动自主性整合公共数据库构建,健全数据共享机制,大力开展大豆高产稳产突破性技术和豆粕替代饲料的研究,加快分子设计育种和人工智能育种创新体系建设,培育具有突破性的大豆新品种,创制绿色高效栽培技术,增强我国大豆自产能力,缓解大豆需求缺口。

分子设计育种的科技问题及其展望概论

粮食是人类生存之本,也是社会发展和国家稳定的基石.未来世界粮食安全依然面临挑战.分子设计育种是解决未来粮食供应安全的重要途径,但是目前分子设计育种在理论、技术以及规范化方面还存在诸多瓶颈.本文针对未来农业和粮食生产的需求,归纳了我国和全球面临的粮食安全问题、育种技术的发展历程和我国分子设计育种取得的成绩,提出了未来分子设计育种的发展趋势,探讨了我国分子设计育种面临的瓶颈和对策.同时,围绕分子设计育种科技创新中亟需解决的问题,提出了面向2035年的战略布局,以期为我国未来农业的发展提供重要借鉴与参考.

开启中国设计育种新篇章——“分子模块设计育种创新体系”战略性先导科技专项进展

"分子模块设计育种创新体系"战略性先导科技专项以水稻为主,小麦、鲤等为辅,利用野生种、农家品种和主栽(养)优良品种等种质资源,综合运用基因组学、系统生物学、合成生物学等手段,解析高产、稳产、优质、高效等重要农艺(经济)性状的分子模块,揭示水稻复杂性状全基因组编码规律,发展多模块非线性耦合理论和"全基因组导航"分子模块设计育种技术,优化多模块组装的品种设计的最佳策略,建立从"分子模块"到"设计型品种"的现代生物技术育种创新体系,为实现全基因组水平多模块优化组装、培育新一代超级品种提供系统解决方案。文章介绍了该专项的背景、总体目标、研究内容、进展及发展展望。

我国生物种业发展现状与问题

生物种业是战略核心产业。当前,生物技术结合数字技术推动种业进入智能时代,育种范式从“试验选优”向“计算选优”转变。生物种业已经成为研发密集型产业,且市场高度集中,被大型跨国企业掌控。中美两国生物种业科技产出全球领先,发表论文数量和授权专利数量排名世界前两位。从核心竞争力来看,美国是全球的佼佼者,在原创性基础研究和核心技术方面具有绝对优势;近年来,中国在育种技术应用方面取得了长足发展,但在基础理论研究、核心技术开发及市场优势品种培育等方面仍有待突破。

提升我国大豆供给能力路径刍议

大豆是重要的粮食和经济作物,近年来我国大豆供需矛盾日益突出,如何保障大豆安全供给已成为我国粮食安全和农业发展的重要课题。文章根据2011—2020年我国大豆消费和供给状况,分析了目前我国大豆国内供给严重不足、国际供给依存度高及进口渠道较集中等问题,提出了通过加强大豆科学研究提高我国大豆产量、开展大豆国际科技合作及拓展大豆生产国际布局等提升我国大豆产业水平、拓宽大豆进口渠道的政策建议,以实现提高我国大豆供给能力和保障我国粮食安全的目标。

新疆地区发展大豆生产的可行性和初步建议

大豆(Glycine max)是重要的粮油作物。近年来,我国大豆需求量和进口量不断增加。扩大种植面积和提高单产是增加大豆总产量的主要途径,西北地区尤其是新疆在扩大大豆种植面积和提高单产方面具有一定的潜力。该文从新疆大豆生产的自然气候条件、大豆在新疆的种植情况及新疆发展大豆生产的优势和局限性等方面分析了新疆地区发展大豆生产的可行性;并围绕大豆生产政策扶持、机械化水平提升、加快科技创新培育优良品种和加强大豆生产示范等措施,提出新疆发展大豆生产的初步建议。