应用离子注入技术改良作物的研究进展与展望

介绍了应用离子注入技术进行作物改良的研究概况,评价了离子注入技术的应用前景。

利用基因工程改良作物

把外源基因稳定地导人植物内是现代植物育种、杂交种子生产、农业机械化、化肥施用及害虫防治等一系列农业技术进展中最为重要的发展项目之一。基因工程在大田作物中的应用首先需解决现行常规育种及农业化学开发中所提出的问题,譬如提高生产效率,加强市场吸引力及改善环境保护等。基因工程不但能补充农作物育种中所需要的基因和种质资源的多样性,而且可以缩短培养新品种及杂种组合的周期。另外,植物基因工程还为农业化学、食品加工。

遗传工程改良作物

在植物分子生物学第二次国际大会上,许多科学家们描述了遗传工程技术应用于作物改良的情况。Durham 大学的 D.Boulter 等人把具有抗代谢蛋白的豇豆防虫机制转入烟草植株中。他们采用根癌土壤杆菌 Ti 质粒二元载体把豇豆胰蛋白酶抑制基因 CpTI 转入烟草,产生了抗虫性转基因烟草植株。

遗传改良作物的法律挑战:以StarLink Corn为研究案例

本研究以StarLink Corn事件为案例,探讨了遗传改良作物在法律和监管方面面临的挑战。StarLink Corn是由Aventis CropScience开发的一种转基因玉米,含有一种来自土壤芽孢杆菌的蛋白质Cry9C,旨在抵抗某些害虫。尽管仅获批用于动物饲料,但该产品意外进入了人类食品供应链,引发了广泛关注和法律诉讼。本研究分析了事件对农业产业、消费者信心和国际贸易的影响,强调了在食品安全和环境保护方面需要更加严格和全面的法律框架。同时,提出了对风险管理、公众接受度、国际法律框架和新兴生物技术法律挑战的进一步研究建议。本案例为未来遗传改良作物的法律和政策发展提供了重要的指导和教训。

CRISPR基因编辑技术加速蔬菜作物遗传改良

现代生物技术,特别是基于CRISPR/Cas系统的基因编辑技术,对作物遗传改良产生了深远影响。本文综合分析了CRISPR/Cas基因编辑系统的组成、机制,综述了基因编辑技术在蔬菜作物基因功能验证和作物遗传改良方面取得的突破性进展,及其在蔬菜作物如番茄、西瓜、甘蓝、胡萝卜和黄瓜等中的应用。CRISPR/Cas基因编辑系统是目前应用最广泛的基因编辑系统,为了加深对CRISPR/Cas基因编辑系统的了解、促进其在蔬菜作物改良中的重要作用,本研究探讨了影响遗传转化效率的因素,提出了提高转化效率的策略,讨论了当前技术的局限性,如作物转化再生难度和基因型的依赖性。本文强调,筛选易于遗传转化的品种、开发高效的植物转化和再生系统,以及创造更高效、精确和多功能的基因编辑工具是未来研究的关键方向。

小肽调控植物分生组织发育的机制及其在作物改良中的研究进展

在高等植物的生长发育过程中,根尖分生组织和茎尖分生组织不断分裂分化产生根系、茎、叶和花等器官,分别形成植物的地上和地下部分。小肽是胞间通讯的关键信号分子之一,参与了植物生长发育、抗病抗逆等诸多生命活动,其中包括植物根尖和茎尖分生组织的干细胞活性调控,进而影响了植物器官的生成和发育。近年来,越来越多的研究揭示了小肽分子在分生组织维持和发育中的重要性,及其在多种作物农艺性状调控中的关键作用。本文综述了小肽及其受体在拟南芥和作物中维持分生组织稳态的分子机制,探讨了小肽对作物产量性状的影响及在作物改良中的应用策略,并对小肽领域的研究方向进行了分析和展望。

绿色农业发展背景下的农作物品种改良策略研究

随着人口增长和经济发展,全球粮食需求不断增加,农业生产面临着日益严峻的挑战,绿色农业已成为全球关注的焦点。传统农业生产模式存在诸多问题,如土地资源利用效率低、农药和化肥滥用导致环境污染、气候变化对农业生产的不利影响等,这些问题迫切需要解决。农作物品种改良作为提高粮食产量、品质和抗逆性,以及保护生态环境的关键手段,受到广泛关注。在绿色农业理念的指导下,农作物品种改良不仅要追求产量增加,也要注重环境友好性、资源节约和气候适应性,以实现农业的可持续发展。本文深入分析了农作物品种改良的现状与挑战,探讨了绿色农业发展背景下的农作物品种改良策略,对不同品种改良策略的比较研究和前瞻性分析,以期为农业科研机构、相关管理部门和农业生产者提供科学依据和决策参考,推动农作物品种改良技术的应用和推广,为促进农业现代化发展、推动农业可持续发展提供理论指导和实践支持。

单碱基编辑技术在作物遗传改良中的应用

随着对CRISPR系统的深入研究,已开发出基于CRISPR/Cas9系统的单碱基编辑器,并使其逐渐成为基因编辑领域的重要工具。在作物遗传改良相关研究中,单碱基编辑器已被广泛应用于改良作物性状,提高产量、营养品质、抗逆性和抗病性等诸多领域。通过引入单碱基编辑技术,水稻、番茄、拟南芥等作物获得了抗除草剂、抗倒伏等特性。文章综述了单碱基编辑系统的工作原理及其在植物基因编辑领域的应用,旨在推动农业可持续发展和人类社会进步。

转基因技术在作物改良中的应用

当前,转基因技术正逐渐崭露头角,成为一项具有巨大潜力的农业发展技术。尽管这种技术在应对农业挑战方面具有许多优点,但也引起了争议。本文旨在探讨转基因技术在作物改良中的应用,特别是如何有效提高作物的抗虫性和抗病性、增强耐逆性,以及提高营养价值,并进一步增加产量。为了实现这些目标,转基因技术需要相关的研究人员将特定基因从一个物种转移到另一个物种,以改善目标作物的特性。通过这种方法,可以降低农药使用量,提高农作物的抵抗力。此外,转基因技术的应用还能有效改善作物的耐旱性、耐盐碱性和耐高温性,从而确保农业生产的稳定性和可持续性。本文不仅讨论转基因技术的潜力,还将关注其在实际应用中所面临的挑战和争议,以期为相关领域的研究和实践提供有价值的参考。

农业生物技术在作物改良和病虫害防治中的应用

随着时代的发展,农业生物技术也在不断进步。农业生物技术主要是通过对生物体的基因和分子结构进行研究,以及运用相关技术手段,旨在改良农作物的生长性能、增加产量、提高抗逆性,并有效防治作物病虫害。随着科学技术的飞速发展,农业生物技术在作物生产领域发挥了越来越重要的作用,为农业可持续发展提供了新的途径。本文对农业生物技术在作物改良和病虫害防治中的应用,进行了深入的探讨。

甘肃省农业科学院杂粮作物遗传改良团队

首席专家杨天育(1968-),中共党员,博士研究生,研究员,甘肃农业大学硕士生导师,现任甘肃省农业科学院副院长,是农业农村部杂粮专家指导组成员,国家谷子高粱产业技术体系岗位科学家,美国佐治亚大学访问学者。兼任中国作物学会粟类作物专业委员会副会长,中国农学会杂粮分会副会长,甘肃省作物学会理事长,甘肃省粮食作物栽培标准化委员会副主任委员。

植物小肽信号生物学功能及其在作物改良中研究进展

作为植物体内一类重要的信号分子,小肽在飞摩尔(fmol)级的浓度下被相应的细胞质膜类受体激酶识别并结合,开启小肽-受体介导的细胞间信号转导过程,从而调控植物干细胞的生长与增殖,调节根、茎、叶、花和果实等多种植物器官的发育,协调植物响应生物和非生物胁迫等多种生理过程。随着研究的不断深入,越来越多的报道揭示了小肽在水稻(Oryza sativa)、玉米(Zea mays)、马铃薯(Solanum tuberosum)及番茄(Solanum lycopersicum)等多种作物农艺性状中的重要调控功能,暗示着小肽信号在作物遗传改良中的巨大应用潜力。本文系统总结了小肽-受体介导的信号转导模式在植物中的生物学功能及分子机制,重点综述了小肽在调控作物产量、品质和抗性等重要农艺性状中的研究进展,并讨论了小肽信号应用于作物育种改良的策略,最后提出了小肽研究的未来方向。

非编码遗传资源在作物重要农艺性状调控中的研究进展

在传统作物遗传研究中,蛋白质编码基因一直是研究的焦点。然而,近年来的科学进展揭示了非编码遗传资源在调控作物产量、品质和抗性等重要农艺性状中的关键作用。这些非编码遗传资源包括调控性非编码RNA、组成性非编码RNA、基因非编码区序列、核酸适配体以及由非编码序列衍生的小肽,它们在基因表达调控、细胞代谢、基因组稳定性以及生物技术应用中发挥着至关重要的作用。高通量测序技术、生物信息学和功能基因组学的快速发展,为非编码遗传资源的系统发掘和功能研究提供了技术支撑。在作物育种领域,非编码遗传资源的精准调控特性为提升农艺性状提供了全新手段,突破了传统编码基因研究的局限性。相关研究不仅揭示了非编码序列在作物复杂性状调控中的多样化功能与精细调控机制,也展现出巨大的应用潜力。该文综合评述非编码遗传资源在作物农艺性状调控中的研究进展,系统梳理这些非编码元件的分类、起源与演化背景,详细讨论其在调控作物重要农艺性状中的作用机制和调控网络,最后探讨非编码遗传资源在作物育种中的应用潜力,并对其在未来遗传改良中的发展方向提出展望。通过系统地总结现有研究成果,可为未来研究提供坚实的理论基础,并促进非编码遗传资源在作物遗传改良中的创新应用。

黑龙江省农业科学院作物资源研究所“龙麦”强筋小麦育种团队

“龙麦”强筋小麦育种团队成立于1956年,现为哈尔滨国家小麦改良分中心、农业农村部东北地区春小麦科学观测实验站、黑龙江省强筋小麦遗传改良中心和黑龙江省麦类作物品种改良重点实验室等创新平台依托单位。团队现有科研人员8人,专业涵盖作物遗传育种、植物保护、耕作栽培等。其中,二级研究员1人,三级研究员1人,高级职称4人,中级职称1人,初级职称1人;博士4人,硕士4人;国务院特殊津贴专家1人;农业农村部小麦专家指导组专家1人;黑龙江省省级学科梯队后备带头人1人;黑龙江省高层次人才4人;黑龙江省中青年专家1人;农科英才专项首席科学家1人。

利用修饰光敏色素信号途径进行作物改良的可行性

介绍了模式植物拟南芥中受光敏色素调控的光形态建成机制;综述了有关禾本科植物光敏色素信号途径及其突变体与产量性状关系的相关研究进展。指出:对小麦、玉米等作物光敏色素过表达和/或功能缺失突变体的株高、开花期、避荫性反应和产量等变异进行系统研究,对其产量性状突变体进行遗传学、生物化学和分子机制进行解析,有望探索出通过修饰作物的光信号途径改良农作物的新策略。

叶绿体转化及其应用于作物改良研究的最新进展

农杆菌介导的核基因转化技术已普遍应用于作物改良和分子育种方面,而其不可避免的转基因沉默现象和生物安全问题是科研工作者和广大民众关注的焦点,进而成为基因工程技术广泛应用的主要限制因素。叶绿体遗传转化技术因具有核转化不可比拟的独特优势,成为植物基因工程发展的新方向和科研工作者研究的热点之一,通过该技术有望培育出真正生物安全的转基因作物新品种。本文围绕叶绿体转化的原理、方法、筛选标记及其应用等方面进行阐述,着重介绍其在作物改良方面研究的最新进展,并对存在问题及应用前景进行了展望。

RAPD标记与作物改良

建立于ＤＮＡ基础之上的分子标记对于作物改良和多态性研究具有重要作用。ＲＡＰＤ是以ＰＣＲ为基础的一种分子标记，与ＡＦＬＰ、ＲＦＬＰ相比，具有简单快速，ＤＮＡ需要量小等优点。自１９９０年以来已经得到了广泛的应用。本文着重讨论了ＲＡＰＤ在禾谷类作物的基因标记与辅助选择，基因作图，品种鉴定和多态性分析方面的应用。