猪全产业链育种技术及其国内外应用现状

全产业链育种技术早在20世纪五六十年代就被动物育种学家们提出,但直到近些年才逐渐在少数国外育种企业中应用。基于元共祖、基因组选择“一步法”等理论算法,国内外学者提出了MF-ssGBLUP、MAGE等一系列不同的全产业链遗传评估模型和算法,国外育种企业荷兰托佩克公司、PIC等已经在实际育种中应用了此技术,并实现了纯种性能的进一步改良提升。我国颁布的《全国生猪遗传改良计划(2021—2035年)》将全产业链一体化育种定位为未来种业发展的重要方向。全产业链育种对我国生猪产业综合生产效率提升具有重大的行业价值,也将是未来生猪育种领域新质生产力的一个重点发展方向。本文介绍了猪全产业链育种技术在我国生猪产业的应用前景,旨在为我国加快全产业链育种的研发和技术应用提供参考和借鉴。

关于吉林省直播稻育种的几点思考

因直播稻与移栽稻的播期及栽培措施等存在不同,两者在抽穗期、产量及产量构成因素等诸多农艺性状上均存在显著差异。为更好提升直播稻产量并培育直播配套品种,笔者从直播稻的生育期及物候期、种子应具备的特征特性、产量结构及品种农艺性状、品种抗性、育种体系等方面提出几点思考。

基于全球黄瓜分子育种专利技术的创新态势分析

为研究黄瓜分子育种领域的全球专利发展趋势、研发热点、区域分布和技术布局,揭示黄瓜分子育种的创新态势,笔者的研究基于德温特创新索引国际专利数据库(DII),借助DDA分析工具对1987—2022年全球黄瓜分子育种技术发展态势进行了归纳分析。结果表明,黄瓜分子育种技术整体呈快速发展的趋势;植物基因工程与遗传育种是各大技术布局的核心;中国的申请量最多,美国申请量第二;孟山都、先正达、拜尔以及陶氏、巴斯夫等国际育种巨头企业均在主要国家进行了专利布局,中国在该领域专利数量较多,中国农业科学院、上海交通大学、中国农业大学以及南京农业大学4家机构入围全球前10;深入分析表明,种质鉴定与创新、抗生物胁迫、方法改进与技术革新是黄瓜分子育种技术领域当前的研发热点。综上,分子育种是黄瓜育种领域的前沿技术,发展速度快,种质材料创新、抗性与技术革新是研发热点,我国的专利申请量和研究机构最多,是全球最受重视的技术市场。这些研究结果可为我国在黄瓜生物育种技术领域合理部署、完善知识产权布局提供一定借鉴。

关于我国林木育种向智能分子设计育种发展的思考

“作物育种4.0”的提出,为我国林木遗传育种指明了向智能分子设计育种发展的前进方向。本文提出了理想品种的概念及其智能设计实现条件,简要综述了我国林木遗传育种研究历史以及存在的问题,并提出了推动我国林木智能分子设计育种的发展对策等。林木遗传育种应该瞄准国家林业重大需求,有组织地选择重要树种系统布局,在推动树种高世代遗传改良及其利用的同时,准备系谱关系清晰的育种资源群体,做到等位变异有迹可循;解析重要性状遗传变异规律及其调控网络,实现基因调控有据可查;建立高效的多组学大数据整合分析以及育种群体构建、亲本选配和后代选择等分子设计育种技术方法体系,保证智能育种有“法”可依等。逐步解决我国林木遗传育种中存在的问题,为实施林木智能设计育种创造理想条件。在每一育种世代品种向理想品种选育的推进过程中,尽可能将智能分子设计育种的最新理论和技术成果应用于育种实践,选育出高产、优质、高抗的当前世代理想品种,满足国家林业发展的现实需要。

羊肚菌育种的策略及建议

对羊肚菌品种存在的问题和育种的遗传基础进行概述,提出了基于交配型基因标记的羊肚菌杂交育种策略,并对羊肚菌品种选育工作提出了有效扩充基因库、目标导向性开展品种选育、加强选育品种保护的建议,为羊肚菌育种工作开辟了新思路。

优良玉米新品种丹玉615的选育、栽培技术与育种经验总结

丹玉615是丹东农业科学院于2013年冬在海南以自选系X22为母本、自选系H635为父本杂交选育而成的玉米单交种。于2017-2018年参加辽宁省中晚熟区试,2年平均产量714.2 kg/亩,比对照郑单958增产4.4%;2018年参加生产试验,平均产量688.4 kg/亩,比对照郑单958增产7.7%。该品种2019年通过辽宁省审定,具有高产、优质、适应性好、活秆成熟等特点。

2023年茶树遗传育种研究进展

文章总结概述了2023年度茶树遗传育种领域取得的主要进展,包括茶树育种基础理论的创新研究、茶树育种技术的创新探索、茶树新品种的授权与登记情况。2023年度,茶树的品质成分形成、生物及非生物胁迫响应、生长发育、叶色变异等分子调控机制,仍是育种基础理论研究的热点,获得的创新性成果为培育茶树新品种提供了明确的靶基因资源;茶树泛基因组图谱首次构建成功,进一步揭示了茶树基因组扩张的遗传基础;77个茶树品种授权获得植物新品种权,83个茶树品种通过非主要农作物品种登记,为茶产业稳健发展提供了强有力的支撑。

热区葡萄育种研究进展

葡萄是温带果树,葡萄生产及新品种培育主要分布在气候干燥凉爽的温带地区。随着避雨、破眠、一年两收等葡萄栽培新技术的推广,热区葡萄由于早熟、错季经济效益明显,近年发展迅猛,该区已成为我国特色优势栽培区。葡萄新品种对葡萄产业的快速发展起着重要推动作用。文章结合国内外研究进展提出热区葡萄育种的必要性,概述当前热区葡萄产业现状、主栽葡萄品种及存在问题:由于我国热区葡萄育种工作起步较晚,目前热区主栽葡萄品种仍为温带地区育成,均不耐湿热,存在着色障碍、品质下降、抗性差、易感多种病虫害、需冷量较高、发芽不整齐和易发生日灼等“水土不服”问题。文章分析了热区育种的优势:热区积温高,实生苗生长量大,结果早,育种效率高;热区分布的野生耐热葡萄资源丰富,是培育耐热抗性强新品种的宝贵材料;热区逆境条件可为耐热抗病葡萄新品种的选育提供天然的筛选环境。总结湿热地区葡萄育种研究进展,包括葡萄栽培技术基础、育种机构和专业技术人才队伍情况。阐述广西葡萄种质资源引进与评价的基础,介绍巴西热区葡萄遗传育种研究计划的代表性新品种及广西热区葡萄选育品种的登记及保护情况,并提出我国热区葡萄育种下一步工作计划。在高热高湿、降雨多、日照时数少、冬季低温时数少的热区逆境气候环境下选育早熟优质、抗性强、易栽培和耐储运葡萄新品种是热区葡萄产业健康高质量可持续发展的保障,对提升热区葡萄新质生产力具有重要意义。

中国西兰花育种研究进展

2018年以来,随着农业农村部“国家西兰花育种联合攻关”工作的实施,我国西兰花育种研究取得了重要进展。自主培育的西兰花品种在花球颜色、球形等重要性状方面取得了突破,自主培育品种的市场占有率由2018年的不足5%提升至2023年的35%左右,单倍体诱导技术广泛应用于育种实践,遗传转化和基因编辑技术取得突破,基因组与分子标记辅助育种技术在育种工作中发挥着重要作用。文章介绍了近年来我国在西兰花花球重要商品性状、育种技术、新品种选育等方面取得的重要进展。基于我国自主培育品种和对照品种的系统发育进化树分析结果,并结合主栽品种的历史更替,将我国西兰花品种分为3个历史阶段和17个进化群(簇),浙青、碧绿、美奥、台绿等最新育成品种位于进化树顶端。近几年西兰花育种主攻方向仍是早中熟、广适性品种,未来育种的方向是抗病、抗逆、适宜机械化生产,同时应从外观品质转向鲜食加工品质和功能营养品质。

内地棉区优势棉花资源评价及其在新疆棉花育种中的应用

为了综合利用内地棉区棉花资源,破解新疆棉花遗传基础狭窄、同质化严重等育种瓶颈难题,更好地培育适合新疆全程机械化的高产稳产棉花新品种,以160份内地棉区棉花资源为材料,在新疆库尔勒进行生物学性状鉴定,采用相关分析、聚类分析等指导新疆棉花育种亲本选配、系统选育,并应用GGE双标图对后代品系的丰产性、稳产性进行综合评价。结果表明,内地棉区棉花资源在新疆种植表现有地域性差异,来源地与新疆试点维度相近的生态区棉花资源有较好的适应性,其灰色聚类评估分也相应偏高。其中,78份优势棉花资源遗传变异丰富,在欧氏距离11.486处可划分为四大类群,以黄河流域棉区资源为主的第Ⅲ类群整体表现最好,可以作为新疆利用内地棉花资源的特征类群。主成分分析表明,第1主成分的特征值和方差贡献率最大,是与丰产性相关的综合因子,是综合衡量棉花资源优劣的依据。依据GGE双标图对以内地优势棉花资源为亲本的16个后代品系的丰产性、稳产性进行评价,优选出既高产又稳产的目标棉花品系M5。

节水抗旱稻不育系沪旱7A及所配组合特征特性分析及育种展望

节水抗旱稻是同时具有水稻高产优质和旱稻节水抗旱特性的一种新的栽培稻类型。沪旱7A是上海市农业生物基因中心与上海天谷生物科技股份有限公司以武香B/内香B//沪旱1B为亲本杂交选育而成的籼型三系不育系,具有育性稳定、抗旱性强、米质优良、配合力好等特点。以沪旱7A为亲本选配的节水抗旱稻组合旱优73、旱优3015等表现出很强的杂种优势,已在生产上大面积应用。本文介绍了沪旱7A的特征特性,分析评价了其所配组合的生育期、抗性、产量等指标,提出了使用沪旱7A配组新组合时需要注意的事项和改良的方向,为沪旱7A作为节水抗旱稻核心亲本推广应用提供科学依据。

花生含油量全基因组选择及近红外光谱筛选的育种技术探究

花生含油量对单位面积产油量至关重要。该性状受多个微效基因控制,但可用的紧密连锁标记十分有限,传统的分子标记辅助选择育种准确性不高。全基因组选择作为一种新的育种方法,可实现对数量性状的早期预测;近红外光谱分析可对作物品质性状(如含油量等)进行无损检测。通过两者优势互补,建立花生含油量全基因组选择和近红外光谱筛选联合的育种技术,探讨影响花生含油量全基因组选择预测准确性的因素,为花生分子育种奠定理论基础。本研究以216个重组自交系为材料构建训练群体;分别以139、464和505株F_(2)、F_(3)和F_(4)为材料构建育种群体;利用自主开发的“PeanutGBTS40K”液相芯片进行基因分型,开展含油量全基因组选择育种模型分析;通过联合全基因组选择和近红外光谱筛选技术,开展花生含油量性状的育种应用,并评价其育种效果。结果显示,对训练群体进行基因分型后,总共获得30,355个高质量SNPs,并用于11个全基因组预测的模型选择分析。含油量预测准确性最高的模型为rrBLUP,其次是randomforest和svmrbf。以重组自交系为预测群体,F_(2)、F_(3)和F_(4)各世代含油量的预测准确性分别为0.116、0.128和0.119;以重组自交系叠加上一轮的育种群体为预测群体,各世代含油量的预测准确性分别为0.116、0.131和0.160。全基因组选择联合近红外筛选要比单独的全基因组选择对各世代的含油量选择效果提高1.8%、2.7%和3.4%;与单独的近红外筛选相比,差异不显著(0.10%、0.06%和0.07%);而近红外筛选与全基因组选择相比,含油量可显著提高1.7%、2.6%和3.3%。通过联合全基因组选择和近红外光谱筛选育种,F_(3)和F_(4)分别比F_(2)的含油量提高1.2%和1.0%。F_(4)总共获得16个入选改良株系,有10个株系含油量≥55.0%,其中2个株系(SF_(4)_201和SF_(4)_379)的理论产量分别比对照增产7.0%和11.1%。本研究通过建立花生含油量性状的全基因组选择-近红外光谱筛选联合育种技术,可有效实现花生含油量性状的遗传改良。

2016—2023年广西优质常规稻育种现状及发展对策

分析了广西2016—2023年审定的135个常规稻品种主要性状和产业发展形势,认为广西优质常规稻品种存在稻瘟病抗性水平低、稻米品质指标协调性差、主效基因缺乏、同质化严重、低镉型品种选育滞后、销售及转让价格低等问题,对配套栽培技术的研究和推广也不足。针对当前广西优质常规稻育种及产业存在的问题提出解决对策,如加强分子育种,提高品种品质和稻瘟病抗性,加快选育镉低积累品种,加大优质稻品种推广力度,研发和推广配套保优高产栽培技术,打造高端品种优势品牌。

新农科背景下草类植物育种学课程教学改革与探索

草类植物育种学是草业科学专业的核心课程,该课程的专业知识储备和实践试验能力提升在培养适应新农科建设需要的高素质草业科学专业人才方面具有重要意义。然而,对标新农科建设要求,该课程在实际教学中存在教学内容陈旧、教学方法单一和实践教学不足等问题,这种知识体系和教学模式难以满足现代种业发展对高水平育种人才的需求。教学团队通过构建网络教学平台,加强教材编写,引入最新研究进展和技术,以及引进育种专业软件DeltaGen和国际智力等手段,对教学内容、教学方法和课程考核方法进行了改革。经过课程改革,学生对草类植物育种的学习兴趣得以激发,实践和创新能力得到增强,教学质量得到提升。

育种播种机钢索复卷测程装置的结构设计与试验

目前,小区育种播种机定长获取方式主要通过人工测量,效率低且作业强度大,严重制约了小区育种机械的快速发展。为此,设计了一种钢索复卷测程装置,采用自动收放式测程,通过探测装置检测钢索固定的钢制或橡胶等材质球体获取小区育种播种机区间位置数据信号。为了确定不同前进速度下钢索复卷测程装置连续工作的合理参数范围,通过样机试验对装置进行参数优化。试验结果表明:往复导线轮V型角度在10°~20°之间,往复丝杠长度在400~450mm之间,装置运行稳定且无钢索缠绕和收排线集中等问题,带有触点式的行程开关的信号传输和控制运行稳定可靠,达到了育种播种机测程的要求。

杉木育种群体遗传多样性评价及核心种质构建

【目的】评价湖南省杉木不同世代育种群体遗传多样性及其变化动态,构建核心种质,旨在为湖南省杉木下一轮遗传改良及种质利用提供理论依据和材料支撑。【方法】利用21对能获得多态性SSR引物对3个不同世代杉木育种群体中的137份样本进行PCR扩增,采用Gene Marker软件进行基因分型,利用GenAlex软件估算群体遗传参数、检测Hardy-Weinberg平衡并进行分子方差分析,利用GENEPOP软件估算无效等位基因频率,利用FSTAT软件评估成对育种群体间的遗传距离,利用STRUCTURE软件分析群体遗传结构,利用Darwin软件构建邻接系统发育树,利用Core-hunter软件构建核心种质,采用t检验和主坐标分析法验证核心种质的有效性和代表性。【结果】湖南省杉木整个育种群体(HO=0.541,HE=0.630)遗传多样性丰富,3个不同世代的育种群体均表现为杂合体缺失,显著或极显著偏离Hardy-Weinberg平衡;整个育种群体中的种质可聚为2大类群,种质间普遍存在亲缘关系;不同世代育种群体间遗传分化较小(FST为0.010~0.014);以40%的抽样比例构建核心种质,同源性为14.55%,等位基因覆盖度为100%,群体遗传参数与整个育种群体差异不显著,核心种质在所有种质的主坐标中均匀分布。【结论】湖南省杉木多世代遗传改良策略科学合理,各世代育种群体遗传多样性较高,育种群体遗传多样性并没有因遗传改良进程而下降。构建的55份核心种质保留了整个育种群体全部等位基因,有效地限制了同源性,符合生物核心种质的构建要求,可为湖南省杉木种质创新、资源高效利用及高世代种子园建设提供优异的种质材料。

大球盖菇遗传育种研究进展

大球盖菇(Stropharia rugosoannulata)营养丰富,栽培简易,是联合国粮食和农业组织向发展中国家推荐栽培的食用菌品种。近年来,我国大球盖菇产业发展迅速,对优良品种的需求日益迫切,同时我国的大球盖菇育种研究也取得较多成果,但缺乏系统总结和报道。该文从大球盖菇遗传特性、种质资源分布、育种方法及成果、经官方审(认)定或申请专利保护的品种等方面首次综述了我国大球盖菇遗传育种的研究进展,并对大球盖菇育种的重点方向进行展望,以期为我国大球盖菇优良品种的培育和各地引种栽培大球盖菇时进行品种选择提供参考依据。

作物育种方法与实践课程思政教学案例库建设探索

自2020年5月教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》以来,中国农业大学非常重视课程思政建设,将“立德树人”贯穿教学始终,在国内最早实施课程育人大纲,将“培养什么人,怎样培养人,为谁培养人”作为教学重中之重。在研究生院课程思政教学改革项目的支持下,我们对研究生学位课“作物育种方法与实践”的课程思政案例进行了搜集和整理,并将其融合在整个课程教学过程中,收到了很好的教学效果,受到了学生的普遍欢迎。该课程于2022年被评为“北京市课程思政示范课程”。

牧草太空育种的研究现状与展望

【目的】牧草太空育种是近三十年来新兴的一种育种技术,具有变异多、变幅大、稳定快等特点,可缩短牧草育种周期。本文综述了太空育种的研究现状,分析总结了太空育种的原理、方法及可能存在的问题,以期为今后牧草太空育种提供更多参考和启发。【方法】通过Web of Science、Google Scholar、中国知网、百度学术等网站查阅了大量太空育种尤其是牧草太空育种的相关文献,并对文献资料进行收集、分析和整理。【结果】太空环境诱变是当今牧草育种重要发展方向之一,通过总结太空诱变技术在牧草育种中的应用,分析了牧草太空育种中面临的问题和挑战,展望了采用太空环境诱变创制牧草新品种的前景。【结论】太空环境诱变能诱发牧草基因组中的突变,增加其遗传多样性,从而创造出具有新特性的植物品种,对牧草类作物进行种质资源的创制具有重大意义,同时也为快速培育优良牧草新品种及特异种质资源开辟了一条新途径。太空育种技术为牧草育种开辟了新的可能性,有望成为未来太空农业的重要组成部分。

小麦育种单穗电动脱粒机设计与试验

【目的】针对小麦育种单穗收获、采样工作量大、田间实时采样不便等问题,设计了一款便携式的小麦育种单穗电动脱粒机。【方法】单穗脱粒机采用了脱粒板和清选风机同轴、U型清选风道、清选风量调节可调的结构设计。确定了脱粒板结构、脱粒板转速,清选风机直径、叶片数及风机风速等参数。通过计算流体力学(compu-tational fluid dynamics,CFD)对最小进口风速5 m·s^(-1)、最大进口风速10 m·s^(-1)分别进行清选性能试验。由仿真可知清选区风速均小于小麦籽粒的悬浮速度,大于杂余的悬浮速度,都能够达到小麦清选的要求。利用离散元法(distinct element method,DEM),采用多尺度颗粒聚合的方法建立可脱粒小麦植株模型;通过仿真试验,分析小麦籽粒在脱粒机内的速度和位移随时间的变化规律,对滞种问题进行分析。【结果】为研究脱粒滚筒转速、喂入量、凹板筛间隙对脱粒机滞种的影响,设计3因素3水平正交试验,极差分析法结果表明,各因素于滞种率主次顺序依次为脱粒滚筒转速>喂入量>凹板筛间隙,其中滞种率最小的工作参数组合是滚筒转速为1000 r·min^(-1),喂入量为3穗·次^(-1),凹板筛间隙为6 mm。在小麦育种单穗电动脱粒机样基础上进行了试验验证。结果表明,脱粒机没有滞种现象,脱出籽粒含杂率为0.83%。【结论】小麦育种单穗电动脱粒机有良好的脱粒性能且无滞种问题,满足小麦育种单穗脱粒的要求。