基于非线性主成分分析的绿色超级稻品种综合评价

应用绿色超级稻被认为是推动水稻生产可持续发展的重要途径之一,已成为全球水稻育种的主要目标。目前关于绿色超级稻品种综合评价的研究鲜有报道。本文围绕“少打农药、少施化肥、节水抗旱、优质高产”的理念,从技术性、经济性、生态性和社会性 4 个维度构建了绿色超级稻品种综合评价指标体系,为水稻及其他作物品种的综合评价、品种选育及推广应用提供了有益的研究思路。在此基础上引入一种非线性主成分分析法对数主成分分析,利用大田试验数据及不同评价方法的对比分析表明,对数主成分分析法符合绿色超级稻的育种理念,具有较强的合理性,可作为一种有效的水稻品种综合评价方法。

水稻分子育种与绿色超级稻

"参与全球水稻分子育种计划"项目实施10年,从引进国外优异种质资源,积极参与国际合作计划着手,联合国内不同稻作区的数10家科研单位,围绕培育绿色超级稻的长远目标,在国内形成了水稻分子育种协作网络,基本建立起我国水稻分子育种的资源、技术和信息平台,筛选和构建了一批高产、优质、抗病虫、节水抗旱、耐高低温、氮磷肥高效利用的种质资源,育成了一批具有绿色超级稻性状的水稻新品种(系)。

公众对绿色超级稻社会认知的研究

调查研究了武汉市居民对作为转基因产品的绿色超级稻的社会认知情况,并据此提出了加强对绿色超级稻相关知识的科学普及,重视采用有针对性的、多元化的科学普及策略等政策建议。

绿色超级稻的研究进展与展望

如何平衡农业生产与环境资源的矛盾是我国乃至全球面临的巨大挑战。为应对这一挑战,我国科学家提出绿色超级稻的理念,建立全基因组育种选择技术体系,挖掘出一批高产、抗逆、优质、抗病虫以及养分高效利用的绿色性状基因,培育大量绿色超级稻品种并推广应用,推动了作物育种目标和育种模式的转变。本文总结了绿色超级稻的理念、发展历程以及绿色超级稻研究取得的重要进展,并就绿色营养优质水稻的培育与应用进行了展望。

绿色超级稻品种培育及其发展

粮食安全、资源环境保护以及绿色发展是农业产业发展面临的重大问题。水稻作为我国主要粮食作物之一,在保障粮食安全中发挥着重要作用。“绿色超级稻”的理念要求水稻新品种在高产优质的基础上兼有多种病虫害抗性、养分高效吸收利用、以及较强的抗旱性和抗逆性特性,实现水稻生产“少打农药、少施化肥、节水抗旱、优质高产”的目标。“绿色超级稻”的理念与实践推动了绿色农业的发展。本文简要介绍了“绿色超级稻”理念及其形成的历史背景、研究进展及未来的发展趋势。

玉溪绿色超级稻的选育设想

阐述了玉溪水稻育种在不断提高产量、改良品质，实现不用或少用农药、大幅度降低化肥施用量及节水抗旱的绿色水稻品种选育目标的基础上，提出了今后水稻选育发展思路及设想。

绿色超级稻品种的农艺与生理性状分析

探明绿色超级稻的农艺与生理性状,对于培育和选用绿色超级稻品种有重要意义。本研究以4个绿色超级稻品种为材料,1个超级稻品种和1个非超级稻品种为对照,观察了绿色超级稻的农艺与生理表现。结果表明,与对照品种相比,绿色超级稻品种具有较高的产量和氮素利用效率。绿色超级稻品种较高的产量得益于总颖花数和结实率的同步提高,较高的氮素利用率主要在于较高的植株氮素籽粒生产效率(氮素内部利用效率)。绿色超级稻具有较高的茎蘖成穗率和粒叶比,抽穗期较高的糖花比,灌浆期较高的作物生长速率、净同化率、根系氧化力和茎中同化物向籽粒的运转率和成熟期较高的收获指数。这些性状与产量及植株氮素籽粒生产效率均呈极显著的正相关。建议将上述性状作为培育和选用绿色超级稻品种的参考指标。

功能基因组与绿色超级稻

功能基因组研究为绿色超级稻的培育提供了基因资源、技术手段和科学方法。本文界定了绿色超级稻的内涵和概念,概述了功能基因组与绿色超级稻的研究进展,并简要展望了未来功能基因组成果应用于绿色超级稻的前景。

绿色超级稻的缘起、多功能价值与时代意蕴

该文系统总结了绿色超级稻的发展历程、战略目标及其与第二次绿色革命的关系。在探讨绿色超级稻多功能价值的基础上,揭示出绿色超级稻的时代意蕴,包括:绿色超级稻研发顺应了生物经济时代发展趋势;绿色超级稻是农业多功能拓展的主导领域;绿色超级稻的多功能价值体现农业边界淡化及与其他产业的融合。

稻米产业迎来新一轮绿色革命——绿色超级稻:温饱与环保兼得

绿油油的稻田总是给人带来丰收的希望。但实际上,水稻种植是水肥消耗大户,不合理使用化肥农药还会带来农业面源污染。这一问题随着绿色超级稻的诞生有望迎刃而解。9月下旬,国家863重大项目'绿色超级稻新品种选育'福建现场观摩会在三明召开,全国27家研发机构120多位院士专家齐聚三明,其中包括张启发、颜龙安、谢华安三位院士。专家院士普遍认为,绿色超级稻的选育与推广,将为破解第一次绿色革命的弊端。

中国“绿色超级稻”在18个亚非国家试种推广

由中国农业科学院主导的“为亚洲和非洲资源贫瘠地区培育绿色超级稻”国际农业科技扶贫项目自2008年启动以来,已在18个非洲和亚洲国家试种、审定和推广,审定高产、优质、多抗的品种78个,累计推广面积达612万公顷。

中国“绿色超级稻”在18个亚非国家试种推广

由中国农业科学院主导的“为亚洲和非洲资源贫瘠地区培育绿色超级稻”国际农业科技扶贫项目自2008年启动以来,已在18个非洲和亚洲国家试种、审定和推广,审定高产、优质、多抗的品种78个,累计推广面积达612万公顷。

绿色性状聚合育种

斌文紧紧围绕绿色超级稻的目标，开展了绿色超级稻新材料的创建和新品种选育，同时开展大面积示范推广0育成抗2-3主要病虫害绿色超级稻品种10个，育成节水抗旱新品种2个，示范推广面积4657Y亩。创建具有绿色超级稻性状的新材料131份，其中导入Xa23基因，高抗白叶枯病的株系材料10份，导入Pi-2．Pi-9基因、广谱抗稻瘟病的株系材料8份，导入Bphl4，Bph15基因、抗褐飞虱的株系材料36份，聚合Bphl4．Bphl5．CrylAb／Ac基因．同时抗褐飞虱和螟虫的株系材料16份，通过苗期水培法，对创制的OZ057和皖恢821导入系进行低氮．磷营养胁迫，利用苗期根，茎相对性状指数，筛选出32份耐低氮。低磷导入系株系，筛选出高产抗旱耐盐聚合新品系29份。

杂交稻与绿色超级稻

水稻是我国乃至世界上最重要的粮食作物之一.水稻增产对保障粮食安全和人民生活水平具有极其重要的作用.近60年来,我国水稻育种目标和技术的发展,特别是重要基因的发现以及杂种优势技术的创新与利用,极大地提高了水稻的产量水平,影响着水稻的生产方式.当前,农业生产与资源环境的矛盾日益突出,超高产的育种目标和生产方式需要改变.培育和大面积应用抗病虫、肥水高效吸收利用、抗旱性和抗逆性的绿色超级稻,成为水稻育种与利用的新方向.绿色超级稻的构想与实践对作物育种目标、作物生产方式以及农业可持续发展已经产生重大影响.本文简要介绍我国杂交稻的发展以及绿色超级稻的研究现状.

中国水稻遗传育种历程与展望

我国的水稻育种经历了矮化育种、杂种优势利用和绿色超级稻培育3次飞跃,其间伴随矮化育种(第一次绿色革命)、三系杂交稻培育、二系杂交稻培育、亚种间杂种优势利用、理想株型育种和绿色超级稻培育等6个重要历程。育种目标从唯产量是举到高抗、优质和高产并重,育种理念从高产优质逐步提升为"少投入,多产出,保护环境"。水稻功能基因组研究为第二次绿色革命准备了大量的有重要利用价值的基因,水稻育种正迈向设计育种的新时代。基因组选择技术和转基因技术将为培育"少打农药,少施化肥,节水抗旱,优质高产"绿色超级稻保驾护航。本文对我国水稻遗传育种的发展历程进行了概括,指出了各种育种方法和育种技术的优缺点,系统介绍了水稻细胞质雄性不育和光温敏雄性核不育以及籼粳杂种不育的分子机制的研究进展,综述了水稻株型、穗型、粒形和养分高效利用相关的重要功能基因,阐明了产量与开花期联动的关系,凸显了我国水稻基础研究在国际上的重要地位。特别指出,近年来,我国水稻生产方式发生了或正在发生巨大变革,育种理念也要与时俱进。未来,杂交育种技术要与现代育种技术紧密结合,选育水稻品种不仅要满足市场需求,而且更要具备绿色健康的特点,同时还要适应新耕作制度和新耕作方法。

“绿色超级稻”助力亚非国家农业生产的可持续发展

水稻是亚洲人民的主要粮食作物,也逐渐成为非洲人民增长最快的食物来源。随着人口增长、土地减少以及资源环境的不断恶化,如何进一步保障稻米生产能力的可持续增长是我们面临的最大挑战。为了应对该挑战,中国科学家提出了"绿色超级稻"的概念。在中国政府和比尔及梅琳达?盖茨基金会的支持下,2008年启动了"为非洲和亚洲资源贫瘠地区培育绿色超级稻"的重大国际合作项目,项目执行10年来,绿色超级稻品种在亚非目标国家的适应性试验与示范推广成效显著,产生了良好的社会经济效益。现对绿色超级稻项目实施的改良回交育种技术、绿色超级稻在亚洲和非洲目标国家的品种试验、审定和推广情况及产生的社会经济效益等进行概述,并指出目前存在的问题及其对策。

功能基因组与绿色超级稻培育的研究进展

水稻是主要的粮食作物,也是功能基因组研究的模式植物之一。水稻功能基因组研究取得的成果为绿色超级稻的培育奠定坚实的基础。特别是分离克隆的一大批控制水稻高产、优质、抗病虫、抗逆和营养高效等重要农艺性状的基因以及建立的全基因组选择技术等,为绿色超级稻培育提供了基因资源和技术平台。简要介绍了水稻功能基因组研究和绿色超级稻培育的近期进展。

水稻氮磷高效利用育种材料的发掘研究

对2650份丰矮占1号的近等基因导入系进行大田耐低磷、耐低氮筛选,初步筛选出46份耐低磷株系和86份耐低氮株系。分别挑选12份耐低磷和耐低氮的株系进行田间随机区组试验,获得具有育种价值的5份耐低氮株系和1份耐低磷株系。讨论了大田筛选的优缺点。

大力发展转基因作物

随着社会经济的不断发展和人口的持续增加,我国农业面临着众多的严峻挑战。针对这些挑战,我国的科学家提出了第二次绿色革命,其内容概括为"少投入、多产出、保护环境"。而近年来兴起的转基因技术将为第二次绿色革命的实现起到重要的作用。目前,国内外转基因技术的研究取得了大量成果,我国转基因作物的研发也取得了很大进展。转基因作物自1996年开始在全球大规模地商品化种植以来,已经带来了巨大的经济效益和环境效益。转基因抗虫棉花已经在我国大面积种植,2008年我国转基因棉花的种植面积380万公顷,占我国棉花总种植面积的66%。大力发展转基因作物对于我国的农业增产、农民增收以及农业的可持续发展将起到巨大的支撑作用。此外,在大力发展转基因作物的同时,还应制定严格的转基因生物安全管理规则和制度,在让转基因作物的技术优势得到充分发挥的同时避免其潜在的风险。