离子束生物技术在药用植物育种中的应用

就离子束生物技术的兴起与发展,对药用植物的重要性、研究现状及离子束生物技术在药用植物育种中的应用进行了综述,并展望了离子束生物技术在药用植物上的应用前景。     

低能离子束用于生物品种改良的研究进展

离子束具有与x、β、γ和中子辐射不同的特性,利用这些特性开展其在生物学领域内的应用和基础研究具有重要的理论和现实意义.本文简要阐述了离子束的特点,综述了离子束在生物品种改良的研究进展,并对离子束与生物体的相互作用进行了探讨,最后展望了离子束的应用前景.     

水红木种子的发芽特性初探

水红木（ViburnumcylindricumBuch.－H－am.exD．Don）为忍冬科荚属，常绿灌水或小乔木。《全国中草药汇编》一书把它列为药用植物。它的根、叶、花入药，叶治痢疾，急性胃肠炎、口腔炎、尿路感染；外用治烧烫伤、疮疡肿毒、皮肤搔痒。根治跌打损伤，风湿筋骨疼痛。花治肺煤咳嗽。据报道，荚速属有些种类的种子繁殖较难，有的种皮有不透性，有的下胚铀和上胚轴都有休眠，很多种要用5个月的不低于20℃的暖处理，以打破下胚轴的休眠，又在不高于4℃下的温度下：4－4个月，以打破上胚轴的休眠，然后在一定的温度下上胚轴前发。也就是说要三种…     

离子束生物技术在棉花育种中的应用述评

近年来，离子束生物技术在农作物育种研究中取得了很大进展。本文主要总结了离子注入诱变技术和离子束介导转基因技术在棉花育种中的应用现状，对存在的问题进行了分析，论述了离子束生物技术在棉花育种中的应用前景。     

离子束生物技术在水稻遗传改良中的应用

概括了离子束生物技术的发展历程,阐述了其基本原理和特点,对离子束生物技术在水稻遗传改良中的诱变作用和介导作用进行分析,认为离子束生物技术能开创水稻育种和生产的新局面,创造出具有实用价值的水稻新种质。     

离子束生物技术在小麦遗传改良中的应用

简述了离子束诱变育种的机理,概述了离子束在小麦遗传改良中所取得的成果,并对提高离子注入小麦的诱变育种效率的方法进行了分析。     

内生菌与药用植物的关系及对次生代谢产物的影响

内生菌与其宿主药用植物在长期协同进化过程中形成了互惠共生关系。在介绍内生菌与药用植物有效成分积累的关系及内生菌对药用植物次生代谢产物影响机制的基础上,探讨了内生菌对药用植物生长、抗逆性、道地性的影响,提出了当前药用植物内生菌研究中存在的问题与对策。     

药用植物抗寒生理研究进展

低温是限制药用植物生长、发育及产量品质形成的重要因素之一,研究低温对药用植物的影响有助于药用植物进化、分布及道地药材形成等方面的研究。本研究系统总结分析了药用植物抗寒性与生物膜、渗透调节物质、植物生长物质、活性氧平衡和保护酶活性及植物次生代谢产物的相互关系,提出了从植物的交叉适应与学科交叉2个方面进行药用植物抗寒性的研究,进而为深入研究药用植物抗寒鉴定提供了理论基础。     

离子束诱变育种研究及应用进展

本文阐述了离子束诱变的生物效应,研究中有待解决的问题,介绍了离子束诱变在农业、工业育种上的研究进展及成果,并展望了今后的研究前景.     

丛枝菌根真菌应用于药用植物栽培中的作用机理研究

我国科技不断发展,药用植物栽植、养护等方面出现了很多先进的方法。研究发现,丛枝菌根真菌寄生于药用植物,能对药用植物的生长发育过程起促进作用,同时能够提高药用植物的抗性,对次生代谢产物的积累过程也会产生影响。基于此,研究人员对丛枝菌根真菌在药用植物中的作用展开了深入分析,近年来,人们将丛枝菌根真菌制作为菌剂,将其接种于药用植物土壤中,在提高药用植物产量、质量等方面发挥了一定作用。分析了丛枝菌根真菌在药用植物中的作用及机理,为其推广提供参考。     

果树辐射诱变育种研究进展

继实生选种和杂交育种后,辐射诱变育种也成为创造果树新种质的一个有效途径。通过辐射诱变,大大提高了果树基因突变频率,而且可以产生小量突变,获得常规育种难以获得的新种质。开展果树辐射诱变育种几十年来,国内外已经创造出许多的具有优良生物学性状和经济性状的果树新种质,辐射材料、诱变剂和诱变方法不断得到补充和改良,短枝型变异、早熟变异、抗性变异、无籽变异等辐射效应的研究也在逐渐深入地开展起来。同时,笔者认为果树辐射诱变育种与常规杂交育种、果树离体培养相结合是其今后发展的方向,辐射诱变育种和单倍体育种相结合在农作物育种上有诸多成功的例子,为其在果树育种上的应用也提供了有益的借鉴。     

Breeding for yield, in mixtures of common beans (Phaseolus vulgaris L.) and maize (Zea mays L.)

Summary Despite the growing industrialization, technification and transformation that is happening in the agriculture around the world, and despite that agricultural research has always concentrated its effort on sole crops, multiple cropping systems have historically been important for common bean production in tropical countries. The reasons for this fact, are economical and social, as well as biological. Bean breeders have always been questioned on their work, because the development of new varieties is usually done in sole crop, but the varieties are grown in either systems. This paper addresses a set of questions that are usually presented to the breeders, in light of the evidence obtained from many trials conducted in Brazil and in the U.S.A.: Will the genotypes bred for sole crop conditions, perform well when grown in intercrop; How different should a genotype be, for cultivation in intercropping compared to genotypes developed for sole crop conditions; Is there a need for special breeding programs for intercropping and How could a breeding program focus the question of multiple (associated) cropping?     

分子标记技术在辣椒研究中的应用进展

分子标记是生物学研究的一个重要工具,在作物新品种选育等方面发挥着越来越重要的作用。为了构建辣椒分子标记辅助育种技术体系,以实现常规育种技术与现代生物技术的有机结合,归纳了分子标记技术在辣椒种质遗传多样性、分子连锁图谱构建、分子标记辅助选择育种和基因定位等方面的已有研究成果;认为分子标记技术在辣椒上的应用研究系统性还不强、基础分子信息比较缺乏、遗传图谱还不精细,建议在实用新型分子标记开发、核心种质分子信息库建立、优良作图群体及精细遗传图谱构建等方面加强系统深入的研究。     

Plant breeding and diversity: A troubled relationship?

Plant breeding collects, induces and rearranges genetic diversity followed by selection. Breeding may contribute to diversity in farmers’ fields or significantly reduce it. History has numerous examples of both. The diversity of many crops have gone through domestication, dispersal and modernization bottlenecks. Between these major decreasing processes, diversity has picked up through different evolutionary processes, and plant breeding affected by policies. Major negative effects of plant breeding on diversity have been recorded following the modernization bottleneck, but alternative breeding strategies have come up as well, both in the formal system and in the interphase between formal and farmers’ seed systems. Multiline breeding and participatory plant breeding are introduced as examples to also analyse effects of current developments in technology and policy. This paper intends to shed some light on the questions: how will current developments in technology and policy affect crop genetic diversity? Are we heading for a new bottleneck—either a molecular or a policy bottleneck, or a combination of both? Or could the future become more diverse? We look at the relationship between breeding, policies, and crop genetic diversity in farming systems with a birds-eye view. Notably because of current policy trends we warn for a new diversity bottleneck.     

Crop breeding for salt tolerance in the era of molecular markers and marker‐assisted selection

Crop salt tolerance (ST) is a complex trait affected by numerous genetic and non‐genetic factors, and its improvement via conventional breeding has been slow. Recent advancements in biotechnology have led to the development of more efficient selection tools to substitute phenotype‐based selection systems. Molecular markers associated with genes or quantitative trait loci (QTLs) affecting important traits are identified, which could be used as indirect selection criteria to improve breeding efficiency via marker‐assisted selection (MAS). While the use of MAS for manipulating simple traits has been streamlined in many plant breeding programmes, MAS for improving complex traits seems to be at infancy stage. Numerous QTLs have been reported for ST in different crop species; however, few commercial cultivars or breeding lines with improved ST have been developed via MAS. We review genes and QTLs identified with positive effects on ST in different plant species and discuss the prospects for developing crop ST via MAS. With the current advances in marker technology and a better handling of genotype by environment interaction effects, the utility of MAS for breeding for ST will gain momentum.     

Biotechnology and apple breeding in Japan

Apple is a fruit crop of significant economic importance, and breeders world wide continue to develop novel cultivars with improved characteristics. The lengthy juvenile period and the large field space required to grow apple populations have imposed major limitations on breeding. Various molecular biological techniques have been employed to make apple breeding easier. Transgenic technology has facilitated the development of apples with resistance to fungal or bacterial diseases, improved fruit quality, or root stocks with better rooting or dwarfing ability. DNA markers for disease resistance (scab, powdery mildew, fire-blight, Alternaria blotch) and fruit skin color have also been developed, and marker-assisted selection (MAS) has been employed in breeding programs. In the last decade, genomic sequences and chromosome maps of various cultivars have become available, allowing the development of large SNP arrays, enabling efficient QTL mapping and genomic selection (GS). In recent years, new technologies for genetic improvement, such as trans-grafting, virus vectors, and genome-editing, have emerged. Using these techniques, no foreign genes are present in the final product, and some of them show considerable promise for application to apple breeding.     

观赏植物抗病育种现状

观赏植物种类繁多,在这些植物的育种、销售及栽培过程中,与植物病害相关的各种病原物也被广泛传播。因此,培育抗病品种一直是园艺育种工作者的重要目标性状之一。在粮食作物中,抗病育种方面已经投入了很大的人力物力,新的生物技术不断被用于作物新品种的培育。但对于观赏植物而言,这些新技术应用范围还极为有限。本综述对园艺植物抗病育种现状进行了总结,并对育种前景进行了预测。     

作物驯化和品种改良所选择的关键基因及其特点

近15~20年作物基因组学迅速发展,特别是第2代测序技术的普及,显著降低了测序成本,使单核苷酸多态性(SNP)分析和单元型区段(也称单倍型区段)分析渗透到生命科学的各个领域,对系统生物学、遗传学、种质资源学和育种学影响最为深刻,使其进入基因组学的全新时代。一批驯化选择基因的克隆,特别是对一些控制复杂性状形成的遗传基础及其调控机制的解析,更清晰地揭示了作物驯化和品种改良的历史,提升了人们对育种的认知,推动育种方法的改进。驯化和育种既有相似之处,也存在明显的差异。驯化选择常常发生在少数关键基因或位点,对基因的选择几乎是一步到位;而现代作物育种虽然只有100年左右的历史,但其对基因组影响更为强烈,是一些重要代谢途径不断优化的过程。随着生态环境或栽培条件的变化,育种选择目标基因(等位变异)会发生相应的变化或调整,因此对基因(等位变异)的选择是逐步的。此外,强烈的定向选择重塑了多倍体物种的基因组,使其亚基因组与供体种基因组明显不同。在群体水平上,系统分析驯化和育种在作物基因组和基因中留下的踪迹,凝炼其中的规律,将为品种改良和育种提供科学理论和指导,本文也简要介绍了"十三五"国家重点研发计划专项"主要农作物优异种质资源形成与演化规律"的基本研究思路。     

茶树倍性育种研究进展

茶树是中国重要的经济作物,自60年代以来,茶树育种一直是中国茶树研究工作的重点。为了给茶树育种工作提供新的种质资源,取得育种工作的突破性进展,国内外广泛开展了关于其多倍体育种的研究。笔者从多倍体的获得和鉴定方法两方面综述了茶树多倍体育种技术的研究进展,提出要加强多倍体诱导效率和新型诱导剂的研究,指出嵌合体是目前多倍体育种中普遍遇到的问题,茶树离体再生频率及遗传转化体系的构建,对于茶树嵌合体的分离及茶树多倍体离体诱导技术的建立具有重要意义。并分析了茶树多倍体研究的优点和未来发展前景。     

诱变在作物遗传育种中的应用

诱变育种是通过人工诱变方法对作物基因组进行改造。诱变既能使作物基因组DNA发生缺失、插入、置换或异位等,也可以对基因进行定点突变或定向敲除、打破基因间的连锁平衡,从而产生新的性状。为了探讨不同诱变技术的方法、优缺点以及在作物遗传育种中的运用,本文归纳了物理、化学、生物和空间等技术诱发突变的原理及方法;比较了传统育种和诱变育种的优缺点;分析了不同诱变技术的作用机理;总结了不同诱变技术在不同作物上的运用。本文指出了目前诱变育种的缺陷,展望了诱变育种的前景,为探索诱变育种在现代化育种中的作用提供了理论和技术支持。