作物分子设计育种

优质、多抗、抗逆和高产作物新品种的选育和推广是实现我国粮食安全的重要途径。目前大多数育种工作仍然建立在表型选择和育种家的经验之上,育种效率低下;另一方面,生物信息数据库积累的数据量极其庞大,由于缺乏必要的数据整合技术,可资育种工作者利用的信息却非常有限。作物分子设计育种将在多层次水平上研究植物体所有成分的网络互作行为和在生长发育过程中对环境反应的动力学行为;继而使用各种“组学”数据,在计算机平台上对植物体的生长、发育和对外界反应行为进行预测;然后根据具体育种目标,构建品种设计的蓝图;最终结合育种实践培育出符合设计要求的农作物新品种。设计育种的核心是建立以分子设计为目标的育种理论和技术体系,通过各种技术的集成与整合,对生物体从基因（分子）到整体（系统）不同层次进行设计和操作,在实验室对育种程序中的各种因素进行模拟、筛选和优化,提出最佳的亲本选配和后代选择策略,实现从传统的“经验育种”到定向、高效的“精确育种”的转化,以大幅度提高育种效率。     

中国作物分子设计育种

分子设计育种通过多种技术的集成与整合,对育种程序中的诸多因素进行模拟、筛选和优化,提出最佳的符合育种目标的基因型以及实现目标基因型的亲本选配和后代选择策略,以提高作物育种中的预见性和育种效率,实现从传统的“经验育种”到定向、高效的“精确育种”的转化。分子设计育种主要包含以下3个步骤：(1)研究目标性状基因以及基因间的相互关系,即找基因(或生产品种的原材料),这一步骤包括构建遗传群体、筛选多态性标记、构建遗传连锁图谱、数量性状表型鉴定和遗传分析等内容;(2)根据不同生态环境条件下的育种目标设计目标基因型,即找目标(或设计品种原型),这一步骤利用已经鉴定出的各种重要育种性状的基因信息,包括基因在染色体上的位置、遗传效应、基因到性状的生化网络和表达途径、基因之间的互作、基因与遗传背景和环境之间的互作等,模拟预测各种可能基因型的表现型,从中选择符合特定育种目标的基因型;(3)选育目标基因型的途径分析,即找途径(或制定生产品种的育种方案)。本文评述近几年来我国在遗传研究材料创新、重要性状遗传分析、育种模拟工具开发和应用、设计育种实践、分子设计育种技术体系建设等方面取得的重要进展,结合国内外研究现状对分子设计育种的未来进行展望,最后指出我国近期应加强育种预测方法和工具、基因和环境互作、遗传交配设计、作物功能基因组学、生物信息学方法和工具、设计育种技术体系和决策支持平台等领域的研究,同时重视人才培养和团队建设。     

提高玉米育种效率的技术途径

在选育玉米新品种时,要提高育种效率,首先考虑的是应有一个明确的育种目标,其次是种质选择,同时还需考虑育种方法。提出“3群”杂种优势群的概念和“三角形”杂种优势模式;分析了轮回选择、二环选系、单倍体诱导选系的方法及分子育种技术对提高玉米育种效率的作用。结论是:要提高玉米育种效率,应在传统育种技术上下功夫,同时要重视现代生物技术作为辅助手段的应用。     

中国作物分子育种现状与发展前景

近年来,随着基因组测序等多种技术实现突破,基因组学、表型组学等多门“组学”及生物信息学得到迅猛发展,作物育种理论和技术也发生了重大变革。以分子标记育种、转基因育种、分子设计育种为代表的现代作物分子育种技术逐渐成为了全世界作物育种的主流,在我国也正在成为作物遗传改良的重要手段。本文在界定分子育种的基础上,简要分析了中国作物分子育种研究现状和面临的问题,探讨了未来我国作物分子育种的发展策略。     

提高小麦花培育种效率的研讨

提高小麦花培育种效率的研讨叶兴国，徐惠君，杜丽璞，赵乐莲（中国农业科学院作物育种栽培研究所北京１０００８ｌ）小麦花药培养已逐步发展成为小麦的育种途径，它具有缩短育种年限、扩大变异范围、提高选择效率等许多优点，对加速小麦新品种选育具有重要意义。小麦花药...     

汕优63重组自交系评价

近年来．我国在水稻基础研究和水稻品种培育方面都取得了突破性进展．基于水稻基础研究和育种技术的全面提升．Peleman等提出了水稻“设计育种”（Breeding by designl的育种理念,即通过各种技术的整合与集成,对水稻生物体从基因（分子）到整体（系统）不同层次进行设计和操作．以达到育种目标．最大化满足人类对水稻品种的需求。     

农作物多目标育种综合选择方法研究初报

采用层次分析法和效用函数法相结合的多目标决策技术,对农作物多目标育种中亲本选择方法进行了初步探讨.以玉米为例,建立了多目标育种综合选择函数,对1990年华北春玉米区试品种的16个自交系进行了例证分析.结果表明,由综合选择函数值排序前6位自交系参于组配的新品种,区试产量均高于对照农大60,这充分说明了育种选择函数的有效性.该方法原理简单,计算容易,能够把育种学家的知识、经验与系统工程学的定量分析法有机结合,是选择指数、典型相关等多元统计方法所不及的新的作物育种选择方法,对提高作物育种的相对效果,具有重要的理论和实践意义.     

植物全基因组选择育种技术原理与研究进展

优势杂交育种是选育高产优质新品种的有效育种途径,该方法需要在田间选配大量的杂交组合进行试验。而作物的主要经济性状如产量等大多是数量性状,该类性状由多基因控制,受环境影响大,常规的育种选择过程耗时很长且选择能力有限。随着基因组测序技术和计算机科学的快速发展,通过高密度的分子标记准确预测作物产量等复杂性状成为可能。植物全基因组选择育种技术通过训练群体收集表型数据和基因型数据,使用特定的模型估计分子标记效应值或个体育种值,再根据待测群体的基因型数据和模型拟合结果对待测群体的表型值进行预测。全基因组选择育种技术可以对目标性状进行预测和定向选择,减少育种工作量,显著缩短育种周期,提高育种效率,具有广阔的应用前景。本研究从植物优势杂交育种预测方法研究进展、全基因组选择育种原理与模型算法研究进展、模型预测能力验证方法研究进展、植物全基因组选择育种应用、全基因组选择育种的局限性和植物全基因组选择育种展望等6个方面阐述植物全基因组选择育种的发展现状。     

我国分子育种迎来高通量时代——记中玉金标记分子标记实验室

<正>近年来,随着生物技术迅猛发展,我国育种家利用高通量测序、分子标记等等先进的生物技术和信息技术手段,架起了种质基因资源信息衔接庞大数据的桥梁,建立起常规育种与生物育种相结合的平台,大幅度提高了育种效率,使育种工作实现了由"经验"向"科学"的根本性转变。为了让分子标记技术和基因组测序技术带动我国种业的发展,中玉金标记(北京)生物技术     

基于作物QTL的分子育种研究进展

分子标记技术和QTL(Quantitative Traits Loci)定位技术的迅速发展,使得以DNA多态性为基础的分子育种技术的研究不断深入,并在作物遗传育种中得到了一些成功的运用,为解决有关复杂性状的选择问题带来了希望。本文综述了近年来基于作物QTL的分子标记辅助选择及目标性状QTL克隆在作物的产量、品质、抗旱性等数量性状遗传育种中的主要应用,证实了分子育种的有效性;对目前影响分子育种效率的因素及存在的问题、应用前景进行了探讨。     

作物快速育种技术研究进展

缩短杂交后代生长周期、加快加代纯合速度是提高育种效率的重要途径。本文分析了影响作物生长周期的环境和遗传因素,总结了利用自然环境或人工光温控制措施加快作物育种进程的研究进展,并评估了分子标记辅助选择技术在快速育种中的应用价值。     

小麦常规育种技术概述及应用

小麦常规育种技术在小麦育种中使用广泛。概述了小麦常规育种及其流程,包括确定育种目标、选择亲本材料、配制杂交组合及选择杂交后代。提出了当前小麦育种的目标主要有超高产育种、广适抗性育种和优质小麦育种,介绍了利用常规育种技术选育的2个小麦新品种淄麦29和淄麦28,为下一步育种工作找准方向。     

新品种

“洛新998”获国家小麦新品种保护，2008年山东省棉花良种补贴主推品种，湖北省通过审定的主要农作物新品种，“两优培九”超级稻种植超过1亿亩，安徽省推荐29个水稻主推品种，我国现代分子育种技术日趋成熟“863”作物新品种经济效益凸显     

分子标记聚合育种在毕节地区马铃薯抗病品种选育中的应用初探

简要阐述了分子标记辅助选择在作物遗传育种中的优势.结合毕节地区马铃薯育种实际,对毕节地区采用分子标记辅助选择技术开展马铃薯抗病基因聚合育种的重要性、可行性进行了分析,并对毕节地区今后的马铃薯育种工作提出了相应建议.     

国内外太空育种研究现状

太空育种，又称航天育种、空间诱变育种，是利用太空技术，通过高空气球、返回式卫星、飞船等航天器将作物的种子、组织、器官或生命个体等诱变材料搭载到200～400km高的宇宙空间，利用强辐射、微重力、高真空、弱磁场等宇宙空间特殊环境诱变因子的作用，使生物基因发生变异，再返回地面进行选育，培育新品种、新材料的作物育种新技术。其核心内容是利用太空环境的综合物理因素对植物或生物遗传性的强烈动摇和诱变，在较短的时间内创造出目前地面诱变育种方法难以获得的罕见突变种质材料和基因资源，选育突破性新品种，由此开辟一条植物育种的新途径。     

现代农业生产中育种技术的意义及应用研究

现代农业生产中，育种技术是提高作物产量和品质、增强作物的抗逆性、优化作物的生长周期和丰富作物品种资源的重要手段。应用研究方面，基因编辑技术、基于分子标记的作物遗传育种等都是当前的研究热点。在作物育种技术研究现状方面，小麦、玉米和大豆的育种技术都在不断发展和完善。文章探讨了现代农业生产中育种技术的未来发展趋势，以期为现代农业生产提供参考。     

黑龙江省高梁生产及育种工作展望

黑龙江省是我国高粱生产大省，全年总产量近70万t。高粱具有抗旱、耐盐碱、耐瘠薄等特性，种植区域集中于黑龙江省西部松嫩平原。黑龙江省高粱育种取得了较大成绩，采用系统选育、杂种优势利用等技术，先后选育出新黑壳等10余个品种，以及黑杂1号、黑杂34号等一批杂交种，极大地促进了高粱生产的发展。但是自1990年以来，高粱单产、品质和抗性一直未有大的提高。随着我国产业结构调整和市场经济发展的需求，高粱育种已逐步由高产向优质、高产、多抗的多元化育种目标转变。为此，应加强种质资源的改良与创新研究，不断拓宽种质基础；将常规技术与分子育种等现代生物技术相结合，不断创新育种理论和方法；将种质资源与育种技术相结合，培育满足不同需求的优质酿造高粱、饲用高粱、能源型高粱新品种；研发集成规模化制种和配套生产技术，推进新品种的产业化。     

高产耐旱冬小麦育种技术及其评价方法研究

从国家“六五”攻关开始至今，在小麦抗旱育种的理论及方法，新品种选育技术等方面都取得了较大进展。本文根据国内外适应性育种的试验，结合我们多年小麦抗旱育种实践，对培育兼具抗旱节水和高产冬小麦的育种技术及其评价方法进行了探讨；剖析了高产抗旱小麦品种在不同生育环境的产量构成特点；建立了选择鉴定抗旱高产、广适性、稳产性品种的具体程序。     

稻瘟病抗性基因特异性分子标记的开发及应用进展

由稻瘟病菌引起的水稻稻瘟病是影响水稻生产的重要病害之一,培育和合理利用抗性品种是控制稻瘟病最经济有效、环保的措施。虽然DNA分子标记分子已经被广泛用于基于分子标记辅助选择技术(MAS)的水稻抗性育种工作中,但是分子标记辅助选择育种的效率取决于分子标记与目标基因的连锁距离。目前,已经克隆的稻瘟病抗性基因多达26个,其全基因组序列已经公开发表,这将有利于基因特异性分子标记的开发。基因特异性分子标记与基因共分离,在分子育种过程中实现了对目标基因的直接选择,有可能成为未来分子育种技术中鉴定目标基因的主流工具。本研究综述了稻瘟病抗性基因特异性分子标记的开发及应用情况,并对已经开发成功的基因特异性分子标记相关信息进行整合,旨在为育种家在分子标记的选择上提供指导信息。     

超级稻育种理论的研究进展和思考

水稻在中国甚至亚洲是一种十分重要的栽培作物。有关水稻的研究报道无论籼稻还是粳稻在各种科技杂志上是越来越多。本文作者试图立足于“足源”、“畅流”、“大库”、稻米品质和抗性去总结和归纳超级稻育种理论的有关内容，并详细阐述了与“足源”有关的株型育种、高光效育种和分子标记辅助育种。与此同时，简要介绍了四川农业大学水稻研究所与此有关的部分研究内容。