油菜高光效育种的思路、方法与选育效果

"高光效+杂种优势"是提高油菜产量水平的有效途径,也是新时期油菜高产育种的重要内容,针对油菜光合特性复杂,研究难度大,高光效育种尚处于起步阶段的研究现状,在分析油菜光合效率较低、影响产量水平提高、开展油菜高光效育种的难点等基础上,结合多年油菜光合生理研究和高光效育种工作经验,从油菜高光效育种的总体思路、油菜高光效种质的筛选及创建途径、油菜高光效杂交种的选育标准和方法等几个方面对油菜高光效育种进行探讨,以期推动油菜高光效育种研究工作的发展。     

限制油菜高产水平提高的因素解析及解决途径

提高产量水平、降低生产成本是促进我国油菜产业发展、保障食用植物油供给安全的核心举措。在剖析油菜产量水平的现状及限制因素的基础上,提出了拓宽种质资源的筛选范围,开展高光效种质筛选,建立快速、高效的油菜高光效杂交育种方法体系,开展油菜高光效分子设计育种,研究和实施油菜高光效栽培技术促使光合效能的持续、稳定发挥等方面的解决思路与方法。     

限制油菜高产水平提高的因素解析及解决途径

提高产量水平、降低生产成本是促进我国油菜产业发展、保障食用植物油供给安全的核心举措。在剖析油菜产量水平的现状及限制因素的基础上,提出了拓宽种质资源的筛选范围,开展高光效种质筛选,建立快速、高效的油菜高光效杂交育种方法体系,开展油菜高光效分子设计育种,研究和实施油菜高光效栽培技术促使光合效能的持续、稳定发挥等方面的解决思路与方法。     

C4光合pepc基因转化水稻和小麦研究进展

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)作为C4途径的关键酶,一直是水稻、小麦转基因研究的热点.综述了PEPC基因工程现状,着重介绍了转C4光合pepc基因水稻、小麦的光合生理特性及高光效育种最新进展;并指出转基因高光效育种的分子作用机理尚需深入研究,有价值高光效种质有待进一步创制;将转基因高光效育种和常规育种相结合,开展水稻、小麦分子聚合育种,是培育优质、高产、多抗水稻、小麦新品种的有效途径.     

陆地棉亚红株突变体的研究进展及育种应用前景

介绍了一个新的陆地棉色素突变体,即亚红株突变体,对该突变体的发现、遗传分析及分子标记研究进展进行了综述。分析了其与已在陆地棉中鉴定出与红色素沉着有关的3个基因位点R1、R2和Rd之间的关系,并提出了此突变体在育种上的应用前景,尤其是其性状在提高光合效能上的优势,为棉花实现高光效育种提供了一条途径,对棉花高产育种具有重要意义。     

作物高光效育种中的几个问题(上)

<正> 高光效育种是近年来蓬勃发展的一个新的育种领域,它吸引了许多科学研究工作者。目前,高光效育种还处于探索阶段,对有些问题看法也不尽相同,现就一些材料综合如下:一、高光效育种的概念农作物制造积累的干物质中,有90%以上是通过光合作用合成的碳水化合物及其合成物质,无机成分只占10%。农作物产量与光合面积、光合时间、光合强度、产物消耗及产物分配等光合性能有密切关系。因此,不少人从育种角度出发,着眼于改善这几个方面。概括起来有两个途径:一是从作     

论作物高产的遗传基础及实现产量突破的技术与途径

论述了作物高产的遗传基础及其技术途径,认为作物理想型有利于提高群体光合产量,是实现作物高产的形态基础;利用不同基因型之间的互作关系将是获得作物理想型的一个可能的途径。随着分子生物技术的发展,许多学者已将C4作物的高光效基因和转化高效基因导入C3作物,该方向的研究将可能获得作物产量的跨越式提高。另外,筛选具有高光效或耐光抑制特性的种质资源材料,也是进行作物高产育种的重要基础。就小麦而言,穗分化特性的改良也是提高其产量水平的重要途径。     

甘蓝型油菜两类同核异质雄性不育系光合特性的比较

【目的】探究甘蓝型油菜化学诱导型雄性不育系(CIMS)和细胞质雄性不育系(CMS)光合特性的差异,为利用CIMS和CMS途径进行高光效育种提供理论依据。【方法】以甘蓝型油菜CIMS、同核异质油菜CMS及其同源正常油菜(CMS保持系)为材料,研究不同时期其光合特性的变化和差异。【结果】CIMS和同源正常油菜、同核异质CMS叶片叶绿素含量、光合群体物质净合成量和群体光合速率的变化规律相同;CIMS和同源正常油菜光合面积的变化表现为"2峰曲线",而CMS则为"3峰曲线"。CIMS与CMS短柄叶叶片叶绿素含量、绿叶面积的差别变化基本表现为"降低-接近-降低-接近"趋势;在整个叶片生育期内,CIMS叶片叶绿素含量和绿叶面积分别较CMS低18.46%,12.76%,二者的绿色角果皮表面积差均呈现"前高后低"趋势,在04-17-05-17CIMS较CMS高247.83%,而在05-22-05-26CIMS较CMS低36.92%。从04-08开始,CIMS的光合群体物质净合成量高于CMS,表现为"2峰曲线",在整个生育期内CIMS较CMS高6.57%;二者群体光合速率的差异表现为"3峰3谷曲线",在整个生育期内,CIMS平均较CMS低12.25%。【结论】油菜CIMS和CMS之间的光合特性存在差异,综合二者的优势培育"CIMS+CMS"复合型授粉控制系统进行高光效育种具有可行性。     

蓖麻高光效种质的筛选

【目的】研究蓖麻不同种质的光合特性,为蓖麻高光效种质的筛选及利用提供参考。【方法】结合主成分分析与系统聚类分析等方法,对29份来自不同地区的蓖麻种质胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)、叶片瞬时水分利用效率(WUE)和蒸腾效率(TE)6个光合参数综合评价,筛选出优异蓖麻种质。【结果】6个光合参数的变异系数范围为16%~35%。其中,Pn与Gs的变异系数最高、达35%;Ci的变异系数最低、为16%。相关性分析中,Pn与Ci呈极显著负相关,与Tr和WUE均呈极显著正相关。主成分分析结果表明,3个主成分可以解释6个光合相关参数的99.15%,3个主成分可称为光合因素、气孔因素和水分因素。光合参数聚类分析将29份蓖麻种质划分为4个类群。其中第Ⅱ类包括4个材料,占总材料数的13.79%,这些材料净光合速率最高,均超过整体材料净光合速率的平均值,且本类群中的Pn、Gs和Tr均处于较高水平。筛选出YSL-5、SD-21、A40-7、B11-1等4个材料作为适合育种需要的高光效蓖麻种质。【结论】Pn高、Gs大、WUE相对较高的一类种质可作为蓖麻高光效品种选育的中间材料加以利用。     

甘蔗细茎野生种质资源叶绿素荧光特性比较及聚类分析

利用叶绿素荧光技术研究了59个甘蔗细茎野生种质资源的叶片叶绿素荧光特性,为高光效甘蔗细茎野生资源的筛选利用及高光效甘蔗品种改良提供参考。结果表明:光合特性4个参数Fv/Fm×ETRfactor/2最大电子传递产量、α光合利用效率、ETRm最大电子传递速率、Ik最小饱和光强差异均达到达到极显著。采用系统聚类分析方法,以α光合利用效率为指标,将59个材料分为4大类,即Ⅰ类高光合利用效率、Ⅱ类中高光合利用效率、Ⅲ类中光合利用效率和Ⅳ类低光合利用效率。筛选出云南75-Ⅰ-10、云南82-61、福建登科8号和四川88-34等4个高光效种质材料,在甘蔗原始创新上可加以利用。     

东南亚水稻种质资源的光合特性比较及聚类分析

【目的】探讨东南亚稻种资源的光合特性,并筛选出高光效基因资源,为广西高产水稻的遗传改良提供参考。【方法】对164份从东南亚国家引进的稻种资源进行光合性状测定,并通过聚类分析,按极高、中高、高、中、低等级别对所测得净光合速率进行分类,筛选并确定优质高效的种质材料。【结果】不同稻种资源间的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率存在极显著差异。聚类分析将164份稻种资源划分为净光合速率极高、高、中高、中、低、极低6个类群,其中净光合速率值接近或大于30.00μmol/m2·s的极高净光合速率材料共14份,占测试材料的8.5%。【结论】东南亚稻种资源中存在高光效种质资源,筛选出的14份极高光合速率稻种资源可作为水稻高光效育种的中间材料加以利用。     

中国玉米品种改良及其种质基础分析

品种改良是实现我国玉米总产量持续提高的关键要素之一。在耕地面积持续减少的前提下,通过品种改良 提高单产水平,对我国玉米生产至关重要。就品种改良对我国玉米单产水平增加的贡献,我国玉米品种改良 进程的特点和发展要求,以及我国玉米应用性基础种质的主要来源、现状和生产需求进行了分析和思考。 最后,对我国玉米品种改良中的耐密性育种与营养高效育种、继续种质扩充的主要方式、建立高效玉米种 质评价和扩充体系等问题进行了讨论,旨在为玉米遗传育种提供一些基础信息。     

海州露天煤矿排土场土壤空间变异性分析

利用地统计学方法对海州露天煤矿排土场土壤pH值和营养元素的空间变异性进行分析,确定土壤质量的空间变异与环境因子的关系,从而能够为露天煤矿排土场土地质量改善与土地可持续利用提供重要的依据。     

ABA处理对油菜角果光合特性及产量的影响(英文)

[目的]探讨不同浓度ABA的施用对油菜光合特性及产量构成因素的影响,分析了外源ABA浓度与油菜产量之间的关系,为制定油菜高产栽培措施提供理论依据。[方法]在油菜终花期,采用浓度分别为1、2、100和200μmol/L的ABA对油菜角果进行喷施处理,测定了喷施后0、5、10和15d的角果光合特征及其对产量和产量构成因素的影响。[结果]不同的外源ABA施用浓度对油菜光合及产量有显著影响。高浓度的ABA处理降低了油菜的光合、水分利用效率(WUE)以及产量,而低浓度的ABA处理后这些指标均显著提高。[结论]ABA对植物的促进或是抑制作用取决于外源ABA的施用浓度与内源激素的相互作用关系。低浓度ABA能够提高油菜的产量可能与它提高了油菜角果的水分利用率(WUE)有关。     

基于高光谱成像技术的油菜种子油酸含量反演模型

高油酸油菜籽品种是当前油菜育种方向之一,为开发高效、无损测定油酸含量的方法,提高油菜高油酸种质资源筛选效率,选用3个油菜品种为材料,分别采集其种子光谱成像信息及油酸含量数据,首先对光谱信息进行11种预处理,确定多元散射校正（MSC）最佳预处理方法,然后基于主成分分析（PCA）、连续投影（SPA）、竞争性自适应重加权采样（CARS）方法对数据进行降维,最后分别建立支持向量机（SVM）、最小二乘支持向量机（LS-SVM）和极限学习机（ELM）3种定量分析模型,对油菜油酸含量进行无损检测。通过改变训练样本的数量来测试模型,为验证模型的稳定性,用相关系数（R）、均方根误差（RMSE）进行效果评价。结果表明,在所有模型中,多元散射校正+竞争性自适应重加权采样+极限学习机（MSC+CARS+ELM）模型预测效果最好,校正集相关系数（Rc）、均方根误差（RMSEc）分别为0.894、1.993 4%,预测集相关系数（Rp）为0.868,均方根误差（RMSEp）为1.069 8%,可更加准确地预测油酸含量,创建一种快速、无损检测油菜种子油酸含量的方法,为利用高光谱技术进行油菜营养品质无损检测提供理论依...     

不同氮素水平下欧洲黑杨光合特性的遗传分析

通过测定在两种氮素水平下15个欧洲黑杨无性系的生长指标(苗高和地径)与光合生理指标(叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度和空气CO2浓度),计算了15个欧洲黑杨无性系的材积和水分利用效率、表观叶肉导度、胞间CO2浓度与空气CO2浓度比值;对欧洲黑杨在不同氮素水平下的生长指标与光合生理的关系、光合能力遗传变异进行了研究.方差分析结果表明,欧洲黑杨生长指标与各光合参数存在着极显著水平的差异,无性系重复力高,变异系数较大,说明各指标遗传控制强,且遗传变异丰富,可以进一步选择高氮高光效品种.双重筛选逐步回归分析结果表明,欧洲黑杨的表观叶肉导度、叶片气孔导度、胞间CO2浓度、水分利用效率和叶片蒸腾速率与生长指标相关,因此光合生理指标也可以作为欧洲黑杨良种选育的指标.     

分子植物育种助推南繁种业转型升级

异地加代可以经济有效地加快育种进程。长期以来,海南省作为中国最南端省份,只在冬季用来进行育种材料的扩繁和加代,其周年可以种植农作物的自然气候和环境并未得到充分有效地利用。分子标记辅助育种与其他现代育种技术相融合,将助推南繁种业从单一的繁殖加代向资源引进和评价、育种选择、纯度检测、种质交流和产权保护等在内的全产业链模式转变,实现从海南冬繁到周年育种的转变,将海南的南繁地理和生态优势转化为南繁与育种相整合的全产业链优势,加快育种进展、提高育种效率,促进种业发展。本文讨论了海南地理生态优势与南繁种业现状,南繁种业转型升级的必要性和可能性,以及所面临的挑战和机遇。实现南繁种业的转型升级有赖于异地选择观念的转变、国家相关政策的支持、分子育种平台的支撑、生物安全防控、品种保护制度的建立和完善、资源共享和交流机制的形成。数量和群体遗传、基因型和环境互作、分子设计和大数据构成了南繁种业转型升级所需的育种理论。分子设计包括宏观水平的个体设计、群体设计和物种设计,微观水平的基因设计、代谢设计和网络设计。高通量精准表现型鉴定、环境型鉴定、信息处理和网络技术、决策支撑系统等是南繁种业转型升级所需的育种平台。作为分子育种的核心支撑,现已发展了基于靶向测序-液相芯片的基因型检测（genotyping by target sequencing and liquid chip,GBTS-LC）技术,通过GenoPlexs可以实现高达5 000对标记引物高度均一的多重PCR靶向扩增,而基于液态探针捕获的GenoBaits,可以获取高达40K个目标位点（每个位点包含多个SNP）。该技术具有平台广适性、标记灵活性、检测高效性、信息可加性、支撑便捷性、应用广普性,已成为分子育种中取代固相芯片的重要分子检测技术。要实现“海南育种,全国测试”,需要构建包括高效育种设施、快速育种、转基因和基因编辑技术、双单倍体育种技术、全基因组选择等在内的综合育种体系。为此,要倡导资源共享的开源育种模式,建设横跨动植物的共性方法、技术和平台,开展资源引进、监测和评价,构建种质资源指纹图谱,强化品种权保护、种子质量控制和纯度检测。希望借此推进有关南繁种业转型升级的公众讨论和政府决策,从而推进整个种业的科技进步和现代化。     

不同种源黄连木光合参数比较及聚类分析

光合参数是高光效种源选育和新品种培育的关键指标,而进行数值分类能够综合分析不同光合生理参数间的相互影响,从而有利于综合性状优良种质的选育。本试验通过用Li-6400光合仪测定18个种源黄连木的光合参数并对其进行数值分类以及主成分、聚类和判别分析,旨在筛选出黄连木综合性状优质种源。结果表明:通过对18个种源黄连木净光合速率的聚类分析,筛选出西陵、管头、坨南、绛县、临淇、原康、东姚和滁州8个高光合速率的黄连木种源;通过对净光合速率和水分利用效率2个指标进行聚类分析,发现上述8个种源亦可用于高光效和耐旱品种的培育;利用主成分分析筛选出的对不同种源黄连木光合性状分类有显著影响的3个光合参数(Pn、Tr、WUE)进行聚类分析,筛选出西陵、坨南、绛县、临淇、东姚和滁州6个综合光合性能良好的优异黄连木种质。     

河南省油菜遗传改良进展与生产效果

综述了河南省油菜遗传育种、杂种优势利用等的研究进展及其主要成效,以期为今后的油菜遗传育种工作提供技术指导.针对近年来油菜产业发展中存在的生产成本偏高、专用型品种缺乏、保健型油脂需求旺盛等问题,及时调整了育种目标,在高产、优质、抗病的基础上,又开辟了高油、高油酸、适应机械化、耐迟播等新的研究方向;在育种技术上加强了游离小孢子培养技术、分子标记辅助选择技术的研究,并建立了相应的高效技术体系;加强了优异种质资源创新研究,创制和建立了稳定的高油、高油酸、低亚麻酸、抗寒、抗旱、抗裂荚、花色变异等各具特色的育种群体和新的种质资源;育成了一批强优势双低(即低芥酸、低硫苷)油菜杂交种和高油双低新品种,其在产量、品质和抗逆性等方面均有显著提高,为油菜新品种的更新换代和增产增收提供了强有力的技术支撑;2003-2015年,河南省油菜平均产量高于全国平均水平22.49％.本文还提出了今后的研究方向并进行了展望.