作物遗传资源的抗病虫多样性与农业可持续发展

育种中对少数具显性单基因抗性的亲本材料的广泛利用,致使推广品种的抗病虫遗传背景狭窄,导致作物病虫害种类发生演变和重要病虫害持续爆发或流行。我国拥有丰富的作物遗传资源,在１９８６～１９９５年评价了７类粮食作物６０万份将种质对５８种病虫害的抗性,发掘出３万份次的抗性种质,其中６０００多份兼抗２种以上病虫害。丰富的抗性资源是今后拓栽培品种遗传背景的重要基础。利用现代生物技术从农家品种、育成品种、外引品种、野生种和近缘植物中发掘并合理利用显性单基因抗性和微效多基因抗性,通过遗传多样性的恢复,达到农田生态系稳定,促进农业的可持续发展。     

水稻稻瘟病抗性研究与展望

稻瘟病是造成水稻(Oryza sativa L.)减产危害最严重的病害之一。为了发掘、鉴定和筛选水稻抗性种质资源,有效利用抗病的水稻品种来抑制稻瘟病的发生,解决水稻生产的障碍并掌握抗性种质资源的抗瘟基因及其分布,从水稻抗稻瘟病基因的抗性鉴定、抗性资源的筛选与利用、抗性遗传规律及抗病基因定位4个方面,对水稻稻瘟病抗性的研究进展进行了综述,为水稻抗稻瘟病资源的收集、选育和抗稻瘟病基因鉴定,加快抗性育种进程提供了理论依据。     

分子标记辅助选择在陕恢206选育中的应用

水稻稻瘟病是汉中地区水稻的主要病害之一,选育抗病品种是防治稻瘟病最经济有效的方法。该研究以同时含有稻瘟病抗性基因Pi-ta和Pi-km的蜀恢527,含有稻瘟病抗性基因Pi-b的R150为基因供体配置杂交组合,利用Pi-ta、Pi-km和Pi-b的基因标记对分离世代进行基因位点检测,结合田间多代选育、抗性筛选将3个基因转育到同一品种,通过分子标记与田间多代性状筛选,选育出抗病、高产、优质水稻新品种"陕恢206"。研究表明,利用分子标记辅助选择,为选育多抗水稻品种提供了简单、便捷的选育方法,同时也为水稻抗病育种提供了新的遗传资源。     

水稻抗条纹叶枯病遗传育种研究

水稻条纹叶枯病在中国的大流行,给部分省份造成了巨大的经济损失,因此进行水稻抗条纹叶枯病遗传育种研究具有十分重要的意义。在此,笔者概述了水稻抗条纹叶枯病基因资源的筛选与利用、水稻品种抗条纹病毒和抗介体灰飞虱之间的关系、水稻条纹叶枯病抗性基因定位以及转条纹病毒基因工程水稻研究进展,着重讨论了水稻抗条纹叶枯病遗传育种研究存在的问题和今后的研究方向。     

马铃薯遗传育种研究:现状与展望

马铃薯是世界第三大粮食作物,马铃薯产业的可持续发展对保障世界和中国的粮食安全具有重要意义。优良品种是支撑马铃薯产业发展的基础。马铃薯经常遭受病虫害的侵袭和非生物胁迫,加工业的迅速发展和人们对食物营养的重视,迫切需要选育出更抗病、更耐逆、更高产、更优质和专用的马铃薯新品种。培育一个优良马铃薯品种,种质资源是基础,重要性状的遗传学是理论指导,先进的育种技术是保障,完善的推广和栽培模式是支撑。世界范围内,保存了大约65 000份马铃薯种质资源,通过对种质资源抗病、抗逆和品质方面的系统评价,并应用多种资源利用技术,将三大类约17个野生种的种质导入到普通栽培种中,应用于育种和遗传学研究。利用纯合双单倍体材料作为测序对象,马铃薯基因组序列已经被揭示,预测出了39 031个蛋白编码基因,目前更多的种质资源正在被重测序以揭示更多的等位变异。马铃薯普通栽培品种是无性繁殖四倍体作物,具有四体遗传特性,尽管如此,许多植株发育和形态、块茎品质和抗病抗逆等重要性状的遗传特性基本明确,并定位和克隆了大量重要性状相关基因。目前,马铃薯育种技术主要涵盖传统育种技术、倍性育种技术、标记辅助选择育种技术、基因工程育种技术和新兴的基因组选择育种技术。中国马铃薯遗传育种研究队伍不断壮大,品种选育取得了重大进展。荷兰马铃薯遗传育种水平居于世界前列,合作育种模式推动了商业化育种。不断完善马铃薯综合育种技术,创新育种模式和机制,充分利用现有种质资源培育突破性、专用型品种将是未来马铃薯遗传育种发展的主要方向。     

抗稻飞虱种质资源研究与应用进展

稻飞虱是水稻上最主要的虫害之一,其危害发生面积和范围逐渐扩大。本文作者综述了稻飞虱的生物型分类,抗飞虱种质资源评价、筛选、基因定位、应用等方面的进展,发现近10年在稻飞虱抗性育种中取得的进展很小。筛选的抗性材料丰富,但也只停留在筛选、鉴定和定位上,应用于优良新品种的选育上很少,原因可能是抗飞虱基因与很多不良性状基因紧密连锁。另一方面,由于现在的水稻品种审定过程中只做稻飞虱抗性鉴定,而没有制定淘汰标准,造成育种家关注新品种的米质和抗稻瘟病能力,而忽略了抗稻飞虱资源的利用。     

发挥海南热带资源优势构建热带水稻种质中心

我国物种资源丰富，种质资源特别是稻种资源保存量居世界首位。而目前我国种质资源保存与研究利用严重脱节，造成资源利用率低。自80年代中期以来，由于育种亲本遗传基础狭窄，制约了品种选育的进展，致使推广品种遗传背景狭窄，一致性增强，为一些毁灭性病虫害的发生留下了隐患，从而导致我国水稻育种进展缓慢，产量徘徊不前，品质和抗性也少有突破性进展。在长期的进化过程中，热带水稻资源适应了热带高温多湿、病虫害滋长的恶劣环境，具有丰富的遗传多样性及功能基因。本文建议在海南建立热带水稻种质中心，应用现代分子生物技术与常规鉴定相结合的方法，集中力量对热带水稻资源进行深入的研究，发掘其中的特异基因，为这些基因的利用提供科学依据，为我国科研工作者提供育种材料，加速育种进程。     

我国水稻白叶枯病抗性遗传的评价和利用

70年代以来我国水稻对白叶枯病抗性遗传的评价和利用取得相当进展,评价了大量包括地方品种、野生稻和国外引进的种质对水稻白叶枯病的抗性,鉴定了许多抗源。其中有些具有基因Xa-3和Xa-4的抗源广泛地用作杂交计划中的供体,选育出一批优良的品种（系）,进行了成株抗性和全生育期抗性的评价,同时,广泛地进行了白叶枯病抗性遗传的研究,包括不同抗性类型的品种、亚种间杂交后代和杂交稻育种后代的抗性遗传行为。并就系统研究抗性基因,培育包括1-2个有利基因的改良抗源等方面提出建议。     

我国节瓜遗传育种研究进展

节瓜是我国的特产蔬菜,也是华南地区重要的蔬菜作物,主要在广东、广西、海南等地种植,产品除本地销售外还销往港澳市场,作为高经济价值作物在农业产业结构调整中发挥重要作用。概述了我国数十年来节瓜遗传育种的研究进展：总结了节瓜种质资源搜集、保存、鉴评工作;综述了节瓜育种技术及相关遗传机理研究进展,包括雌性系材料创制、性型遗传机制和调控机理研究,节瓜枯萎病病原菌和抗病性鉴定研究、抗性材料鉴评及创制技术研究、抗枯萎病机理研究,节瓜耐热性鉴评和耐热机理研究,产量、品质等重要性状的遗传研究和相关基因 / QTL 定位及克隆,节瓜分子育种技术及细胞工程技术研究等;展示了数十年来我国在节瓜雌性系育种和杂种优势利用、抗病抗逆育种、品质育种等方面取得的成就。在此基础上,分析了目前节瓜遗传育种研究工作中存在的问题,并对未来节瓜种质资源鉴评和创制、实用化分子育种技术等应用基础研究、特色优质多样化品种选育及其产业化发展进行了展望。     

豇豆属3种主要食用豆类的抗豆象育种研究进展

在中国栽培的豇豆属食用豆类主要有绿豆(Vigna radiata)、小豆(Vigna angularis)和豇豆(Vigna unguiculata)。豆象是危害这些食用豆类作物的重要仓储害虫。防治豆象危害最为经济且环保的方法是利用作物本身的抗性培育抗豆象品种。中国豇豆属食用豆类抗豆象育种尚处于起步阶段,分子遗传学研究落后,导致抗豆象新品种选育进程缓慢、育种效率低。本文将从抗豆象资源搜集、抗豆象机理研究以及抗豆象分子标记、抗豆象育种等方面综合阐述绿豆、小豆和豇豆3种主要豇豆属食用豆类的国内外研究进展,以期对中国开展相关的研究提供借鉴。     

玉米抗穗腐病研究进展

玉米是世界上最重要的农作物之一,中国玉米总产量占全国所有谷物产量的38.12%。穗腐病是玉米生产中的重要病害,在降低玉米产量和品质的同时,产生的毒素也危害人畜安全。抗性品种的选育和利用是控制玉米穗腐病的经济、安全和有效措施。目前,国内外对玉米穗腐病的致病菌进行了较为详细的研究,鉴定出40余种病原真菌,其中拟轮枝镰孢、禾谷镰孢和黄曲霉引起的穗腐病发生普遍,危害最为严重。建立了4种玉米抗穗腐病鉴定的方法,即双牙签接种法、花丝喷雾法、花丝通道注射法和针刺果穗注射法,从数千份玉米种质资源中筛选出一批抗拟轮枝镰孢、禾谷镰孢或黄曲霉穗腐病的材料。明确了玉米抗穗腐病的物理与生化机制,主要表现为抗侵染和抗扩散两个方面。对部分材料进行了抗性遗传分析和抗性基因QTL定位研究,在玉米1-8号染色体上检测到60余个抗黄曲霉侵染或抑制黄曲霉毒素积累的QTL;定位了55个抗拟轮枝镰孢穗腐病、29个抗禾谷镰孢穗腐病、16个抗伏马毒素和DON毒素的QTL,并通过meta-QTL分析获得了数个能稳定表达且贡献率较大的QTL位点。创制了10余份抗穗腐病种质,育成了少数对穗腐病具有较好抗性的玉米新品种。尽管如此,抗性研究和抗病育种成果用于生产实践的事例仍很少,生产上缺乏抗穗腐病且高产优质的玉米品种。本文从玉米穗腐病病原类型、抗性种质筛选与评价、抗性遗传及抗性基因的发掘与分子定位、抗性机制、抗病品种的选育等方面对国内外玉米抗穗腐病研究进行了综述,并对今后的相关研究进行了展望,以期对促进玉米抗穗腐病研究有所裨益。     

作物抗性遗传与育种

农业病虫害以及一些不利的环境条件给农作物产量和品质造成了重大的经济损失,利用抗性育种是防治病虫害以及逆境条件最经济、有效的措施。并提出作物抗虫育种实践中存在的问题,以及对抗性育种的展望。     

中国食用豆产业和种业发展现状与未来展望

食用豆在中国粮食组成、人类健康、土壤改良中占有重要地位,尤其是在贫困地区作为蛋白质的主要来源。随着食用豆基因组相继被破译,推动了食用豆分子遗传基础和分子育种研究。国家食用豆产业技术体系成立以来,育成了一批高产、优质、抗病虫、耐逆、适宜机械化收获的食用豆新品种,集成了一批适合不同产区的栽培技术,病虫害绿色防控技术的研发与应用取得了良好的防治效果,生产机械与技术研究初显成效,产后加工技术提升与产品创新研究促进产业提质增效。随着食用豆新品种新技术的示范与推广,食用豆总产和单产水平显著提高,特别是在过去十年内蚕豆、豌豆由干籽粒生产转变为鲜食菜用生产,食用豆种植面积提高了21.1%,单产提高了3.9%,总产提高了36.8%。随着食用豆产业规模不断扩大,越来越多的食用豆种被列为国家农产品地理标志产品,正在形成一批农业企业品牌。在食用豆产业的带动下,品种权保护与转让数量逐渐增多,食用豆种业开始起步发展。随着人们健康意识的提高,国内外市场需求快速上升,国家乡村振兴战略的实施和农业供给侧结构性改革的推进,大力培育壮大贫困地区特色优势产业,给食用豆生产和种业带来了新的机遇;但是中国食用豆生产和种业也面临生产成本较高、生产效率低、科研平台建设有待加强、缺乏突破性大品种、品种权保护力度不够等诸多挑战。本文在总结中国食用豆产业和种业的现状与问题的基础上,讨论了其未来的发展方向。     

华南地区番茄和茄子研究历史、现状与展望

华南地区是我国重要的北运蔬菜和粤港澳大湾区菜篮子基地，独特的热带亚热带气候地理条件形成了我国华南特色蔬菜育种和栽培区域。番茄和茄子是我国重要的蔬菜作物，由于华南地区高温、多雨、高湿的天气持续时间长，青枯病爆发等因素严重影响番茄和茄子产业的健康发展。因此，优质、耐热、抗病种质资源收集鉴评与创新，新品种选育与配套栽培技术研究，以及优质、高产、抗病相关的应用基础研究是华南地区番茄和茄子产业的重要研究课题。对60 多年来华南地区番茄和茄子研究的历史和现状、种质资源收集保存与创新利用、优质高产新品种培育、耐高温和抗青枯病等重要性状机理研究、新品种和新技术的产业化推广等方面进行概述，系统阐述了当前华南地区番茄和茄子育种和产业发展的现状，同时提出了华南地区番茄和茄子在种质创新和新品种选育、抗病抗逆和品质应用基础研究、新兴生物和农业技术研究与产业化应用等方面的发展方向，为我国华南地区番茄和茄子种业和产业发展提供参考。     

烟草抗虫机制研究进展

烟草是重要的经济作物,而烟草的害虫种类在中国已达300 余种,严重制约了烟草的生产。植物抗虫性是防治害虫最为经济有效的手段,为更好了解目前国内外在烟草抗虫机制方面的研究情况,笔者总结了烟草对害虫的基础性组成防御和诱导化学防御、烟草抗虫信号途径及分子机制。提出烟草上的主要害虫已经由鳞翅目害虫逐步向刺吸式害虫转变,而目前国内外关于烟草的抗虫性以及抗虫育种,是对单一害虫的研究,因此要加大烟草对多种害虫的综合抗性的研究以及多抗性品种的选育工作。同时分析指出光合作用是植物防御昆虫的一个程序化反应,在研究提高植物烟草抗虫性以及烟草抗虫品种选育的过程中,烟草的初级代谢过程特别是光合作用,也应该是重点考虑的方面,在烟草抗虫性研究上应有效地进行多学科结合,从多个角度去研究阐述这个问题,特别是与植物生理学、分子生物学、烟草栽培学以及烟草育种学的结合。     

Breeding strategies for increasing yield potential in super hybrid rice

Super hybrid rice breeding is a new breeding method combining semi-dwarf breeding and heterosis breeding using germplasm and gene-environment interactions. This paper reviews the breeding strategies of super hybrid rice breeding in China, focusing on the utilization of heterosis of indica and japonica subspecies, construction of ideal plant architecture and pyramiding of disease resistant genes in restorer lines. To develop super hybrid rice, considerable effort should be made to explore genes related with high yield, good quality, resistance to pests and diseases, tolerance to stresses. Molecular breeding methods in combination with crossing techniques should be adopted in super hybrid rice breeding.     

Crop germplasm conservation and developing countries

Loss of the genetic diversity of some of the world's crops has accelerated in recent decades, with many crops becoming increasingly susceptible to diseases, pests, and environmental stresses. A global network of gene banks has therefore been established to provide plant breeders with the genetic resources necessary for developing more resistant crops that will enable farmers to maintain high yields. Most of these gene banks now store the germplasm of only the major crops such as cereals, potatoes, and grain legumes. Cultivated varieties of these crops are conserved as well as wild species that might otherwise become extinct. Tropical cash crops such as bananas and coconuts are also important food crops in many Third World countries, and more effort needs to be made to conserve the germplasm of these crops as well as of other important plants such as plantation crops, medicinal herbs, and fruit and timber trees.     

鲜食糯玉米育种研究概况

鲜食糯玉米以食用或加工其青果穗为目的,在制订育种目标时须综合考虑产量、品质、粒色、熟期和抗病虫性等因素;依据基础材料与育种技术手段的不同,选育自交系方法有5种:自然授粉品种资源选系、优良糯玉米杂交种选系、杂(回)交转育法选系、群体改良选系和新技术选系;在新组合筛选时,需注重果穗外观商品性和口感品质的选择;通过常规育种方法和现代生物技术相结合,拓宽种质资源,加强品质鉴定技术和相关性状的遗传规律研究,是我国鲜食糯玉米育种取得突破的关键。     

大豆细菌性斑点病抗性品种和种质资源筛选

近年我国东北大豆产区细菌性斑点病发生严重,影响大豆品质和产量。采用室内高压喷雾接种法,利用分离的假单胞杆菌Psgneau001菌株接种黑龙江省主栽品种211份和东北大豆核心种质192份材料,进行抗性鉴定。结果表明,黑龙江省主栽品种抗性材料占34%,感病材料占51%,中间材料占15%;东北大豆核心种质抗性材料占57%,感病材料占26%,中间材料占17%。试验所获抗病种质资源可为大豆抗病育种提供优质候选材料。