粮食作物生物育种技术全球创新布局与竞争态势研究——基于核心专利数据挖掘的视角

“开展种源‘卡脖子’技术攻关,打好种业翻身仗”亟需探明当前粮食作物生物育种技术领域的专利创新布局和竞争态势。依据专利导向的产业竞争情报分析框架,以核心专利数据（不包含中国港澳台地区）为基础,从整体环境、技术布局和机构竞争3个方面剖析了粮食作物生物育种技术领域的全球创新布局及竞争态势。结果表明,领域内技术创新活跃,中国核心专利量位居前列,但与美国相比有很大差距;北美、欧洲和中国是全球主要技术布局地,尤以美国最为集中,中国发明的专利主要布局在国内,全球竞争能力不足;基因组重测序技术、分子标记辅助育种、抗性技术和杂交技术等是领域热点技术;突变或遗传工程、改良基因型的方法是领域内“主导-成熟型”技术,各主要国家和地区均进行了重点布局,我国在“新兴-成长型”技术领域具备相对优势;跨国种子公司的技术和市场竞争覆盖了全球主要国家和地区,技术布局主题广泛,因此,我国亟待培育有国际竞争力的本土创新研发机构。上述结果为政府及科研部门制定该领域技术创新引导政策,以及开展前瞻性研发布局和优化竞争决策提供参考。     

中国杨树上的栅锈菌

杨树锈病是一类重要的林木病害,因其病原菌的种类较多,且病害症状及病原形态上的差异不够明显,导致栅锈菌种类鉴定混乱和病原准确认知困难。在分析国内外栅锈菌分类学历史与现状的基础上,从杨树栅锈菌的形态学及系统学2个方面对中国杨树上的栅锈菌种类进行整理,并详细阐述8种栅锈菌在寄主及转主寄主、繁殖体及孢子形态上的差异,编制中国杨树栅锈菌的分种检索表,以期加深对该病原菌的科学认知。     

光照处理对冬虫夏草单孢菌株生长代谢的影响

为了探究光照处理对中国被毛孢生长代谢的影响,通过分离单子囊孢子获得单孢菌株,并对该菌株进行光照处理。观察记录光照处理30 d后菌落和菌丝形态的变化,测量菌落鲜质量、干质量以及分生孢子量,通过比色法检测甘露醇、多糖、尿素和多酚4种代谢物含量的变化,并通过UPLC检测腺苷含量的变化。结果表明,光照处理后中国被毛孢菌落形态发生显著变化;菌落鲜质量显著低于黑暗处理组,干质量无明显差异;菌丝的延伸被抑制并出现扭结现象;分生孢子数量显著高于黑暗处理组;多糖和尿素含量均显著低于黑暗处理组;甘露醇和多酚含量无显著变化;腺苷含量显著高于黑暗处理组。     

基于介电特征的苹果霉心病检测方法

针对苹果霉心病无法有效根据外表进行识别,且传统检测方法具有设备复杂、成本高昂等问题,本研究通过采集苹果介电参数构建苹果霉心病检测模型,从而实现简单快速的苹果霉心病无损检测。基于LCR测量仪采集220个苹果的108项介电指标（9个频率下的12项介电指标）作为原始参数,使用数据标准化、主成分分析算法等对数据进行预处理,并利用BP神经网络、支持向量机、随机森林算法构建霉心病果检测模型。试验结果表明,基于随机森林算法构建的霉心病果检测模型性能最佳,在150个苹果构建的训练集和70个苹果构建的测试集中分类准确率分别达到96.66%和95.71%;基于采用BP神经网络构建的霉心病果检测模型效果次之,分类准确率分别可达到94.66%和94.29%;基于使用支持向量机构建的模型检测效果相对较差,分类准确率分别为93.33%和91.43%。试验结果表明,使用随机森林构建的模型可以更有效地识别霉心病果和好果。本研究可为苹果病虫害及苹果品质无损检测等提供参考。     

捕食性真菌Duddingtonia flagrans原生质体的快速制备与再生

为快速获得大量捕食性真菌Duddingtonia flagrans原生质体并使其再生,本试验研究了酶质量浓度、酶解温度、菌龄、酶解时间对D.flagrans原生质体产生的影响,以确定D.flagrans原生质体最佳快速制备条件。结果表明,在溶壁酶2mL/L、蜗牛酶8g/L、纤维素酶8g/L时,35℃恒温条件下,酶解菌龄为2d的菌丝7h,捕食性真菌D.flagrans产生原生质体数量最多且能够再生。这为下一步转化并标记和克隆捕食性相关基因奠定了重要基础。     

拮抗真菌—桃色顶孢霉生物学特性研究

为了更好的将拮抗真菌——桃色顶孢霉应用于实践,对其生物学特性进行了研究。结果表明:以察氏为基本培养基,该菌的最佳碳源为蔗糖,最佳氮源为胰蛋白胨,最适pH8.5,最适温度为30℃,添加无机离子Zn2+对菌丝生长有利。     

松材线虫伴生细菌与松材线虫的关系及致病性机理研究

松材线虫病又称松树萎蔫病,近年来成为了国内严重毁坏型病害。如何治理该病害成为了当今植物保护界研究热点,降低该病害对生产造成的损失尤为迫切,现通过对松材线虫病的危害进行分析,总结前人对松材线虫病的研究成果:分析松材线虫伴生细菌的多样性,发掘松材线虫伴生细菌与松材线虫的关系,结合国内外研究松材线虫伴生细菌的致病性机理研究,总结得出松材线虫伴生菌种较多,没有明显的专一性,结合微生物细菌研究的发展,分离和鉴定出越来越多的细菌种类;指出了松材线虫与携带细菌之间存在密切相关,毒素在松材线虫伴生细菌的致病机制中起着重要作用。     

桑树轮纹病病原菌的分离鉴定及其生物学特性研究

2012年6～8月,通过对桑树轮纹病病原菌分离、田间致病性测定、病原菌形态观察,将该病原菌鉴定为桑膝节霉,并对此病病原菌的生物学特性进行了研究。结果表明,不同培养基配方、温度、酸碱度、碳源、氮源、光照对桑树轮纹病病原菌菌丝的生长有一定影响,菌丝生长的最适宜培养基是理查培养基,最适温度是25℃,最适pH值是7.0,最适碳源为葡萄糖,最适氮源为蛋白胨,光照对菌丝生长无显著性差异,菌丝的致死温度和时间分别为85℃和10 min。对该病病原菌生物学特性研究为云南首次报道,对桑树轮纹病的防治具有一定的参考价值。     

外源氮处理对丛枝菌根真菌—根瘤菌产精氨酸的影响

以绿豆(Phaseolus radiatus L.,绿宝六号)为宿主植物,采用三室隔离盆栽培养系统,接种丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌、根瘤菌及AM真菌和根瘤菌双接种,研究豆科植物接种AM真菌吸收外源氮产精氨酸的影响,外源氮分别为4 mmol·L-1NH4Cl,4 mmol·L-1NH4NO3,4 mmol·L-1尿素(Urea)和4 mmol·L-1精氨酸(Arginine,Arg)。结果表明,不同接种处理下不同外源氮对菌根中精氨酸含量影响不同,单接AM真菌及双接种均在施加外源氮Arg时精氨酸含量最高,分别为2.47和3.20 mg·g-1,且双接种明显高于单接AM真菌处理,而单接根瘤菌处理中精氨酸含量变化不明显。与单接种相比,双接种下菌根侵染率、根瘤数、根瘤鲜重及茎叶中总氮含量都有所提高,且在施加NH4NO3时效果最好。由此得出,AM真菌和根瘤菌双接种更利于植物氮源的吸收及生长。