农作物基因设计育种发展现状与展望

基因组学、计算生物学、合成生物学等基础科学快速发展,生物技术、信息技术、人工智能等前沿技术交叉融合,催生了精准设计育种,驱动作物育种加速向精准化、高效化和智能化发展,成为新时期农作物种业竞争的热点。系统分析了国际农作物基因设计育种发展态势,明确我国农作物基因设计育种发展现状与面临的挑战,展望新时期我国农作物基因设计育种发展路径,为推动农作物种业创新发展提供参考。     

北方日光温室分布式智能监管平台总体设计初探

结合北方日光温室生产管理实际,分析适宜作物生长环境因素及智能管理和环境控制需求,结合“互联网+”技术,应用传感器网络、局域WIFI网络、CAN总线协议和组态王等技术,设计日光温室分布式智能监管平台总体建设方案,旨在为农业物联网监管系统建设探索最优路径,以实现温室管理智能化,使北方设施园艺生产逐步趋向优质、高效、节能、可持续方向发展。     

信息技术与智能装备助力智能设计育种

当前,世界种业已进入空前的密集创新和产业变革时代,作物育种正迎来以信息技术和生物技术融合发展为标志的新一轮科技革命,并将引领种业进入智慧种业时代.为此,抢占农业智能设计育种技术及其产业发展的制高点已成为世界各国增强国际竞争力的重大战略.文章回顾了作物主要育种技术及模式的发展历程,总结了智能设计育种的含义和基本流程,论述...     

我国生物技术育种现状与发展趋势

生物育种是现代农业史上应用推广最迅速的技术,并已在全球范围内产生了巨大的社会、经济和生态效益。然而目前我国主要农作物的品种选育仍停留在以表型选择为主的传统育种模式。这种经验育种不仅周期长而且品种改良进度缓慢,难以满足我国强劲的经济发展需求。而生物育种技术突破了传统育种技术的种种局限,使农作物育种变得更精确、更高效、更可控且可预见,可促进实现中国主要作物由“经验育种”向“精确育种”的战略性转变,有利于加速培育高产、优质、抗逆、广适的作物新品种。着重介绍了转基因、分子标记辅助选择、分子设计和智能不育这四种生物技术在水稻和玉米两大作物育种中的应用现状与发展趋势,可为我国农业和科技管理部门、生物技术工作者、育种家和种业企业提供参考。     

中国蔬菜作物的来历和变异

我国领土辽阔,自然条件复杂,植物资源十分丰富;还从世界其它地区引入了多种作物加以驯化,更丰富了作物的种类。现在我国栽培的蔬菜作物大约有116个种,其中约57个种起源于我国。更由于我国的农业历史悠久,在这漫长的岁月中,蔬菜作物发生了很多变异,广大农民也积累了丰富的育种经验,又创造了许多亚种、变种、类型和品种。因此,中国蔬菜种质资源的丰富为世界上所罕见,并为世界蔬菜生产作出了一定的贡献。     

植物染色体数目变异的途径及意义

本文综述了植物染色数目变异的途径,一是天然变异,二是人工创造,而人工创造是主要方法和手段,其目的和意义进行遗传分析,合成新的物种,创造新的种质资源为作物育种和改良,打下物质基础。     

体细胞无性系变异及其在作物育种中的应用

体细胞无性系变异在组织培养中广泛存在,为作物品种改良提供了一个新的有效途径,是继花粉和花药培养之后的又一种实用化的细胞工程育种新方法.本文综述了体细胞无性系变异的起源、产生机理,变异的特点,影响变异的因素,变异的稳定性及其检测.并阐述了体细胞无性系变异在作物育种中的应用,并对体细胞无性系变异在作物育种中应用所存在的问题进行了探讨.     

作物航天诱变育种变异特征研究进展

研究了作物航天诱变变异的主要遗传特征及遗传性状将有效指导作物航天诱变育种实践.概述了作物经航天搭载后发生变异的各种特征,包括细胞结构、染色体的遗传特征,DNA和基因组水平上的遗传特征,同工酶等生理生化特征,主要遗传性状变异特征等,并在此基础上提出作物航天诱变育种需要加强和完善的问题.     

智能农业

“智能农业”实际上是“智能化农业信息技术应用示范工程”的简称。其实质是运用人工智能理论中的“专家系统”技术,根据农作物的种类、耕地的条件及自然气候等因素,依靠存储库中的农业专家的知识,指导农民进行生产作业。     

智能除草机器人研究现状与展望

杂草控制是农业生产中必然面临的重要问题,随着机器人技术、自动化技术融入农业生产,各类除草机器人应运而生,有效地减少了化学药剂对环境的污染。本文综述了除草机器人的智能感知技术、机器人平台和除草装置3个部分的研究现状,分析了作物行与杂草识别技术、除草机器人平台结构和机械除草装置智能化控制方式等存在的不足,并从智能化感知、精准化除草、高效化作业和智慧化管理等4个方面对智能除草机器人的未来发展趋势进行了展望。     

我国智能设施园艺技术突破之路在何方?

正设施园艺的显著特征是以现代装备为支撑,作物生长的温度、湿度、光照、CO_2以及营养液等环境要素均可由计算机进行智能化管控,作物生产管理过程也可由相应的智能机械装备进行省力化作业,实现智能化生产。近些年来虽然我国智能设施园艺技术取得了快速发展,但与荷兰、日本、以色列     

深层坞原理对于智能体育的介入机制

随着人工智能技术的进步,“避风港原则”已难以有效应对体育领域的数据信息侵权问题.该文提出应对数据侵权或信息侵权的保障策略——深层坞原理,通过与产业链各环节主体的深度对接,实施对受侵权数据或信息的“下潜”保护,有效遏制或降低侵权损害,其内在逻辑和设计思路也适应未来智能化发展的需求.深层坞原理在当前数字化发展产业链中,既能在前端激发智能化生产活力,又能在后端强化监管制度和机制建设,提高侵权成本、协调数字体育用户与数据实际控制者权力失衡问题.在未来强人工智能发展阶段,深层坞原理也将随之演进,利用未来智能对未来智能机器进行管理,展现其未来发展潜力.     

基于物联网技术的温室智能灌溉系统设计

针对传统温室灌溉方式效率低、水资源浪费大、对作物管理不科学等问题,设计了一套基于物联网技术的温室智能灌溉系统。该系统利用传感器技术、MESH自组网络技术、无线互联网等嵌入式技术,通过监测温室空气和土壤温湿度信息对温室灌溉进行智能管理。该系统的应用不仅极大提高了灌溉效率,降低了水资源浪费,使作物管理更科学,而且符合目前我国温室智能灌溉装备市场的极大需求,同时还可升级为具有多参数、多点监控功能的温室智能管理系统,大大推动了我国高效精准农业的发展。此外,由于采用无线多条通讯方案,该系统具有布局方便、操作简单、节点容量大等特点,更适合温室管理人员使用,具有较高的推广价值。     

园林花卉的遗传与变异

自然界中的生物普遍存在遗传和变异,花卉也不例外。生物的变异是多种多样的,有了变异就有了选优的可能,就能促进物种进化,园林花卉植物中的自然变异,对提高花卉的观赏价值具有重要意义,现代园林绿化中广泛地应用植物有益的遗传和变异,定向培育繁殖新性状的个体,能有效地提高绿化和美化的艺术效果。引起自然变异的原因多数是环境条件所致,如温度、紫外线等。由于长期的反复作用,导致物种的遗传基础发生了变动而产生了变异。     

超级稻的分子设计育种

超级稻育种的目标是在水稻矮化育种和杂种优势利用取得突破的基础上,通过理想株型的构建结合籼粳亚种间杂种优势利用,来实现寻求水稻单产、品质、适应性的新突破。作物分子设计育种是通过各种技术的整合与集成,对作物从基因(分子)到整体(系统)不同层次进行设计和操作。将分子设计育种的知识和手段应用于超级稻育种,可以在尽可能短的时间里培育出更多、更好的超级稻品种或杂交组合。因此,对水稻分子设计育种的基本理论和相关领域的最新研究进展进行了综述,展望了分子设计育种对提升传统育种效率和培育超级稻新品种的前景,指出了未来超级稻发展的方向。     

物联网温室智能管理平台的研究

目前,大多数智能温室控制技术都是模仿研究,具有自主知识产权的技术和产品少,还没有比较成熟的具有自己特色的技术装备,国际市场上竞争力不强。虽然在自动采集软件和远程网络技术方面取得了进展,但就全国而言应用覆盖率仍然很低。本项目通过传感器技术、互联网技术进行信息采集和数据传输,对作物生长状态进行准确判断。对信息进行整合和优化,实现智能灌溉,提高效率,进而达到促进作物生长最优条件的目的。     

稳固智能农机发展的基石

<正>"信息感知与作物精细生产管控机理研究"项目的启动实施,将突破土壤及农作物信息感知、决策控制、精细生产管控等应用基础核心技术,为农机智能装备精细作业提供精测、精施、精管理论方法及技术基础,为实现现代农业全面智能化、机械化提供技术支撑。项目拟取得一批具有自主知识产权的技术成果,将促进我国智能农机装备的发展。对缩小与国外主流产品差距、支持现代农业发展、保障粮食和产业安全具有重大意义。     

家禽养殖智能装备与信息化技术研究进展

家禽智慧养殖是指借助移动互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术,全面感知现代家禽生产要素与生产环境,智能处理、深度挖掘海量养殖数据,实现禽舍自动化生产、精准环境控制、智能化管理的家禽养殖新型业态。在行业需求及农业现代化发展趋势的推动下,新一代信息化技术与家禽养殖领域的融合发展,不断推动产业的信息化和智能化转型升级。先进感知技术、信息传输技术、数据挖掘、人工智能等新兴技术为家禽养殖智能装备与信息化技术的研发提供了新方法。近年来我国在家禽生产信息采集、养殖环境调控、智能化管控等方面取得了阶段性成果,对提升养殖生产效率、降低养殖工作强度、实现家禽养殖行业绿色高质量转型升级有着重要意义。本文根据国内外研究热点及家禽养殖智能化关键“卡脖子”问题,介绍养殖环境精准监测及舒适度评估技术、家禽生理和行为感知及健康预警技术、环境精准调控技术、智能机器人与管控平台等技术装备的最新研究与应用进展,分析了我国家禽养殖行业信息化、智能化发展的薄弱环节与发展机遇,讨论了我国家禽养殖智能装备及信息化技术发展趋势,并就我国家禽智慧养殖未来的重点突破方向提出了相关建议,旨在为我国现代家禽养殖信息化、智...     

生物遗传与变异的辩证关系探析

从生物遗传与变异的对立统一关系出发,研究遗传与变异的联系、发展和在一定条件下的相互转化,对于认识生物遗传与变异的辩证关系以及推动遗传育种工作有着实践的意义。     

基于ESI的全球作物生物育种领域研究前沿分析

全球作物生物育种已进入至关重要的、以抢占技术制高点与经济增长点为目标的战略机遇期,基础研究是科技创新的重要途经,明晰全球生物育种领域的研究前沿和发展方向,对我国作物生物育种发展来说具有迫切性和必要性.基于ESI数据平台,经专家咨询对全球生物育种领域研究前沿和核心论文进行遴选与解读,借助DDA分析工具,采用计量分析和数据挖掘方法,从期刊、国家、机构及合作、研究方向等角度对核心论文进行全方位的深入剖析.Plant Biotechnology Journal是作物生物育种领域前沿的代表期刊;美国和中国是全球重点研究国家;我国代表性研究机构优势显著,但影响力有待提升,可根据机构特色研究方向,有针对性地积极开展跨国合作;基因编辑技术、碱基编辑等生物育种技术及应用是重点关注的研究前沿.