水稻抽穗期基因研究进展

抽穗期是水稻品种的重要农艺性状之一,它对于水稻适应不同的栽培地区和耕作季节是至关重要的。近年来,在水稻抽穗期基因的发掘、定位、克隆及作用机制等方面,特别是QTL研究方面取得较大进展。在此,回顾了水稻抽穗期基因/QTL的定位和克隆,阐述QTL的互作及与主基因的等位性关系,并通过和拟南芥模式植物的对比进一步阐述了水稻开花的分子机制,为研究禾本科植物的抽穗期基因提供了有意义的启示。旨在为中国水稻抽穗期基因遗传以及在育种上的应用提供理论依据。     

分子标记技术在甜菜育种中的应用

分子标记技术与常规育种技术相互紧密结合能显著提高育种效率。为了更好地阐明分子标记在甜菜育种中的作用,总结了国内外分子标记在甜菜亲缘关系及遗传多样性研究、遗传连锁图谱构建、数量性状基因定位（QTL）、分子标记辅助选择育种、杂种优势及种质鉴定中的研究现状和存在的问题。指出建立相应的高效分子标记辅助选育体系,创造出高产、优质、多抗或具广谱抗性的甜菜种质或品种是甜菜分子育种的研究方向。当前甜菜种质资源鉴定的关键任务是大力开发新型的分子标记进行甜菜种质资源遗传分析,绘制指纹图谱、进一步构建甜菜种质分子身份证。今后应加强对甜菜重要农艺性状基因进行精细定位,充分发掘QTL的信息,构建更为饱和的分子标记连锁图谱。     

我国水稻分子育种计划的策略

从种质资源中发掘和利用优异基因是实现突破性育种的关键。现有常规育种技术对种质资源的低利用率及其在性状改良上的局限性是近几十年来水稻改良出现徘徊局面的根本原因。本文首次提出应用大规模回交育种构建我国优良水稻导入系群的方法和以此为基础材料建立我国水稻分子育种协作网的策略，简要地阐述了应用分子标记和导入系进行水稻种质资源中有利基因/QTL的大规模发掘和复杂性状QTL聚合改良的分子育种技术路线，并简要地展望了这一分子育种策略的应用前景。     

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。     

作物产量性状QTL定位的研究现状及应用前景

作物的许多农艺性状和经济性状是数量性状。研究作物数量性状遗传对农作物育种具有十分重要的意义。本文综述了数量性状基因座QTL（quantitative trait locus）定位的原理和常用方法及分子标记在水稻、小麦、玉米、棉花、大豆、番茄、大麦和油菜等重要作物产量性状基因定位中的研究现状,并对目前产量性状QTL定位存在的问题和发展前景进行了探讨     

玉米霜霉病的分子遗传学研究进展

玉米霜霉病是一种重要病害,特别是在热带、亚热带地区,常常造成玉米生产的重大损失。笔者从玉米霜霉病抗性的遗传表现、抗性基因的QTL定位、QTL效应及QTL与环境的互作、抗性的分子标记及抗性遗传多态性变异等方面对其分子遗传研究进展情况进行了概述。并就加强玉米霜霉病抗性基因克隆、近等基因系构建及分子标记辅助育种体系建立等研究工作进行了展望     

水稻等基因导入系构建与分子技术育种

本文概述了“参与全球水稻分子育种计划研究”项目的实施效果：从23个国家和地区引进了一批优良利质资源，选育了基于22个不同遗传背景的等基因导入系约6万余份，建立了节水抗旱、氮磷高效种质资源的鉴定设施与评价方法，发展了大规模、高通量、低成本的基因鉴定与分子标记技术。形成了一条较为成熟的基于等基因导入系的水稻有利基因发掘、种质创新和新品种选育的技术体系。育成了一批高产稳产优质节水抗旱的新品种（系）。     

水稻耐盐性的遗传和分子育种的研究进展

盐胁迫是造成水稻减产的重要环境因素之一。本文从维护膜系统的完整性、离子的区隔化以及渗透调节等三个方面介绍了水稻耐盐性的机理;简要描述了水稻生物耐盐能力、农艺耐盐能力和离体细胞对盐害反应等三种耐盐鉴定方法。总结了近年来对水稻耐盐种质资源的发掘、耐盐性QTL定位和重要基因的克隆以及耐盐水稻选育所取得的进展。通过长期水稻耐盐性评价、已发掘了一些耐盐的水稻种质;定位了七十多个控制Na+/K+含量、存活天数等耐盐性相关性状的QTL;两个水稻耐盐基因SKC1和DST已被克隆;我们已获得系列不同程度耐盐的转基因植株和SKC1/BADH两类耐盐基因聚合系。本文进一步讨论了水稻耐盐性机制的研究以及在生产实践中应用的前景,试图为深入开展水稻耐盐性研究提供参考。     

农业部重点开放实验室——南京农业大学“农作物种质资源与育种”实验室简介

农业部“农作物种质资源与育种”重点开放实验室,是1996年在南京农业大学农作物种质资源与育种工程实验室的基础上组建而成,该实验室属于国家级重点学科“作物遗传育种”的一个综合性实验室,系博士、硕士学位授予点和博士后流动站。现有工作人员32名,其中教授10名,副教授15名,一半人具有博士学位。实验室主任由南京农业大学现任校长翟虎渠教授担任,学术委员会由盖钧镒教授等9位著名专家教授组成。 该实验室5个主要研究方向:(1)种质资源的发掘、研究与创新,包括地方品种的生态地理学以及演化、育种性状优异资源的筛选及遗传评价、群体种质的合成及改进等;(2)作物育种原理和方法,包括不同类型育种群体的遗传变异及育种策略、交配制度的遗传效应及应用、不同类型状性的育种方法和技术、杂种优势育种技术与利用、育种利用的试验设计技术等;(3)实用生物技术,包括组织培养与植株再生、QTL标记及辅助选择育种技术、转基因植株培育技术及其研究等;(4)农作物新品种选育与种质改良,包括水稻、小麦、棉花、大豆等主要农作物的新品种选育、种质资源创新及目标性状的遗传与改良等;(5)种子生产及     

水稻耐冷QTL定位以及分子机理研究进展

水稻耐冷性是培育广适、多抗性品种的重要性状之一,其不仅影响水稻品种的种植区域,而且对保障世界粮食的安全生产具有重要意义。本论文通过综述近年来水稻耐冷分子遗传研究的主要进展:(1)水稻耐冷QTL的定位概况;(2)主效QTL精细定位、克隆及其分子机理;(3)CBF、MYB转录因子参与的耐冷分子机理调控网络,以期为今后水稻耐冷分子机理研究提供参考。     

Crop breeding for salt tolerance in the era of molecular markers and marker‐assisted selection

Crop salt tolerance (ST) is a complex trait affected by numerous genetic and non‐genetic factors, and its improvement via conventional breeding has been slow. Recent advancements in biotechnology have led to the development of more efficient selection tools to substitute phenotype‐based selection systems. Molecular markers associated with genes or quantitative trait loci (QTLs) affecting important traits are identified, which could be used as indirect selection criteria to improve breeding efficiency via marker‐assisted selection (MAS). While the use of MAS for manipulating simple traits has been streamlined in many plant breeding programmes, MAS for improving complex traits seems to be at infancy stage. Numerous QTLs have been reported for ST in different crop species; however, few commercial cultivars or breeding lines with improved ST have been developed via MAS. We review genes and QTLs identified with positive effects on ST in different plant species and discuss the prospects for developing crop ST via MAS. With the current advances in marker technology and a better handling of genotype by environment interaction effects, the utility of MAS for breeding for ST will gain momentum.     

植物矮生性状的分子遗传研究进展

近年来,随着分子生物学和基因组学的飞速发展,对作物高产性状,高产机理及其相关基因的研究愈加深入,应用基因工程技术对作物进行遗传改良已成为提高作物产量的有效途径,培育理想株型已成为作物育种的重要目标。株高是高等作物的重要农艺性状之一,植株过高容易引起倒伏而减产,而矮生植株抗倒能力强,高产,因而矮化育种对培育理想株型十分重要,矮生基因的发掘研究和利用也越来越受到重视。本文综述了目前高等作物矮生性的分子遗传研究进展,特别是对水稻、小麦、玉米、黄瓜、西瓜和番茄等主要作物矮生性状的遗传特点、分子标记、矮生基因的克隆等方面的研究进展做了较为详细的总结和评价,分析了激素对高等植物矮生突变体的调控,提出了高等植物矮生资源的利用和矮化育种中存在的问题,并探讨了高等植物矮生性状分子遗传学研究和分子育种的发展趋势。     

甜瓜基因组学研究进展

甜瓜是一种世界性的园艺作物.随着现代生物技术的迅速发展,甜瓜基因组学研究越来越深入,国际葫芦科基因组计划也已经筹备完成即将启动.目前已构建有14张甜瓜遗传图谱,多个重要性状的分子标记及数量性状位点已找到并定位在图中,并开始在葫芦科作物之间进行比较基因组图谱方面的研究.已克隆出枯萎病抗性基因Fom-2,其它农艺性状基因的克隆工作也在陆续开展.本文在甜瓜遗传连锁图谱的构建、重要性状分子标记及OTL定位、比较基因组学及基因克隆等方面分别对其研究进展进行了探讨,以期为我国的甜瓜基因组学研究提供有益的参考.     

水稻稻瘟病抗性基因的定位、克隆及育种应用研究进展

稻瘟病是一种世界性的水稻病害,抗病品种的培育和种植是控制该病害最为经济有效的方法,而抗病基因的发掘与利用则是抗病育种的基础和核心。本研究就稻瘟病抗病基因的遗传、定位、克隆及育种应用情况进行了概述,介绍了稻瘟病广谱抗原和抗病基因、隐性抗病基因研究的最新进展,指出近一半的抗病基因是通过F2分离群体鉴定的,目前已定位的稻瘟病主效抗病基因超过86个,微效基因约350个,应用图位克隆等方法,20个稻瘟病主效抗病基因和2个微效基因已从不同的水稻品种中被克隆。这些基因的定位和克隆是有效开展稻瘟病抗性分子育种的基础。最后,结合笔者从事水稻稻瘟病抗性遗传的工作实践对稻瘟病抗病基因研究存在的问题进行了分析和展望,相信随着越来越多各类型抗性基因的生产应用,稻瘟病对水稻的危害最终能得到有效的控制。     

作物耐热生理基础与基因发掘研究进展

热胁迫是农作物生产中的环境限制因子,影响作物生长发育并导致农作物减产与降低农产品品质。作物耐热性生理生化、基因发掘与分子机制研究将为农业生产与耐热新品种培育奠定基础。综述了热胁迫逆境对作物营养生长阶段和生殖生长阶段的影响,重点阐述了开花期与子粒灌浆期等作物产量形成关键时期受热害时作物的生理与发育,介绍了作物主要的4种热响应方式,即膜流动性改变、蛋白质解折叠、细胞骨架解聚和代谢物变化,总结了Hsf热激转录因子的调控与耐热分子机制,并展望了应用生物技术创制作物耐热新种质与遗传改良的可行性。本文为作物耐热性生理基础、基因发掘、分子机制与育种途径等研究提供参考。     

Potato Breeding for Nitrogen-Use Efficiency: Constraints,Achievements, and Future Prospects

In this review, the genetic potential and efforts made on different aspects of potato breeding for nitrogen-use efficiency (NUE) and the possible physiological and genetic mechanisms determining NUE in potato in relation to other model crops are presented. Strategies to utilize the diverse gene pool of potato and improve the NUE in contrasting N environments are currently evaluated under field conditions using different selection approaches. So far, focused efforts have been made on the identification of potato genotypic differences which will allow for the analysis of specific components of nitrogen-use efficiency and the effect of nitrogen fertilizer on a range of physiological processes and morphological traits of potato. To my knowledge, despite the availability of genome sequence and QTLs identified for NUE and related agronomic and physiological traits in potato, and genomic information from other model crops, candidate genes on NUE have not yet been identified in potato. To maximize the success rate of potato breeding for NUE, basic knowledge how plants respond to different N regimes and other environmental conditions and use of DNA marker technology are vital.     

Deployment of wild relatives for genetic improvement in rice (Oryza sativa)

Rice is one of the most important crops in the world. The wild species of rice are expected to have novel beneficial alleles that have been lost from cultivated rice during the process of domestication. Therefore, wild species could be the potential source to induce lost genetic diversity in cultivated rice. Serving as an important reservoir of novel genes/QTLs, wild species, in general, are better adapted to different ecologies and can tolerate many biotic and abiotic stresses. Despite that, only a few wild species are studied and extensive characterization both at the molecular and morphological level is yet to be achieved. Several agronomically important genes/QTLs for improving biotic and abiotic stresses, resistance, productivity and grain quality traits were identified from AA genome donor wild species and were tagged with breeder friendly molecular markers for their transfer to elite genetic backgrounds. The present review provides information on the important wild rice species harbouring genes/QTLs for agriculturally important traits and their successful utilization in rice breeding programmes.     

花生分子育种研究进展

随着高通量测序技术、基因组学分析技术和分子生物学技术的发展,分子育种已成为花生育种的重要手段之一。在新一代高通量测序技术的影响下,大量的花生功能基因和分子标记被挖掘出来,遗传连锁图谱更加精细化,强化了分子标记与常规育种的有机结合,促进了花生转基因技术发展。本文对国内外花生分子育种的研究进展进行综述,并对花生分子育种的主要问题和发展前景进行了讨论。     

Gene banks and their contribution to the breeding of disease resistant cultivars

Summary Genetic variation in crop species and their wild relatives holds the key to the successful breeding of improved crop cultivars with durable resistance to disease. The importance of the conservation, characterization and utilization of plant genetic resources nationally and internationally has been recognised, though much remains to be done. Gene banks have now been established in many countries and at most of the international crop research centres. Cell and tissue culture techniques and biotechnological aids have done much to ensure the creation and safe transfer of healthy germplasm around the world. Multidisciplinary, international research and collaboration are essential to the successful breeding of improved disease resistant cultivars. Examples are given of the effective use of genetic resources in breeding disease resistant cultivars of a number of crops, including cotton, rice, potatoes and pearl millet.     

植物基因工程在作物育种中的应用与展望

从抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆以及品质改良、改善发育状况、提高光合作用和固氮效率等方面论述了基因工程在作物育种中的具体应用和进展,阐述了基因工程改良作物品种的方法和优点。通过植物基因工程获得的转基因作物主要有大豆、玉米、棉花、油菜和烟草,并开始大面积应用于农业生产,取了得较好的经济效益、社会效益和环境效益。分析了植物基因工程在作物育种中广阔前景,有望培育出高产优质、集高光效、抗虫、抗病、抗除草剂和抗逆等特性于一体的作物新品种。解决了人类所面临的资源短缺、环境恶化和效益衰退的三大难题,为农业的持续、稳定发展提供了有力保障。