生物技术在作物抗病育种中的应用及其研究进展

<正> 植物基因工程应用于农作物抗病育种的研究起步较晚,仅仅是近10年左右才开始的,但在短短的几年时间内即崭露头角,取得了一系列突破性进展和瞩目的成就。植物基因工程应用于作物抗病育种,并与常规育种和植保技术相结合,既是抗病育种工作的需要,也是今后抗病育种研究发展的趋势。一、作物抗病基因工程发展的回顾植物基因工程作为基因工程的一个重要组成部分,具有一套独立的技术体系,包括基因的分离、构建,特殊的载体(Ti质粒等)以及克隆、转化系统等。但是,作物抗病基因工程与常规作物育种、与植物保护研究有着千丝万缕的联系,是建立在植物病理学、分子和细胞生物学以及遗传学、生理学     

生物育种技术在农业生产中的应用

生物育种技术,是指以转基因的方法,把不同植物,甚至动物的控制优良性状的基因,转移到所需要的植物中去,实现按人的意志改良作物的愿望。这一技术的应用大大提高了农作物的产量、品质、抗逆抗病能力,以及农业生产效率。20世纪70年代以来,美国利用基因育种,特别是“定向     

植物抗虫基因工程的研究进展

植物抗虫基因工程的研究进展中国林业科学院林业所李强这些年来，植物抗虫基因工程的研究引起国内外农业专家的普遍关注，而且这种新的基因转移技术，可使目的基因从各种不同生物体导入其他性状优良的作物品种，克服了种间不亲和性，且能缩短育种年限，为植物虫害防治开辟...     

基因效应分析及其在育种上的应用（一）

尽人皆知生物的性状是由基因决定的。农作物的经济性状诸如产量、千粒重、穗粒重、蛋白质含量等,都是属于多基因决定遗传的数量性状。育种实践表明,支配数量性状的基因效应是多方面的,常分为加性效应、显性效应和上位效应(届二者又合称为非加性效应)。当今作物育种最有效的方法仍是杂交育种(组合育种)和优势育种(杂种优势利用),这两种育种方法区分的实质就是根据各自侧重利用的基因效应不同而分的。因此,从事育种工作的人     

耐低钾棉花品种的研究进展

我国钾资源缺乏,棉区普遍缺钾。钾是棉花必需的大量元素之一,缺钾会引起早产减产,甚至红叶茎枯病,耐低钾棉花的研究迫在眉睫。可以通过常规育种方法选育耐低钾品种。同时已经分离克隆到的吸钾相关基因为基因工程育种提供了平台,转基因技术越来越受到棉花科研工作者的重视。本文针对钾素对棉花的重要性、耐低钾棉花的常规育种及应用基因工程技术改良作物钾营养性状、培育钾高效品种等方面的研究进展作了较为系统的讨论。     

生物信息学在农业上的应用

生物信息学是基因、基因结构、基因产物功能分析必不可少的技术手段。根据生物信息数据库的现状,讨论了生物信息学在农业上的应用,如挖掘新的基因、电子克隆及系统进化分析等。将生物信息学与常规育种技术相结合,对提高育种效率,创新遗传资源,加快作物改良进程都有重要意义。     

理性认识转基因促进生物育种健康发展

纯粹的“天然食品”并不存在 转基因技术可以应用于动物、植物和微生物。作物转基因是在常规育种技术的基础上利用现代分子生物学技术,将某些生物的基因转移到作物的遗传物质中去,使其有效表达出相应的产物（蛋白质或核酸）,在产量、抗性、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的方向转变。以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品就是“转基因食品”。     

转基因知识

<正> 1 转基因基本知识转基因技术与常规育种技术一样,都是人类改良作物品种的方法,其本质是通过现代科技手段将供体生物的高产,抗逆,优质等基因转入到受体生物中,使受体生物增加新的功能特性,培育新的品种,生产新的产品。     

外源基因导入作物的分子育种研究进展

<正> 有性杂交育种是在双亲的整套染色体水平上使其重组交换以实现基因交流改良作物的常规技术,常由于杂交不亲和而局限于遗传资源范围较窄的近缘品种间交流基因。近年已知基因是DNA分子的一个区段,一个DNA分子含有几个至几千个基因。尽管生物千变万化,一种生物组成DNA的核苷酸排列顺序有数百万至数十亿种,但任何生物的DNA都是由4种基本核苷酸排列而成的,不     

马铃薯转基因工程研究现状

随着生物技术的高速发展和基因工程的日益完善,在马铃薯育种中利用转基因技术来改良品种特性,提高作物抗病虫害的能力,增加生物产量,将会更为直接便捷地解决常规育种无法解决的问题.综述了近十年来转基因工程在马铃薯育种上的应用,为马铃薯产业的大力发展提供理论依据.     

生物技术在玉米育种中的应用

生物技术是常规育种技术的补充、提高和创新。实践证明 ,生物技术只有与常规育种技术紧密结合 ,才能真正发挥它的优势 ,加快育种进程 ,提高育种水平。生物技术是利用生物体系和工程原理生产生物制品和创造新物种的综合科学技术 ,也称生物工程。它主要包括 4个领域 :基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程。与作物育种有关的领域是基因工程和细胞工程。本文介绍几种在玉米育种上已经应用并取得可喜进展、简便实用的生物技术操作方法 ,以及它们近期发展的现状和存在的问题。1　分子标记技术分子标记技术是在分子水平上识别基因的一种技术 ,常…     

抗性基因工程育种

抗性基因工程育种就是采用基因工程技术 ,将抗虫、抗病、抗逆基因导入作物 ,育成稳定遗传的抗性品种。这是２１世纪基因工程育种的关键 ,比常规育种更有目的性和预见性。一、抗虫基因工程育种目前 ,工程抗虫基因有二类 :一类是Ｂｔ杀虫蛋白基因 ,来自苏云金杆菌 ,杀虫毒性为伴孢晶体蛋白 ,对鳞翅目、双翅目和鞘翅目昆虫有毒 ,现已转移的Ｂｔ基因主要毒杀鳞翅目害虫 ,对人畜安全 ,已将Ｂｔ基因导入棉花、玉米、水稻、烟草、番茄、马铃薯、胡桃、杨树、落叶松等 ;另一类是胶蛋白酶抑制剂基因 ,可抑制蛋白酶活性 ,干扰害虫消化作用而导致死亡 ,…     

植物基因工程发展现状与展望

1　植物转基因方法的研究进展到目前为止 ,植物基因工程已经在很多方面有了深入的发展。包括 :目的基因的分离克隆 ,基因工程的克隆载体[1 ] ,转基因方法的研究[2 ,3] ,基因转移的表达 ,转基因作物的利弊探析[4～ 8] ,分子标记的方法 ,分子标记在作物品种资源和遗传育种中的应用等[9～ 1 1 ] 。迄今为止 ,用于植物外源基因的导入方法和技术很多 ,这些方法在不同的植物类型和组织中有着不同的适用范围和优缺点。1 .1　土壤农杆菌转化系统农杆菌是一种革兰氏阴性土壤杆菌 ,与植物基因转化有关的有两种类型 :一为根癌农杆菌 (Ａ ｇｒｏｂａｃｔ…     

论作物育种的科学与艺术

从传统育种(优选法)→常规育种(杂交)→现代育种(基因工程、分子育种)。育种是从一门有艺术的科学,发展成了是一门有科学的艺术。如今育种的科学性比艺术性更加重要。育种学是一门高度抽象和系统综合的哲学,有一定创新理论指导和需要精湛艺术的科学。育种学家必须是一个多面手,要善于发现和利用关键的基因及创造新的基因型,亲本选配和后代选育是关键艺术。育种学是环境学中的优生学,是生态学中的经济学。作物育种应该遵循以下8大原则:克服高产限制因子原则,高产原则,稳产原则,适应性广原则,自然资源高效利用原则,满足社会需求原则,生态选择适应原则,演变进化创新原则。育种学需要不断创新和发展。应该重视各种育种技术的相互结合和合理利用,发展和提高育种的科学和艺术水平,同时提高育种效率,选育出更多的优良品种。     

小麦生物节水品种的遗传改良技术

利用生物遗传改良技术,培育水分高效利用的多抗节水高产品种是实现生物节水最为经济有效的方法。根据20多年小麦育种实践,提出了小麦生物节水品种应具备的特点及两圃平行交替选择生物节水品种的遗传改良技术,突破了常规育种技术单一选种环境、主要目标性状基因不能同时表达和遗传类型不能充分表现的缺陷。通过加大逆境选择压力以及后代材料逆境与非逆境的交替选择,多抗节水高产品种的遗传改良效果显著,同时提出加强基础理论研究,发掘抗旱节水基因资源,将常规育种和基因工程育种有效结合的育种途径,提高生物节水育种水平。     

生物技术在花生遗传育种中的应用

花生是我国重要的油料作物 ,同时也是重要的经济作物 ,其品质改良一直是花生育种工作者关注的问题。在采用常规育种的同时 ,生物技术在花生遗传育种中的应用发展较快 ,它对于促进作物遗传育种的发展、提高育种效率、拓展育种基础起到了积极的作用 ,为快速选育高产稳产、优质多抗的作物新品种提供了新途径。笔者概述了植物组织培养和基因标记及遗传转化等在花生育种中的研究进展 ,并指出了各个环节中应注意的问题。1　组织培养技术1 .1　胚培养胚培养是植物组织培养中发展最早的技术 ,主要用于远缘杂交时培养杂种幼胚以克服因胚乳发育不良而…     

基因工程作物的安全评估与监管:历史回顾与改革思考

基因工程(genetically engineered,GE)作物育种或精准育种(precise breeding)可按人类的意愿做到基因序列、蛋白序列、功能和插入位点四精准。2016年,GE作物的全球种植面积达1.851×10~9 hm~2,30年增加了近100倍,成为农业史上发展最快的技术,产生了巨大的经济、社会和环境效益。GE作物的安全性评估和监管,30年来已积累了海量的科学数据和丰富经验,存在的问题需要认真思考,特别是近年基因组编辑技术的飞速发展,又提出了如何安评监管的新课题。GE育种技术只是一种工具或手段,本身并无固有的特殊风险,与常规育种技术相比,并不增加新的风险。从科学角度看,过去30年中普遍存在监管失当或过度监管问题,没有真正做到以风险为基础的分类监管,欧盟"以技术过程为基础"的监管应当摒弃,即使美国"以产品为基础"的监管也存在需要改进的空间。安评监管必须以科学为基础,如何创新、改革已成为国际发展的共同趋势。本文对GE作物环境和食品安全性评估中的一些科学问题进行了分析讨论,包括评价对象,对靶生物和非靶生物的影响,转基因飘流,毒性、过敏性、营养成分及非预期效应,GE作物中的标记基因及植物病原DNA序列等。根据现有科学知识,讨论了安评监管的重点。文章最后建议按物种、基因、环境三位一体,构建"以风险为基础"的分类管理框架,列出了属于低、中、高风险类别的可能产品。按物种分,重点考察基因供体或受体物种是否有长期安全食用的历史,是否含有已知的毒性物质、过敏原或抗营养因子等。按基因来源分,可分为种内转基因(intragenesis)、近缘转基因(cisgenesis)和远缘转基因(transgenesis)。种内转基因是指同种植物内的基因修饰和转移,如大多数基因组编辑技术改良的作物,将种内的某个或某些基因沉默、敲除或插入、修饰,风险极低。近缘转基因是在有性可交配物种之间转基因,风险类别低。远缘转基因则是转入有性不可交配物种的基因,风险类别中或高。按环境分类,重点考察GE作物释放环境中是否存在有性可交配的近缘野生种或杂草,是否会引起基因渐渗,导致杂种有生存竞争选择优势,以及释放环境是否为该物种的起源中心等。以上应作为GE作物风险评估和监管的重点。     

家蚕异源染色质转移与表达的杂交遗传分析

<正> 近年来生物工程技术在家蚕育种上得到日益广泛的应用,显示出其强大的生命力。我们和中国科技大学生物系协作,开展了染色质工程在家蚕育种上的应用研究。从一定的家蚕组织(如丝腺)中,依Gottesfeld(1974)方法分离出具有模板转录活性的染色质(Femplute—active chrumatin),用显微注射技术和激光微束(钇铝石榴石激光器,微束直径5μm)透射技术,把染色质转移到另一品种的受精卵中,观察到某些外源基因能在当代表达并传递于子代。1985年春蚕期和秋蚕期,我们采用了三对家蚕品种进行了模板活性染色质的转移,获得了PS(黑缟)、F(肉色茧),PK(淡红茧)等基因的不同程度的表达,每种变异体观察到F_3代,看到了不同基因在转移后的不同的稳定程度。为了进     

影响水稻雄性不育嵌合基因PMN29遗传转化的因素

水稻是一种重要的农作物,采用的育种方法是杂交选育为主的常规育种.随着分子生物学的发展,细胞工程育种和基因工程育种日益显示出优越性.杂交育种、细胞工程育种及基因工程育种,已成为现代育种学的三个方面.加快基因工程育种的步伐,是我国育种工作者的当务之急.     

通过辐射花粉实现基因转移——一种有希望的植物育种新途径

基因转移(Gene transfer),是指通过杂交或转化等生物学措施,将一种生物体的某些基因转移到另一生物体的基因组内。在植物中,进行基因转移的方法有利用Ti质粒等载体将供体的基因转入受体植株:对子房、胚珠、胚囊或原生质体注射外源DNA;利用亲和花粉将外源DNA导入胚囊等等。但这些方法在技术上较复杂,且不够成熟,所需仪器、设备、药品较昂贵,一时尚难应用到植物育种中。近年来一些国家的科学家采用辐射过的花粉进行授粉,使供粉植株的部分基因转移到母本基因组内,并在主要表现母本形态特征的后代中表达出这些基因所决定的性状。由于这种基因转移的方法简便易行,而所转移的基因仅涉及到父本基因组的很小部分,这就使得植物育种工作者在进行杂交育种时,有可能避免把父本中目的基因以外的复杂的遗传背景也牵涉进去,因而可能减少冗长的