植物高光效基因工程研究进展

高光效育种是培育高产品种的新途径。随着生物技术的发展,通过转基因改善C3植物的光合效率进而提高产量成为植物高光效育种的研究热点。综述了C4碳同化途径的特点及其利用C4途径关键酶基因提高C3植物光合效率方面的研究进展,指出植物高光效基因工程面临的挑战。     

C4光合pepc基因转化水稻和小麦研究进展

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)作为C4途径的关键酶,一直是水稻、小麦转基因研究的热点.综述了PEPC基因工程现状,着重介绍了转C4光合pepc基因水稻、小麦的光合生理特性及高光效育种最新进展;并指出转基因高光效育种的分子作用机理尚需深入研究,有价值高光效种质有待进一步创制;将转基因高光效育种和常规育种相结合,开展水稻、小麦分子聚合育种,是培育优质、高产、多抗水稻、小麦新品种的有效途径.     

油菜高光效育种的思路、方法与选育效果

"高光效+杂种优势"是提高油菜产量水平的有效途径,也是新时期油菜高产育种的重要内容,针对油菜光合特性复杂,研究难度大,高光效育种尚处于起步阶段的研究现状,在分析油菜光合效率较低、影响产量水平提高、开展油菜高光效育种的难点等基础上,结合多年油菜光合生理研究和高光效育种工作经验,从油菜高光效育种的总体思路、油菜高光效种质的筛选及创建途径、油菜高光效杂交种的选育标准和方法等几个方面对油菜高光效育种进行探讨,以期推动油菜高光效育种研究工作的发展。     

大麦高光效种质资源的筛选及光合特性与产量的相关性分析

进行高光效大麦种质的筛选并研究大麦光合作用与产量性状的关系将为培育高产高光效品种奠定基础。本研究对本单位31个自育大麦品种(系)(含2个对照品种)抽穗期旗叶的光合作用以及产量相关指标进行了测定,并分析了光合作用与产量的相关性。结果表明,以净光合速率为指标,从中筛选了6份高光效大麦种质资源;除了光合参数之间以及产量指标之间的相关性外,就光合作用和产量相关指标而言,气孔导度和胞间CO_2浓度分别与小区产量成显著和极显著负相关,胞间CO_2浓度还分别与不育小穗数和穗粒数成显著正相关和负相关,其他性状间相关不显著;根据光合特性和产量性状考察结果,可将参试材料分为高光效高产型、高光效低产型、低光效高产型、低光效低产型和中间型等多种类型。     

作物产量的遗传基础和实现产量突破的途径研究

综述了作物碳、氮积累以及相互作用的机理;阐述了不同作物,特别是水稻、大豆和棉花上不同产量构成因子的QTL研究进展;并提出了高产育种应该从矮秆、理想株型、高光效和高转运效率方面着手,提高作物产量的潜力。     

作物超高产育种途径探析

本文以3大粮食作物水稻、小麦和玉米为例,阐述了作物超高产育种的概念,归纳了作物产量形成的生理基础,并从理想株形选育、高光效育种、遗传资源的发现与创新和生物技术手段4个方面分析了作物超高产的途径.     

国审玉米新品种滑玉168的制种技术

高光效机收型玉米新品种滑玉168的大面积推广,除了因其自身的特性外,规范制种技术,提高制种产量,降低种用成本,是其大面积应用的关键。根据玉米新品种滑玉168双亲的特征特性,提出了其切实可行的高产制种技术。     

薏苡种质资源与遗传育种研究现状

薏苡营养价值高且是中药配方的重要组分,为典型的药(医)食同源作物,已经发展为极具区域性的特色杂粮作物.薏苡是C4高光效作物,但籽粒单产相对较低,有效提升育种水平已成为提高薏苡产量的关键因素.为薏苡高产品种的选育提供思路,从薏苡属作物科学本源出发,阐述当前薏苡种质资源、遗传基础、品种选育与利用的研究现状,并提出薏苡属作物...     

农作物高光效育种技术分析

随着人口的增加,自然环境的恶化,农业越来越受到人们的重视,农作物的高光效育种技术也开始被人们熟知。基于此,从农作物高光效育种技术的概念入手,讲解其基本原理和主要技术途径,并以水稻为例,具体化讲述高光效育种技术,最后介绍高光效作物品种的选择方法。     

小麦光合速率和光呼吸与产量性状的关系

光合作用过程中所累积的有机物质,是农作物产量的基础。但是对光合作用与农业产量的比较研究所得出的结论并不一致。多数研究认为,光合作用在产量形成过程中起主导作用,光合速率与产量间呈正相关,可作为选育高光效品种的指标。也有研究证明,光合作用并不是影响产量的主要限制因素,光合速率与产量间无相关关系,还无充足理由证明高光合速率一定导致高产。但高产品种多数光合效率也较高。因此,在高光效育种中首先必须明确诸光合性状与产量之     

黄淮麦区小麦品种的高产潜力与实现途径

黄淮麦区是中国冬小麦的主产区和高产区,对中国小麦生产以及国家粮食安全起着重要作用。针对中国人多、地少的基本国情,以及耕地资源非农化、耕地利用非粮化的发展现状,指出未来提高小麦总产的根本出路在于提高单产。要充分挖掘小麦高产潜力,培育高产品种是进一步提高单产的重要途径。文章根据黄淮麦区的生产条件及生态特点,分析不同时期高产品种产量结构的发展变化趋势,指出在大田条件下实现小麦高产潜力,千粒重与穗粒数并重是小麦新品种的发展方向。并从机械化生产对品种的要求出发,探讨了黄淮麦区小麦高产品种的高产空间与创育思路,提出进一步挖掘黄淮麦区小麦品种高产潜力的有效途径:(1)小麦高产潜力的实现,应重新认识和定位穗光合在产量形成中的作用,要充分挖掘和利用穗器官的光合优势,培育穗叶高光效品种。小麦穗器官除具有空间优势外,其光合特点类似于C4途径或介于C3—C4中间型,籽粒呼吸释放的CO2能被穗光合再次固定。鉴于穗光合对籽粒产量形成的较大贡献,应强化绿穗灌浆特性,发挥穗器官的光合优势,提升穗粒重。(2)提高单产水平,必须注重群体生物产量的提高。在保持现有收获指数基本不变的情况下,提高茎秆强度,实现植株高大化、密植化,能有效改善群体穗叶空间结构。通过调节生长发育节律,培育小叶、壮秆、大穗型新品种,实现小麦高生物产量。高生物产量品种还应拉开穗层,使穗层由一层增至三层,能有效提高单位面积容穗数。(3)小麦杂种优势利用已日趋成熟,有效利用杂种优势是今后挖掘高产潜力的重要途径。利用杂种优势挖掘高产潜力需同时兼顾品质性状的优化,充分考虑多个品质性状间的协调稳定。可通过多穗大穗实现高产,通过提高强势小花结实比例稳定品质,从而实现高产与优质并重发展。挖掘小麦产量潜力是一个长期的动态过程。文章旨在通过协调各种产量形成影响因素,最大限度地挖掘黄淮麦区小麦的高产潜力,为中国黄淮麦区的小麦高产育种实践提供思路和方法借鉴。     

花生光合作用特性研究进展(英文)

花生是我国重要的油料作物和经济作物,该文从光照强度、温度、CO2浓度、水分胁迫和肥力状况对花生光合作用的影响,不同栽培模式对花生光合作用的影响以及光合效率与花生品种产量关系几个方面介绍了国内外的研究进展,旨为我国高产花生品种的选育和花生高产栽培提供技术依据。     

提高甘蔗群体光合效率的栽培措施

文章从甘蔗良种选用、种植密度、蔗地覆盖、肥料施用、田间管理等方面对提高甘蔗群体光合效率进行了概述.认为必须充分利用甘蔗基因多样性,并加以遗传改良;采用先进的栽培措施,创造良好的栽培条件,改善甘蔗群体结构,提高群体透光率、叶面积指数、光合强度及光能利用率等,从而提高甘蔗群体光合效率和产量.     

Response of Gas Exchange and Water Use Efficiency to Light Intensity and Temperature in Transgenic Rice Expressing PEPC and PPDK Genes

Aiming to controvert whether the photosynthetic capacity of transgenic rice expressing C4 genes is enhanced, with the C3-type untransformed rice （WT） and maize （a C4 plant） as controls, the activity of C4 photosynthetic enzymes, gas exchange parameters and water use efficiency （WUE） under different light intensities and temperatures, the stable carbon isotope ratio （8-3C） value and the metabolic index of active oxygen as well as plant yield parameters were determined in transgenic rice carrying the PEPC and PPDK genes （CK） in this study. The results showed that the light-saturated photosynthetic rate of CK was intermediate between that of WT and maize, with a slight bias towards that of maize. Under a high light intensity （1 200 μmol m^-2 s^-1） and high temperature （35℃）, CK still exhibited higher photosynthetic capacity, while the Gs decreased. The WUE of CK was only slightly increased, and was similar to that of WT. The δ13C value indicated that CK functioned as a C3 plant. In addition, the tolerance to photo-oxidation and grain yield of CK was enhanced by sprayed with NaHSO3. In conclusion, CK possesses higher photosynthetic productivity under the conditions of high photon flux density （PFD）, high temperature and spraying with NaHSO3 solution, thereby providing a new technical approach and physiological basis for constructing C4-like rice.     

水稻白化转绿叶色突变体研究进展

水稻作为重要的粮食作物之一,随着人口增长、耕地减少及环境条件的不断恶化,进一步提高单位面积产量是育种家的重要目标。通过提高光合效率来增加生物量是进一步提高水稻产量的有效手段。叶绿体是植物光合作用的主要场所和细胞的能量供应中心,对植物的生长发育和细胞的新陈代谢至关重要。鉴定和克隆参与叶绿体发育和调控的关键基因,揭示其调控网络和分子机制,对于调控光合作用和植株的生长发育以及培育高光效水稻新品种均具有重要的科学意义和实践价值。植物叶色多种多样并且容易进行区分,因此叶色突变体常被用作探究植物光合作用机制、叶绿素生物合成、叶绿体结构和功能以及遗传发育调控等的重要材料。水稻叶色突变体较为常见,白化转绿突变体较容易区分,在研究水稻叶绿体发育、叶绿素合成、光合作用效率及遗传育种等领域具有重要的应用价值。从白化转绿突变体的表型、分类、来源、作用机制、遗传方式及影响因素等方面进行综述,以期为水稻白化转绿突变体的理论研究和实际应用提供参考。     

土壤肥力和灌水量组合对不同类型小麦光合特性及产量的影响

旨在为小麦节水高产栽培提供理论依据。在池栽条件下,研究了不同土壤肥力和灌水量组合对中筋小麦‘济麦22’和强筋小麦‘济麦20’旗叶净光合速率(Pn)、叶绿素荧光参数及产量构成的影响。2种小麦开花后各生育时期旗叶的光合速率Pn 值、叶绿素荧光参数Fv/Fm 值（PSⅡ最大光化学量子产量）和ФPSⅡ 值（PSⅡ实际光化学量子产量）均随着土壤肥力和灌水量的增加而提高,但土壤肥力因素对上述光合特性指标的影响大于灌水方式因素。随着土壤肥力的提高,Pn 和ФPSⅡ 开始下降的时间逐渐向后延迟,提高土壤肥力有利于减轻环境胁迫对光合的抑制作用。对于2 种小麦的产量和产量构成的影响,土壤肥力和灌水方式之间具有补偿效应。在土壤肥力较高的条件下,2 种小麦限量灌溉和充分灌溉之间产量差异并不显著。培肥地力可以减缓小麦灌水不足导致的光合性能指标的下降,维持生育后期较高的光合产物积累水平。     

Crop productivity and photoassimilate partitioning

The photosynthetic basis for increasing the yield of major field crops is examined in terms of improving the interception of seasonal solar radiation by crop foliage, the efficiency of conversion of intercepted light to photosynthetic assimilates, and the partitioning of photoassimilates to organs of economic interest. It is concluded that, in practice, genetic and chemical manipulation of light interception over the season and of partitioning offer the most potential for achieving further increases in yield. During the history of improvement of genetic yield potential of crops, increase in the partitioning of photoassimilates to harvested organs has been of primary importance.     

水稻生长发育与产量性状基因克隆研究进展

全球面临人口膨胀和资源缺乏的双重压力,急需通过改良农作物品种来增加粮食产量。水稻是重要的粮食作物,具有基因组小、与其他谷类作物共线性高等特点,是禾本科作物的模式植物。植物的生长发育是获得产量的物质基础,目前已经克隆了一些水稻重要农艺性状基因,涉及的性状包括株高、分蘖、花期、育性、产量、稻米品质及抗逆性等。控制水稻生长发育的基因和产量性状基因的克隆,加深了对水稻生长发育的分子机制的理解,深化了对水稻产量形成的生物学机制的认识,并为今后利用这些基因进行品种分子改良提供了物质基础。     

不同光环境下小粒咖啡的生理生态特征

[目的]探究小粒咖啡对不同光照环境的生理生态适应机制,为小粒咖啡的高产和规范化栽培提供科学依据.[方法]对比100%、36%和4%光环境下小粒咖啡叶片的最大净光合速率(Pmax)、荧光参数、单位干重氮含量(N)、构建消耗(CC)、单位重量叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car)含量及形态解剖结构特征,分析小粒咖啡对不同光环境的适应性.[结果]随着光照增强,小粒咖啡叶片的Pmax和非光化学猝灭系数(NPQ)增加,正午光化学效率(Fv/Fm)显著降低(P<0.05);100%光环境下小粒咖啡叶片的N和CC投入较多,Pmax较高,光合氮利用效率(PNUE)和能量利用效率(PEUE)较高;随着光照增强,Chl/Car、叶片厚度(LT)、组织结构紧密度(MTR)、气孔面积指数(SPI)和小脉密度(VD)增加,但比叶面积(SLA)和叶片组织结构疏松度(MLR)减小.[结论]小粒咖啡是需遮荫栽培的经济作物,对强光较敏感,可通过调整叶片生理生态特征以适应光照环境变化,减少强光对其光合器官的损伤.