植物种子的发育调控研究进展

种子是植物繁育的最主要器官,种子是否正常发育直接影响植株的发育进程,也影响农作物产量和品质。种子发育调控的遗传和分子机制很复杂。目前已有大量直接或间接调控种子发育的基因和影响因子被鉴别,但这些基因之间的互作,不同调控途径如何形成网络协同调控种子发育,还有哪些新基因的参与,仍亟待进一步研究。通过梳理参与调控种子发育的基因、影响因子及其互作模式和调控模式,讨论了如何利用人类需要的等位突变提高农作物产量和品质,以期为植物种子发育调控、粮食产量和品质遗传改良提供理论支撑。     

水稻花序结构调控机制研究进展

禾本科作物的花序结构直接影响穗粒数和最终产量,其多样性主要依赖于分枝模式和花的位置。水稻作为研究禾本科作物的模式植物,有关花序结构的调控机制已取得重大进展,对花序发育调控因素的概述,将有助于水稻穗型的遗传改良和高产育种。水稻花序发育始于顶端分生组织向花序分生组织转变,之后生成花序轴分生组织、一次枝梗分生组织、二次枝梗分生组织、小穗分生组织和小花分生组织。花序相关分生组织受到众多基因调控,形成一个复杂的遗传网络,发育过程中任一节点发生变化都会导致穗型发生变化。在改良过程中,调控影响花序发育基因的时空表达,组合相关优异等位基因,更有利于优化水稻穗型;在驯化过程中,穗型受到选择,水稻花序结构调整为更有利于增加小穗数量的结构。有关水稻花序发育影响因子的研究,将有利于穗型遗传改良,并为分子设计育种提供理论支撑。对影响水稻花序发育过程中各因子进行梳理,并对其在调控花序结构过程中的路径进行概括,水稻作为模式作物对其花序结构遗传调控网络的研究,为禾本科作物花序发育研究提供重要参考。     

影响农牧作物种子萌发的因素

种子是农作物生长发育的基础。在植物生活史繁殖过程中,种子萌发起着关键作用。萌发的好坏直接关系农作物生长的优劣。因此,探讨影响农牧作物种子萌发的外在和内在因素,提高种子发芽率和萌发态势,对农作物增产具有重要意义。     

小麦种子繁育的一般原则和通用程序

小麦（Triticum aestivum L.）是我国的重要粮食作物,种子繁育是小麦产业化的关键环节。我国现行小麦种子繁育程序包括三圃制、二圃制、一圃制、四级种子生产、株系循环选择、一圃三级种子生产等六种。为了适应现代小麦产业化的需要,在分析现有种子繁育程序的基础上,根据小麦遗传特征,提出小麦种子繁育的一般原则和通用程序,供小麦育种、繁种、推广者参考。     

玉米生长三维显示模型研究初探

动态显示玉米的生长、发育和产量形成过程,有利栽培管理。本研究主要目的是建立一个基于生长模拟模型的可视化系统,从而反映玉米生长、发育和产量形成的实时动态。有关玉米生长、发育和产量形成的基本算法与品种、环境和生产水平密切相关,其主要来自于现有文献和研究数据。基于生长模型的逐日输出,耦合玉米种子、根、茎、叶和穗等的形态建成和生长规则,从而建立了玉米形态变化的数学模型。通过计算机图形学、Visual C 和OpenGL,本文建立了基于生长模拟模型和三维动画技术的玉米可视化模型系统,其能基本反映玉米生长、发育和产量形成规律,并具有结构简单、界面友好和图像真实等优点。     

高pH对拟南芥萌发和主根伸长的影响

土壤盐碱化严重影响作物的产量。近年来用模式植物拟南芥研究植物对盐响应分子机理的研究已经取得突破性进展。然而,植物对碱胁迫响应的生理、生化研究相对比较落后,对pH信号及胁迫响应分子机理的研究还比较少。试验以模式植物拟南芥为材料,研究了不同pH值对拟南芥种子萌发及幼苗生长发育的影响。结果表明:pH值过高会抑制种子萌发;随着pH值的逐渐增加,根的相对生长量和幼苗叶绿素含量均呈现先增加后减少的趋势;同时,根尖生长素含量随着pH值升高呈现先增加后减少的趋势,表明生长素含量变化可能在植物对碱胁迫的响应中,尤其是在根伸长过程中起着重要作用。因此,工作将加深人们对植物在碱条件下的生理和生化反应的理解,为揭示碱信号转导途径,筛选培育耐碱品种等提供依据。     

基于专利的禾谷类作物种子技术创新分布结构研究

[目的/意义]当前,我国种业面临严峻挑战,探析种子技术创新分布结构的需求日益迫切。[方法/过程]本文基于Innography专利数据库获取的专利数据,利用专利计量和专利地图等方法,对禾谷类作物种子技术发展趋势和技术创新地域分布、技术研发热点与创新分布特征、创新机构竞争态势和核心专利布局等进行研究。[结果/结论]研究发现,禾谷类作物种子技术正处于快速成长期,基因工程技术是该领域内的"主导—成长型"技术,美国占据行业技术创新的主导地位,我国缺少位居全球前列的技术创新机构,核心技术能力距世界水平尚有较大差距。国际种业和农化科技巨头纷纷在中国进行核心技术布局,我国在禾谷类作物种子技术领域面临着极大的市场压力和巨大的技术壁垒,急需建立相关的专利预警机制。     

大民钾王拌种对玉米的增产效应

用生物肥料——大民钾王对玉米进行拌种栽培试验 ,研究其增产效应 ,结果表明 :玉米果穗的长度、穗行数、单穗粒数、千粒重及籽粒产量均增加。其生理原因是由于大民钾王所含解钾菌能将土壤中的矿物钾、固定钾分解活化为有效钾 ,被玉米吸收利用 ,促进其根系发育 ,苗全秆壮 ,增强抗倒伏性能 ,同时增强植株光合作用 ,促进碳水化合物的形成和积累 ,增加产量     

植物种子衰老机制研究进展

种子在贮藏过程中的衰老即可直接导致建苗迟缓,幼苗畸形,最终影响作物产量,也可以导致商业贮藏中粮食品质的下降,还会影响种质资源库的更新周期和自然环境野生植物的生存。因此,深入认识种子衰老的生物学过程,对于农业生产和种质资源安全保存具有重要意义。本文系统综述了植物种子衰老生物学特征,从基因到表型,分析造成种子衰老的内外因,包括种子衰老过程中解剖结构、亚细胞结构、生理生化和分子生物学原因,以及环境等外界诱导因素,构建出一个完整种子衰老网络图。以期为种子衰老机理、种子活力修复和种质资源保存等研究提供基础理论参考。     

油料作物油脂合成基因工程研究现状

油料作物是食用油脂、饲料蛋白和工业原料的重要来源,提高油料作物油脂含量、改善种子油品质是目前油料作物改良的主要目标.基因工程及高通量测序技术的飞速发展加深了对种子油生物合成途径的全面认识,文中分析了种子油和脂肪酸合成调控机制的复杂性,举例说明了国内外利用转基因技术提高种子油及脂肪酸含量所涉及到的关键基因及其研究进展,为油料作物高油育种及种子油改良的相关研究提供理论依据.     

大麦产量相关性状QTL热点区域研究

大麦是世界上第四大禾谷类作物,其产量性状为数量性状,许多与产量相关的QTL被定位。利用一致性图谱对大麦不同定位群体产量QTL进行整合,发现一些产量QTL聚集在半矮杆、光周期、春化作用和抗白粉病mlo基因区域,这些区域称为产量热点QTL区域。多数研究认为这些基因对大麦产量的影响主要是一因多效性。半矮杆基因对大麦生长发育有一定影响,光周期和春化作用是决定花期的重要因子。产量是贯穿大麦整个生长和发育进程的最终产物,因而这些重要基因对大麦产量产生直接或间接的影响。     

烤烟胞质雄性不育杂种双季制种技术研究初报

为提高烤烟杂种制种的产量和降低生产成本,试验从头季父母本比例、施肥水平等方面对烤烟胞质雄性不育杂种制种技术进行了研究,同时,从杂种种子产量、质量、生产投入和劳动量等方面对头季、二季杂种制种进行了对比。结果表明,烟草杂交制种父母本比例以1:3较好;在中等肥力田块制种头季以施纯氮195￣210kg/hm2较理想;利用头季杂交种收获后萌生的腋芽进行杂种二季制种在提高杂种种子产量,降低劳动量和生产成本等方面具有较理想的效果。     

禾谷类作物的比较基因组研究

 水稻是基因组最小的禾谷类作物,饱和遗传连锁图谱的构建,以及在此基础上开展的标记辅助选择和抗病基因克隆,表明水稻基因组研究已经领先于其他禾谷类作物。比较基因组研究表明：小麦、玉米、高粱、谷子和甘蔗的基因组均可由水稻染色体区段重新排列而成，这些区段上DNA标记的排列顺序在各个种之间保留。各种作物基因组大小的差异可能由于各个区段内基因间重复顺序扩增的程度不同所致。根据这些区段在各种作物染色体的排列顺序，有人提出根据水稻染色体区段排列单个原始禾谷类染色体的设想，为深入研究禾谷类作物的进化遗传提出了全新的思路。禾谷类作物基因组之间的共线性有利于在小基因组内克隆大基因组作物的同源基因，使生物技术在作物育种中发挥更大的作用。     

不同品种和栽培条件对再生稻产量及其构成因素的影响

探索不同品种和不同栽培因素综合对再生稻产量及其构成因素的影响,为提高再生稻产量水平的最优栽培模式提供理论依据,采用L_9(3~4)正交设计原理,研究不同品种、不同留桩高度、不同促芽肥施用量3个因素对再生稻头季、再生季及年产量及其产量构成因素的综合影响。结果表明:无论对头季、再生季还是年产量,品种、留桩高度和促芽肥施用量三因素的最优组合为两优616、留桩高度为10cm、促芽肥为140kg·hm-2,可获得高产;对再生稻年产量的影响顺序为:品种留桩高度促芽肥,品种对产量起最主要的作用;对头季稻产量的影响顺序为品种促芽肥留桩高度,最主要的影响是品种;在再生季,对有效穗和穗粒数的影响程度顺序为品种留桩高度促芽肥,而对千粒重和结实率的影响程度为品种促芽肥留桩高度。综合来看,在本试验范围内,品种两优616、留桩高度10cm、促芽肥140kg·hm-2的组合有利于再生稻获得高产。     

Advances in studies on the physiological and molecular regulation of barley tillering

Tillering is a crucial trait closely associated with yield potential and environmental adaptation in cereal crops, regulated by the synergy of endogenous(genetic) and exogenous(environmental) factors. The physiological and molecular regulation of tillering has been intensively studied in rice and wheat. However, tillering research on barley is scarce. This review used the recent advances in bioinformatics to map all known and potential barley tiller development genes with their chromosomal genet...     

Investigating the Relationship Between Site-specific Yield and Protein of Cereal Crops

Agronomists use overlaying protein and yield maps to identify factors limiting cereal crop growth and development. Management decisions can be derived from knowing what and where these limiting factors are. In using protein and yield in this manner, there is an assumption that a physiologically or biologically significant relationship exists between grain protein and grain yield at the local level. In this paper, we investigate whether within-field yield and protein data support this relationship. The protein-yield relationship was modelled using weighted regression with global and local neighbourhoods in both 1-D and 2-D spatial location frameworks. The results from both the 1-D and 2-D analyses showed that the relationships between protein and yield are significant at both the macro (field level) (r²=0.25) and the micro-scale (local within field level) (r²=0.69). The assumption of a significant local relationship between protein and yield is supported by these data, suggesting that management decisions may be determined using such a relationship.     

禾谷类作物多倍化研究进展

综述了禾谷类作物的人工诱导、生物学特征特性、多倍化过程中基因组的动态变化研究及其潜在价值。建立多倍体诱导的高效性实用技术体系,将有助于尽快获得大量的多倍体材料和新的遗传资源或种质资源。多倍体植株具有生长势强、生物学产量高、籽粒大、品质好和抗逆性强等特点。通过多倍化途径有可能进一步挖掘禾谷类作物的潜在利用价值。     

施肥技术在中国粮食产量增加中的作用及应用前景

近年来, 我国粮食单产和总产虽然一直在增加,但单位肥料的粮食增产率却在急剧下降,农业生产中的单产水平远低于示范产量。为了探索提高单产水平的科学措施和方法,应用新的施肥理论研究结果,对我国1978年以来粮食单产的增加规律及其影响因素进行了研究分析,结果表明,我国粮食单产呈阶梯式阶段性增加规律,它是施肥量阶段增加推动下作物品种更新的结果。耐肥性和肥料利用效率是作物品种的基本特性,作物最高产量是作物品种特性在合理施肥条件下的表现形式。而要实现品种高产潜力水平下的持续增加,应采取的关键措施就是调整氮磷施用比例,增加肥料施用中磷肥的施用量,同时提高农作物种植密度。从长远来看,应把依靠新的施肥技术在不同土壤肥力水平上进行平衡施肥育种,作为我国实现持续增产的主攻方向。     

作物冠层光谱的获取和应用研究进展

作物冠层光谱受作物的色素、组织结构和冠层结构影响。通过获取冠层光谱,适当数学运算后和农学参数建立相关监测模型,可以监测作物的长势、营养状况、病害危害情况、产量及品质。本文综述了国内近十年来作物冠层光谱的获取方法、光谱分析方法和应用领域,并展望了未来发展方向。     

昆明水稻生育期气候因子定量评价

农作物的生长发育受温度、降水和日照等气候要素的综合影响,结合昆明水稻生理生态特征,建立了温度和日照对水稻生长发育的适宜度模型,进而分析气象条件的适宜程度.结果表明,多年平均气候条件下,水稻总体气候条件一般,抽穗开花期温度偏低和水稻中后期日照不足是水稻产量形成的限制因子;2013年水稻在整个生育期中综合气象条件为中等水平.作物气候适宜度模型能客观反映气象条件对作物生长发育的适宜程度,可为提高气象服务质量提供了依据.