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作物遗传改良——农业可连续生长的保证

返回列表 来源:yb体育下载地址 发布日期:2021-10-15 07:33
 本文摘要:Engineering2018年第4期“作物遗传与育种”专题揭晓7篇关于作物遗传育种研究方面的综述论文。2017—2018年,全球粮食产量约为2.61350×1013 t,消耗2.59320×1013 t,粮食和饲料的使用率划分为43.1%和35.0%。

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Engineering2018年第4期“作物遗传与育种”专题揭晓7篇关于作物遗传育种研究方面的综述论文。2017—2018年,全球粮食产量约为2.61350×1013 t,消耗2.59320×1013 t,粮食和饲料的使用率划分为43.1%和35.0%。

虽然大豆(Glycine max)、油菜(Brassicanapus)、向日葵(Helianthus annuus)和花生(Arachis hypogaea)是最重要的传统油料作物,可是一些非传统的油料植物,如油棕榈(Elaeis guineensis),已经展示出作为新兴油料作物的庞大潜力。科学技术可以为粮食宁静做出重大孝敬。新的“绿色革命”包罗作物改良、越发环保的作物掩护方法和水肥高效使用等。作物遗传改良促进作物的可连续生产,因此,新品种的培育是作物育种的主要目的。

遗传增益是作物育种带来的益处。例如,1901—2014年间,澳大利亚新南威尔士的小麦产量以每年26kg·hm−2的速度增长,而中国1950—2012年小麦主产区每年产量增加57.5kg·hm−2。然而,作物产量连续受到差别生物和非生物胁迫的挑战,这种情况可能会因气候变化而恶化。

某些病害的发生区域已经扩大。例如,已往一直认为小麦赤霉病是我国南方麦区危害最大的真菌性病害,而在北方很少发生,可是现在已经向北伸张,成为我国小麦最大生产区——黄淮冬麦区生产威胁最大的病害之一。作物遗传改良的目的除了要保持产量和品质外,还必须解决这些新泛起的问题。

作物遗传育种的新技术,如分子育种、基因组学和基因编辑技术,可以在提高作物育种效率方面发挥作用。近年来,随着基因组学和分子育种等生物技术的生长,植物育种也发生了革命性的变化。

由于一些重要的限制因素,通过国际互助取得的乐成案例无法在中小规模育种计划中获得复制。作为新的国际农业研究商量小组(CGIAR)投资组合在2017-2022年的新研究计划宁静台的一部门,CGIAR卓越育种平台是针对生长中国家的主要农作物和动物育种项目开发的,并为全球规模内的小规模育种项目提供了获得现代基因分型、生物信息学和表型评价的工具。

这个育种平台还提供了一系列关键研究领域所需要的培训计划。提高遗传增益取决于不停增加的遗传潜力以及缩小遗传潜力与实际产量之间的差距,后者在很大水平上是通过提高生物和非生物胁迫抗性来解决的。生物胁迫的挑战不仅来自气传真菌,如引起小麦白粉病的Blumeria graminis f.sp.tritici,而且另有一些侵染作物根系的土传病原。

四川农业大学的科学家展示了Pm40替代Pm21培育可连续抗病品种的潜力。由于质量遗传基因在生产上使用一段时间之后会失去抗性,因此挖掘抗病新基因以便不停提供抗病基因来取代无效基因很是重要。

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美国北达科他州立大学的Guiping Yan和Baidoo博士总结了抗大豆胞囊线虫(Heterodera glycines)的育种希望,先容了病原线虫分子生物学及相关研究如何资助通例育种事情的一个实例。加拿大阿尔伯塔大学的科学家回首了Apho-nomyces euteiches引起的豌豆根腐病的发生和控制措施,这种土传病害对加拿大豌豆生产组成严重威胁。由于温室气体排放造成的全球气候变化对气温和降雨发生了很大的倒霉影响。

全球变暖(即干旱)对作物生产造成的一个显著影响是可能导致许多作物大幅度减产。培育能够适应气候变化的作物是作物遗传育种专家的一项重要任务。澳大利亚的Nazim Ud Dowla博士和他的同事报道了通过改变控制春化(Vrn)、光周期(Ppd)和矮秆(Rht)性状的关键基因,使小麦适应干旱胁迫。

为了满足日益增长的全球人口的需求,同时掩护自然情况,培育高产和环保作物(包罗那些具有改良性状、新型作物或新品种)是至关重要的。作物新物种、新类型和新品种可以通过培育合成作物或显著改变生产模式(例如从一年生变为多年生)来发生。中国和美国的科学家报道了多年生小麦的培育,这一直是一些国家育种的目的。

这篇文章总结了通过小麦与多年生偃麦草杂交发生多年生小麦及其潜在的应用价值。中国和国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)的专家总结了合成六倍体小麦在小麦育种中的潜在应用。新培育的合成小麦为小麦改良提供了有用的遗传资源。澳大利亚联邦科学和工业研究组织(CSIRO)的科学家报道了非经典油料植物的遗传操作,以增强其作为生产植物油的主要形式——三酰甘油的生物反映器的潜力。

作者总结了当前使用基因工程计谋增加三酰甘油在植物中积累方面的研究效果。“作物遗传与育种”专题的文章有:抗白粉病基因 Pm40 在我国“后 Pm21 时代”小麦育种中的重要作用唐圣雯, 胡玉亭,钟胜福,罗培高工程(英文) 2018,4 (4):500-506小麦——偃麦草远缘杂交选育多年生小麦述评崔磊,任永康,Timothy D. Murray,闫文泽,郭庆,牛瑜琦,孙玉,李洪杰工程(英文) 2018,4 (4):507-513气候变化条件下提高小麦产量和适应性——关键物候基因的优化M.A.N. Nazim Ud Dowla,Ian Edwards,Graham O’Hara,Shahidul Islam,Wujun Ma工程(英文) 2018,4 (4):514-522通过遗传操作提高非典型油料植物作为生产三酰甘油生物工厂的潜力Xiao-Yu Xu,Hong-Kun Yang,Surinder P. Singh,Peter J. Sharp ,Qing Liu工程(英文) 2018,4 (4):523-533大豆胞囊线虫抗性研究现状及其对大豆育种的启示Guiping Yan,Richard Baidoo工程(英文) 2018,4 (4):534-541Aphanomyces euteiches ——加拿大豌豆生产的严重威胁Longfei Wu,Kan-Fa Chang,Robert L. Conner,Stephen Strelkov ,Rudolph Fredua-Agyeman,Sheau-Fang Hwang,David Feindel工程(英文) 2018,4 (4):542-551六倍体合成小麦——已往、现在与未来李爱丽,刘登才,杨武云,Masahiro Kishii,毛龙工程(英文) 2018,4 (4):552-558。


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