2020年【生物技术】第九讲(2)植物种质资源参照模板
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作物种质资源是作物育种及其它相关学科的生命物质基础。
作物种质资源的核心是其所携带的基因,种质资源中优异基因的发掘可使农业生产取得突破性进展,举世闻名的第一次“绿色革命”就源于小麦与水稻种质资源中几个矮秆基因的开发与利用。
世界各国历来对小麦基因发掘十分重视,迄今为止,共鉴定出各类新基因915个,其中质量性状基因770个,数量性状基因(QTL)145个。
我国小麦种质资源丰富,但新基因发掘方面的研究却远远落后于发达国家,2019年前我国发掘的小麦新基因尚不足5个。
进入二十一世纪以来,随着我国人口的增加、人们生活水平的提高,未来要求我们在更少的土地上,使用尽可能少的化肥、农药及有限的水资源,生产出更多、更好的粮食。
实现以“少投入、多产出、促进健康、保护环境”为主要目标的新的“绿色革命”。
鉴定并克隆我国丰富的种质资源中重要的农艺性状基因,明确其功能及利用价值,是实现这一目标的基础与关键,同时也是保护我国农业基因资源及促进农业生物技术产业化的迫切需要。
当前植物基因组学的飞速发展,植物基因组学与种质资源的结合正在形成一个“基于基因组学的种质资源研究”的新领域。
本研究旨在利用植物基因组学的有力工具,发掘我国丰富种质资源中蕴藏着的宝贵基因,促使新的“绿色革命”尽快在我国实现。
拟解决的科学问题是如何快速、高效地进行作物种质资源新基因发掘,从而解决我国小麦育种中目标基因贫乏的严重问题。
一、计划任务完成情况1 研究计划1.1发现营养高效及高产相关基因3-5个,其中包括磷高效、氮高效、高光效与强秆相关基因等。
1.2 发现新的抗病基因3-5个。
1.3发现新的抗逆基因2-3个。
1.4发现新的优质蛋白或优质淀粉基因。
对上述基因进行定位、作图与标记,提供育种单位利用。
1.5发表学报级论文6-8篇,其中SCI收录3-5篇。
2 完成情况筛选出各类优异种质资源83份,其中磷高效种质资源38份,氮高效7份,抗旱种质资源12份,抗病种质资源22份,抗光氧化材料4份。
种质资源相关知识点总结一、种质资源的概念种质资源是生物多样性的重要组成部分,被称之为生物资源的核心。
种质资源既包括野生的天然生物资源,也包括人工繁育培育的农作物、果树、蔬菜及树种等。
种质资源的定义有多种,广义上种质资源泛指与生物体有关的一切遗传物质,狭义上指能用于植物育种和植物遗传改良的全部生物遗传物质。
二、种质资源的分类与特点1. 分类(1)按来源不同,种质资源可分为野生种质资源、栽培种质资源、品种种质资源、地理种质资源等。
(2)按形态和功能不同,种质资源可分为种子、嫩枝、幼苗、花药、花粉、受精卵、幼胚、胚乳、根、茎、叶、果实等。
2. 特点(1)遗传多样性:种质资源涵盖了各种生物的遗传成分,具有丰富的遗传多样性。
(2)适应性广泛:不同的种质资源适应不同的环境和生态条件,具有广泛的适应性和生态可塑性。
(3)耐性抗病:一些野生种质资源中富含耐病性、耐逆性等重要的抗性基因。
三、种质资源的保护与管理种质资源的保护与管理是保护生物多样性、维护生态平衡、促进可持续发展的重要基础。
要保护和管理好种质资源,需要采取一系列保护和管理措施,包括但不限于以下方面。
1. 建立健全的种质资源库:建立全国性或地区性的种质资源库,对各种生物的种质资源进行收集、整理、保存和鉴定。
2. 加强野生种质资源保护:保护自然生态系统和野生生物,禁止乱砍滥伐,保护珍贵的野生动植物。
3. 建立生物资源管理制度:建立健全的生物资源管理制度,确保生物资源的合理利用和保护。
4. 推动生物资源现状调查:加强对各类生物资源现状的调查工作,为生物资源的保护和管理提供科学依据。
四、种质资源的利用种质资源的利用是充分发挥生物资源的潜在优势,促进农业生产、改良品种、改良品质的必然要求。
种质资源的利用涉及到植物遗传资源、动物遗传资源、微生物遗传资源以及病虫害、杂草等有害生物资源等。
生物资源的利用包括如下几个方面:1. 新品种选育:利用种质资源的遗传多样性,选育具有抗逆性、高产性和抗病性的新品种。
作物种质资源是作物育种及其它相关学科的生命物质基础。
作物种质资源的核心是其所携带的基因,种质资源中优异基因的发掘可使农业生产取得突破性进展,举世闻名的第一次“绿色革命”就源于小麦与水稻种质资源中几个矮秆基因的开发与利用。
世界各国历来对小麦基因发掘十分重视,迄今为止,共鉴定出各类新基因915个,其中质量性状基因770个,数量性状基因(QTL)145个。
我国小麦种质资源丰富,但新基因发掘方面的研究却远远落后于发达国家,1998年前我国发掘的小麦新基因尚不足5个。
进入二十一世纪以来,随着我国人口的增加、人们生活水平的提高,未来要求我们在更少的土地上,使用尽可能少的化肥、农药及有限的水资源,生产出更多、更好的粮食。
实现以“少投入、多产出、促进健康、保护环境”为主要目标的新的“绿色革命”。
鉴定并克隆我国丰富的种质资源中重要的农艺性状基因,明确其功能及利用价值,是实现这一目标的基础与关键,同时也是保护我国农业基因资源及促进农业生物技术产业化的迫切需要。
当前植物基因组学的飞速发展,植物基因组学与种质资源的结合正在形成一个“基于基因组学的种质资源研究”的新领域。
本研究旨在利用植物基因组学的有力工具,发掘我国丰富种质资源中蕴藏着的宝贵基因,促使新的“绿色革命”尽快在我国实现。
拟解决的科学问题是如何快速、高效地进行作物种质资源新基因发掘,从而解决我国小麦育种中目标基因贫乏的严重问题。
一、计划任务完成情况1 研究计划1.1发现营养高效及高产相关基因3-5个,其中包括磷高效、氮高效、高光效与强秆相关基因等。
1.2 发现新的抗病基因3-5个。
1.3发现新的抗逆基因2-3个。
1.4发现新的优质蛋白或优质淀粉基因。
对上述基因进行定位、作图与标记,提供育种单位利用。
1.5发表学报级论文6-8篇,其中SCI收录3-5篇。
2 完成情况筛选出各类优异种质资源83份,其中磷高效种质资源38份,氮高效7份,抗旱种质资源12份,抗病种质资源22份,抗光氧化材料4份。
平台资源号资源编号种质名称种质外文名科名1111001000005609ZDD00322猫眼MAO YAN Leguminosae(豆科) 1111001000005608ZDD00210黑脐大豆HEI QI DA DOU Leguminosae(豆科) 1111001000005612ZDD00721 白秣豆BAI MO DOU Leguminosae(豆科) 1111001000005619ZDD07199茶色豆B CHA SE DOU B Leguminosae(豆科) 1111001000005615ZDD07155 青皮四季黄QING PI SI JI HUANG Leguminosae(豆科) 01-00001一早籼YI ZAO XIAN Gramineae(禾本科)01-00002三百粒SAN BAI LI Gramineae(禾本科)01-00003宽叶二谷粱KUAN YE ER GU LIANG Gramineae(禾本科)01-00004蛛蛛芒ZHU ZHU MANG Gramineae(禾本科)01-00005北京江米稻BEI JING JIANG MI DAO Gramineae(禾本科)01-00006大白芒DA BAI MANG Gramineae(禾本科)01-00007大粒紫金箍DA LI ZI JIN GU Gramineae(禾本科)01-00008晚熟紫金箍WAN SHU ZI JIN GU Gramineae(禾本科)01-00009平谷旱精子PING GUO HAN JING ZI Gramineae(禾本科)属名种名Glycine(大豆属)Glycine max L. Merrill(大豆)Glycine(大豆属)Glycine max L. Merrill(大豆)Glycine(大豆属)Glycine max L. Merrill(大豆)Glycine(大豆属)Glycine max L. Merrill(大豆)Glycine(大豆属)Glycine max L. Merrill(大豆)Oryza L.(稻属)Oryza sativa L.subsp.japonica Kato(粳亚种) Oryza L.(稻属)Oryza sativa L.subsp.japonica Kato(粳亚种) Oryza L.(稻属)Oryza sativa L.subsp.japonica Kato(粳亚种) Oryza L.(稻属)Oryza sativa L.subsp.japonica Kato(粳亚种) Oryza L.(稻属)Oryza sativa L.subsp.japonica Kato(粳亚种) Oryza L.(稻属)Oryza sativa L.subsp.japonica Kato(粳亚种) Oryza L.(稻属)Oryza sativa L.subsp.japonica Kato(粳亚种) Oryza L.(稻属)Oryza sativa L.subsp.japonica Kato(粳亚种) Oryza L.(稻属)Oryza sativa L.subsp.japonica Kato(粳亚种)原产地省国家来源地资源归类编码资源类型主要特性五常黑龙江中国黑龙江五常11111117101地方品种抗逆孙吴黑龙江中国黑龙江孙吴11111117101地方品种抗逆科左中旗吉林中国吉林科左中旗11111117101地方品种抗逆绥化黑龙江中国黑龙江绥化11111117101地方品种其它黑龙江黑龙江中国黑龙江11111117101地方品种其它房山县北京中国北京11111111101地方品种抗病房山县北京中国北京11111111101地方品种抗病房山县北京中国北京11111111101地方品种抗病海淀区北京中国北京11111111101地方品种抗病北京北京中国北京11111111101地方品种其它北京北京中国北京11111111101地方品种优质北京北京中国北京11111111101地方品种抗病北京北京中国北京11111111101地方品种抗虫平谷县北京中国北京11111111101地方品种优质主要用途气候带生长习性生育周期特征特性食用寒温带东北春大豆,直立1年生粒色虎斑,抗旱食用寒温带东北春大豆,半直立1年生黄色椭圆粒,紫花,抗盐,抗旱食用寒温带东北春大豆,直立1年生白黄粒,白花, 抗盐,耐冷食用寒温带东北春大豆,直立1年生褐色粒,紫花,粗蛋白44%,粗脂肪19%食用寒温带东北春大豆,直立1年生淡绿粒,株高77cm,粗蛋白44.7%食用温带光反应迟钝1年生高抗稻瘟病,矮秆,无芒食用温带光反应迟钝1年生高抗白叶枯病,高产,无芒食用温带光反应迟钝1年生高抗白叶枯病,矮秆,无芒食用温带光反应迟钝1年生高抗白叶枯病,中秆,长芒食用温带光反应迟钝1年生高秆、糯稻,中芒食用温带光反应迟钝1年生粗蛋白含量15.38%,高产食用温带光反应迟钝1年生高抗白叶枯病,高产,短芒食用温带光反应迟钝1年生高抗褐稻虱,高产,长芒食用温带光反应迟钝1年生陆稻,粗蛋白含量13.74%具体用途观测地点系谱选育单位选育年份海拔经度纬度土壤类型育种材料,做粮食或豆制品哈尔滨195127094455黑壤育种材料,做粮食或豆制品哈尔滨229127204926黑壤育种材料,做粮食或豆制品公主岭121284503黑壤育种材料,做粮食或豆制品哈尔滨176126594638黑壤育种材料,做粮食或豆制品哈尔滨125126334543黑壤米饭杭州49115553940水耕人为土米饭杭州49115553940水耕人为土米饭杭州49115553940水耕人为土米饭杭州46116233955水耕人为土糕点杭州44116233955水耕人为土米饭杭州44116233955水耕人为土米饭杭州44116233955水耕人为土米饭杭州44116233955水耕人为土米饭杭州29117074008旱耕人为土生态系统类型年均温度年均降雨量图像记录地址东北农田 5.1436.8ZDD00322.jpg / 东北农田0.3521.3ZDD00210.jpg / 东北农田 4.8410.5ZDD00721 .jpg / 东北农田 2.4592.8ZDD07199.jpg / 东北农田 4.1582.9ZDD07155 .jpg /华北农田11.6678.001-00001.jpg / 华北农田11.6678.001-00002.jpg / 华北农田11.6678.001-00003.jpg / 华北农田11.5584.001-00004.jpg / 华北农田11.7630.001-00005.jpg / 华北农田11.7630.001-00006.jpg / 华北农田11.7630.001-00007.jpg / 华北农田11.7630.001-00008.jpg / 华北农田17.3644.001-00009.jpg /保存单位单位编号库编号圃编号引种号采集号保存资源类型中国农业科学院作物科学研究所黑第267I2A01496 种子中国农业科学院作物科学研究所黑第180I2A01404种子中国农业科学院作物科学研究所公第2010I2A11261种子中国农业科学院作物科学研究所黑第1284I2A14439 种子中国农业科学院作物科学研究所黑第1427I2A14398种子中国水稻研究所京1I1A14161种子中国水稻研究所京2I1A41329种子中国水稻研究所京3I1A26010种子中国水稻研究所京4I1A14162种子中国水稻研究所京5I1A14163种子中国水稻研究所京6I1A41330种子中国水稻研究所京7I1A14164种子中国水稻研究所京8I1A26011种子中国水稻研究所01-00009I1A26012种子保存方式实物状态共享方式获取途径种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件种质库好公益性共享邮件联系方式源数据主键卢新雄,中国农科院作物科学研究所,100081,62186692,xxlu@ ZDD00322卢新雄,中国农科院作物科学研究所,100081,62186692,xxlu@ ZDD00210卢新雄,中国农科院作物科学研究所,100081,62186692,xxlu@ ZDD00721 卢新雄,中国农科院作物科学研究所,100081,62186692,xxlu@ ZDD07199卢新雄,中国农科院作物科学研究所,100081,62186692,xxlu@ ZDD07155 魏兴华,中国水稻研究所,310006,电话,0571-63370366,Email:xwei@01-00001魏兴华,中国水稻研究所,310006,电话,0571-63370366,Email:xwei@01-00002魏兴华,中国水稻研究所,310006,电话,0571-63370366,Email:xwei@01-00003魏兴华,中国水稻研究所,310006,电话,0571-63370366,Email:xwei@01-00004魏兴华,中国水稻研究所,310006,电话,0571-63370366,Email:xwei@01-00005魏兴华,中国水稻研究所,310006,电话,0571-63370366,Email:xwei@01-00006魏兴华,中国水稻研究所,310006,电话,0571-63370366,Email:xwei@01-00007魏兴华,中国水稻研究所,310006,电话,0571-63370366,Email:xwei@01-00008魏兴华,中国水稻研究所,310006,电话,0571-63370366,Email:xwei@01-00009。
实验名称:植物种质资源鉴定与分析实验日期:2023年11月15日实验地点:植物种质资源实验室实验人员:张三、李四、王五一、实验目的1. 学习植物种质资源的鉴定方法。
2. 掌握植物种质资源的DNA提取技术。
3. 分析植物种质资源的遗传多样性。
二、实验材料与仪器材料:- 植物样本:水稻、小麦、玉米、大豆等- DNA提取试剂盒- 0.1M NaCl溶液- 1.5M NaCl溶液- 70% 乙醇- 无水乙醇- 异丙醇- DNA分子量标准品仪器:- 离心机- DNA提取仪- PCR仪- 电泳仪- 紫外分光光度计- 显微镜三、实验方法1. 植物样本采集:采集不同植物样本,确保样本的代表性。
2. DNA提取:根据试剂盒说明书,提取植物样本的DNA。
3. DNA纯度与浓度检测:使用紫外分光光度计检测DNA的纯度和浓度。
4. PCR扩增:根据目标基因设计引物,进行PCR扩增。
5. 电泳分析:将PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳,观察DNA条带。
6. 遗传多样性分析:对电泳结果进行统计分析,计算遗传多样性指数。
四、实验结果与分析1. DNA提取:成功提取了水稻、小麦、玉米、大豆等植物的DNA,A260/A280比值在1.8-2.0之间,说明DNA纯度较高。
2. PCR扩增:成功扩增了目标基因片段,片段大小与预期相符。
3. 电泳分析:不同植物样本的DNA条带存在差异,说明不同植物种质的遗传多样性。
4. 遗传多样性分析:根据遗传多样性指数,水稻、小麦、玉米、大豆等植物的遗传多样性分别为0.78、0.85、0.90、0.95。
五、实验结论1. 本实验成功提取了水稻、小麦、玉米、大豆等植物的DNA,为后续研究奠定了基础。
2. 不同植物种质的遗传多样性存在差异,为植物育种提供了丰富的遗传资源。
3. 本实验为植物种质资源鉴定与分析提供了可行的方法。
六、实验讨论1. 在DNA提取过程中,应注意操作规范,避免DNA降解。
2. PCR扩增过程中,应优化反应体系,提高扩增效率。
植物生物技术与种质资源保护研究在过去的几十年里,全球的食品产量增长迅猛。
然而,随着人口数量的增长和国际经济的发展,人类需要更多的食品供应。
这个问题需要一个解决方案,这就是植物生物技术与种质资源保护研究。
植物生物技术是一种通过生物学方法用于改良植物遗传结构的科学技术。
这种技术包括对植物基因的编辑和改造、体细胞和胚胎培养等一系列手段。
这些技术的应用,能够增强植物对病菌和虫害的抵抗能力,改善作物品质,提高作物的产量并减少种植面积。
同时,这种技术也避免了一些环境问题,例如减少农业对环境的侵蚀。
然而,植物生物技术的发展可能导致种质资源的减少。
种质资源是指一种或多种物质形式,可以保存或用于种植、繁殖、改良或利用的植物生物质。
随着对植物的遗传改良技术的发展,我们注意到,有些传统植物种类正在消失。
植物遗传资源保护的重要性在此之中显得尤为重要。
这意味着我们需要采取措施来保护植物种质资源,以确保人类能够在未来继续有足够的食物供应。
关于种质资源保护方面的研究,许多科学家正在进行相关的实验。
主要的一条途径是保护已有的植物遗传资源。
这些资源包括水果、蔬菜、农作物,甚至是野生植物。
这些资源被保护起来,以确保未来能够在有限的土地上种植作物,以满足日益增长的人类需求。
同时,另一个保护植物种质资源的方法是通过繁殖植物来重新生成和保存遗传材料。
这项工作需要密切关注每一个植物上的细节,以确保最大程度地保留每个变异的遗传材料。
这对植物生命的持续存在非常重要,同时它还能够为未来的种植提供新的变异材料。
此外,还有一些新技术正在研究中,其中包括基因编辑和人工种子技术。
基因编辑技术可以通过删除或添加一个或多个基因来创建新的材料,人工种子技术则可以以更有效的方式保存植物生命。
可以预测的是,植物生物技术和种质资源保护将成为未来农业发展的主流技术。
这些技术将给全球农业带来质的飞跃,同时也有利于保护我们珍爱的地球资源。
在未来的农业中,这些科技将会成为必然之选,使得我们能够在未来面对食品供应问题时更加坚实。
第九章植物种质资源的离体保存种质:是指亲代通过生殖细胞或体细胞直接传递给子代并决定固有生物性状的遗传物质。
植物种质资源(又称品种资源、遗传资源或基因资源)是生物多样性的重要组成部分,是选育优质、高产、抗病(虫)、抗逆新品种的物质基础,是生物技术研究取之不尽的基因来源。
种质资源越多,其多样性越丰富,改良品种或选育新品种的潜力就越大。
未来的农业生产在很大程度上取决于对种质资源的占有量和利用程度,故保持生物多样性有重要意义。
种质保存:是指利用天然或人工创造的适宜环境,借以保存种质资源,使个体中所含有的遗传物质保持其遗传完整性,并且有强的生活力,能通过繁殖将其遗传特性传递下去。
植物种质资源保存的方式有原生境保存和非原生境保存。
原生境保存是指在原来的生态环境中,就地进行繁殖保存种质,如建立自然保护区或保护小区,甚至保护点等途径来保护作物及经济林木的野生近缘植物物种;非原生境保存是指种质保存于该植物原生态生长地以外的地方,包括异地保存(种质圃或植物园保存)、种质库(种子)保存、离体(试管)保存等。
原生境保存和异地保存固然有其明显的重要性,但要保存大量种质,则需耗费巨大的人力、物力和土地,在实际中很难实施,而且易受自然灾害、虫害和病害的侵袭,造成植物种质资源的丧失。
以种子的形式保存时,所占的空间较小,并且能够保存很多年,种子容易干燥、包装,便于运输到引种中心和基因库。
种子保存存在的限制因素:①种子生活力随贮存期的延长会逐渐丧失;②无性繁殖的植物(如苹果、柑橘、甘薯、马铃薯等)难于采用种子保存;③采用无性繁殖来保持其优良性状的植物(如许多果树),用种子繁殖后代会发生变异;④顽拗型种子植物(芒果、椰子、油棕和咖啡等)因其种子不易干燥脱水和低温贮藏,不宜用种子保存或保存难度很大;⑤有些植物种质是不产生种子的,如脐橙、香蕉等;⑥易遭自然灾害袭击而使种质资源丢失。
种质资源离体保存是指对离体培养的小植株、器官、组织、细胞或原生质体等材料,采用限制、延缓或停止其生长的处理措施使之保存,在需要时可重新恢复其生长,并再生植株的方法。