抗逆育种与品质育种

如何利用农业生物技术提高作物耐逆性农业生物技术是指利用生物学原理和方法，通过改良作物的遗传性状，提高作物产量、品质和抗逆性能的一种技术手段。

在当前的气候变化和环境压力日益加大的情况下，改善作物的耐逆性显得尤为重要。

本文将探讨利用农业生物技术来提高作物耐逆性的方法和途径。

一、遗传改良1. 杂交育种杂交育种是指通过从不同种质进行交配和选择，筛选出具有优良性状的杂种或杂交组合。

利用杂交育种可以获得具有更强大抗逆性的作物品种。

例如，将耐盐性强的一种作物与耐旱性强的另一种作物进行杂交，可以获得耐盐耐旱的新品种。

2. 基因编辑技术基因编辑技术是一种高效的遗传改良方法，可以用于精确地修改作物基因组中的关键基因，以增强作物的耐逆性。

例如，通过删除或改变抗逆基因的关键序列，可以使作物对干旱、高温、高盐等逆境的耐受性增强。

3. 转基因技术转基因技术是指将一种或多种外源基因导入作物的基因组中，以改变作物的性状或增强其抗逆性。

通过转基因技术，可以使作物产生特定的抗逆蛋白，或增加抗逆相关基因的表达水平，从而提高作物的耐逆性。

二、生理调控1. 激素调控植物激素是一种能够调节植物生长和发育的化学物质。

通过激素的使用，可以调节作物在逆境环境下的生长和发育过程，提高其耐逆性。

例如，外源施用脱落酸可以提高作物对干旱和高温的适应能力。

2. 抗氧化剂应用氧化应激是指植物在逆境环境下产生的氧自由基对细胞结构和功能的破坏。

添加抗氧化剂可以有效减少氧化应激对作物的损害，提高作物对逆境的抵抗能力。

例如，添加维生素C和维生素E等抗氧化剂可以提高作物对干旱和高温的耐受性。

三、增加资源利用效率1. 肥料利用效率增加作物对肥料的利用效率直接影响到作物的生长和抗逆能力。

通过合理施肥和利用生物技术手段，可以提高作物对肥料的吸收和利用效率，增加作物的耐逆性。

例如，利用转基因技术可以使作物对氮肥的利用效率提高，从而减少对化肥的依赖。

2. 水分利用效率提高水是作物生长和发育的重要因素，合理利用水资源对提高作物耐逆性至关重要。

农作物抗逆育种的现状与展望随着全球气候的变化，自然灾害和环境污染的日益加剧，农作物种植面临着越来越多的压力和挑战。

而农作物抗逆性是确保农业稳定发展的基础。

近年来，一些重要农作物的抗逆种质资源已被广泛挖掘和开发，并成功利用于实践中，但仍存在很多问题和挑战。

本文将从现状和展望两个方面，探讨农作物抗逆育种的最新研究成果和未来发展方向。

一、农作物抗逆育种的现状1、抗逆种质资源的不断开发当今，大量研究表明，农作物的抗逆性不仅与生长环境和天气条件有关，也和植物自身的基因型有密切关系。

因此，开发优良抗逆种质资源成为提高农作物抗逆性的重要途径。

近年来，世界各国对农作物抗逆种质资源的重视不断提高，尤其是在玉米、水稻、小麦、油菜等农作物上的筛选、鉴定和种质创新方面广受关注。

在中国，很多科研机构和农业企业也积极参与了农作物抗逆种质资源的研发和应用工作。

同时，大规模中试和推广抗逆材料也得到了越来越广泛的实践。

2、基因工程技术的应用和成效众所周知，基因工程技术在农业领域有着广泛的应用前景。

利用基因编辑、转基因技术等手段，可以将克隆和改造某些特定基因或基因组，从而使农作物的抗逆性、产量和质量等方面得到改善。

比如，过去十几年中，研究人员通过拟南芥、水稻、番茄等模式植物的研究，已初步阐明了一些抗逆基因的功能和调控机制，并开发出了一系列适用于农作物产业的基因编辑和转基因技术。

这些方法在提高作物的耐盐碱、干旱、高温、低温、病虫害等抗逆性方面都具有显著的潜力。

3、遗传改良和小分子抗逆剂的开发除了基因工程技术，遗传改良和小分子抗逆剂也是提高农作物抗逆性的重要手段。

通过杂交育种、多倍体学、基因组选择等方法，可以改善种质资源和培育抗逆性、高产性、品质优良的新品种。

例如，在黄瓜、南瓜、葫芦等蔬菜作物的遗传改良中，可以利用广义遗传力和特异遗传力的提升，实现对胜育性、抗病性、载蓄性等重要性状的改良。

同时，通过筛选和合成具有功效的小分子物质，如自然产物和人工合成的第二代抗逆剂等，也有望为农作物的抗逆性提供新的解决方案。

中国农业大学园艺植物育种学名词解释集合（适合本科生园艺专业期末复习！）名词解释1、育种通过遗传组成的改良获得更利于栽培与利用的优良品种并进一步进行良繁与推广2、育种学是研究选育和繁殖优良品种的原理和方法的应用学科。

3、品种（，简.）是在一定的生态和经济条件下，通过人工选育或者发现并经过改良，具备特异性、一致性和稳定性，在一定时间内符合生产和消费的需求，并有适当命名的植物群体。

3、新品种指经过人工培育的或者对发现的野生植物加以开发，具备新颖性、特异性、一致性和稳定性并有适当命名的植物品种。

4、生物产量和经济产量生物产量是指单位面积和一定时间内作物全部光合产物的收获量。

而经济产量指同一时间内，单位面积上作物可以作为商品利用的部分的收获量。

5、种质指决定生物的性状，并将其遗传信息从亲代传递给后代的遗传物质，在遗传学上称为基因。

种质是客观存在的实体，其表现形式可能是种、品种、植株、种子、枝条、细胞、片段等。

6、种质资源携带有不同种质的各种栽培植物及其近缘种和野生种，也称遗传资源和基因资源。

7、生物多样性生物多样性是指在一定时间和一定地区所有生物（动物、植物、微生物）物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称。

它包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。

8、遗传多样性广义的遗传多样性是指生物所携带遗传信息的总和，也称基因多样性。

狭义的遗传多样性是指生物内基因的遗传变异。

9、物种多样性地球上生物种类的丰富程度，是衡量一定地区生物资源丰富程度的一个客观指标，包括区域生物多样性（一定区域内物种的丰富程度）和群落生物多样性（群落内物种的丰富程度）10、生态系统多样性地球上生态系统的组成、功能及生态过程的多样性，包括生境，生物群落，生态过程多样性。

11、核心种质选择全部种质资源的一部分，以最小的资源份数和遗传重复，最大程度地代表全部种质资源的多样性。

12、种质创新通过人工手段，创造含有特定有益基因或基因组合，满足人们特定需求的新材料的过程。

作物抗逆育种的主要途径
作物抗逆育种是指通过选育具有抗逆性的作物品种，以提高作物
对逆境的适应性和抗性，从而增加作物产量和品质的一种育种方法。

以下是作物抗逆育种的主要途径：
1. 筛选自然变异：通过筛选自然变异，寻找具有抗逆性的品种或
个体，是作物抗逆育种的传统方法。

例如，在干旱地区筛选耐旱品种，在高寒地区筛选耐寒品种等。

2. 诱发突变：利用物理、化学或生物等手段，诱发作物产生突变，从中筛选具有抗逆性的突变体。

例如，利用辐射、化学诱变剂等诱导
突变，筛选抗逆性品种。

3. 转基因技术：通过转基因技术，将抗逆性基因导入作物中，从
而提高作物的抗逆性。

例如，将耐旱基因导入作物中，提高作物的耐
旱性。

4. 分子标记辅助选择：利用分子标记技术，筛选与抗逆性相关的
基因或标记，从而快速选育具有抗逆性的品种。

5. 基因编辑技术：利用基因编辑技术，对作物的抗逆性基因进行
修饰或改造，从而提高作物的抗逆性。

作物抗逆育种是提高作物适应性和抗性的重要途径，需要综合运用多种技术手段，不断探索和创新，以选育出更加优秀的抗逆性作物品种。

植物抗逆育种策略研究途径植物是地球上生命的重要组成部分，它们在面对各种环境变化和逆境胁迫时表现出了惊人的适应能力。

然而，随着全球气候变暖、土地退化、盐碱化、病虫害等问题的日益严重，传统育种方式已经无法满足人类对高产高质量植物的需求。

因此，植物抗逆育种成为了当前重要的研究领域之一。

本文将探讨植物抗逆育种的策略和研究途径。

一、分子育种策略分子育种是利用分子生物学和基因工程技术来改良植物性状的方法。

它可以通过选择或改变植物基因组中与逆境抗性相关的基因，以提高植物的逆境抗性。

在分子育种策略中，研究人员通常会使用转基因技术，将具有抗性基因的外源DNA片段导入植物体内，使得植物获得新的性状。

例如，在研究盐碱逆境下植物抗逆机制时，研究人员发现一些植物中富含盐碱逆境抗性基因。

通过转基因技术，他们将这些基因导入其他植物中，例如水稻。

结果表明，这些转基因水稻在盐碱环境中表现出了更好的生长和生存能力。

分子育种策略不仅可以加快育种进程，而且可以精确地改良植物的性状，因此在植物抗逆育种中具有巨大的潜力。

二、遗传育种策略遗传育种是传统育种方式中的一种方法，通过选择和培育植物中具有抗逆性状的个体或种质进行繁殖，以增加植物种群中抗逆性状的占比。

在遗传育种策略中，研究人员通常会进行大规模的种质筛选和亲本组合试验，选择具有抗逆性状的亲本进行配对，以提高后代的抗逆性。

以抗病育种为例，研究人员可以通过人工感染病原菌或病虫害，筛选出对相应病原菌具有抗性的品种或个体，然后将其作为亲本进行交配。

通过连续选择和后代筛选，可以逐步提高植物种群对病原菌的抗性。

遗传育种策略在植物抗逆育种中具有广泛的应用，并已在许多作物中取得了显著的效果。

三、基因组学研究途径基因组学作为一门新兴的研究领域，为植物抗逆育种提供了全新的研究途径。

通过对植物基因组的深入研究，研究人员可以鉴定和分析与植物逆境抗性相关的基因，探索逆境应答和抗逆机制。

同时，基因组学研究还可以帮助筛选抗逆育种候选基因，并加速基因发现的速度。

第十三章抗逆性育种环境胁迫或逆境：在作物生长、发育过程中，除了受到病虫等生物因素侵袭外，也常常受到不良气候和土壤因素的影响，而使其产量和品质受到影响，这种不良影响称为环境胁迫或逆境。

抗逆性：作物对环境胁迫的抗耐性称为抗逆性。

通过抗逆性育种，可使所育成的品种在相应的环境胁迫下保持相对稳定的产量和品质。

第一节抗逆性育种的意义和特点一、作物逆境种类参考Levitt(1980) 的逆境分类，环境胁迫可以分为三大类 (图13—1)。

二、抗逆育种的意义全球：①荒漠化土地面积3600万平方公里，占全球陆地面积的1/4，相当于俄、加、中、美四国国土的总和，并以每年5万至7万平方公里的速度扩大。

②1/3耕地面积供水不足，其它耕地周期性缺水。

我国：1亿hm2耕地中约有3／4的面积遭受不同程度干旱的威胁，我国有盐碱耕地面积约3000万hm2，加上湿害和酸性铝的危害，总耕地面积的50％以上属于中、低产田。

抗逆性育种：利用作物本身的遗传特性培育获得逆境条件下能保持相对稳定的产量以及应有产品品质的新品种，称为抗逆性育种。

意义：抗逆性品种的推广应用对于合理利用自然资源，保持农业生产的可持续发展有重要意义。

三、抗逆育种的特点抗逆性育种不能孤立地追求抗逆性的遗传改良，而应该与产量、品质、抗病虫性等的育种相结合。

与其他目标性状育种相比，抗逆性育种有如下特点：①逆境发生的无规律性增加了育种工作的难度。

②抗逆性指标复杂多样（逆境对作物的伤害常常是多方面的，在不同发育时期产生的伤害也不一样，所以作物抗逆境的鉴定指标也不一样，通常以形态的、生理生化的和最终的产量结合在一起作为抗逆性判断的依据）。

③逆境遗传效应复杂（多基因、显性、加性和互作）。

④作物对不同逆境的抗耐性有一定的相关，可能有相似的基因表达方式。

抗盐碱的小麦品种，其抗旱性常常较好，苗期耐寒的玉米品种成株期一般也较耐旱。

第二节抗旱性育种一、抗旱性的含义作物所受的干旱有大气干旱、土壤干旱及混合干旱三种类型。

我国建国以来蔬菜育种工作的发展大体上经历了以下三个阶段。

第一阶段――建国初期。

新中国成立初期，生产上采用的蔬菜品种主要是地方农家品种。

20世纪50年代初，在一些地区的农业科学研究所及园艺所设立蔬菜研究室或蔬菜研究课题，逐步开展蔬菜科研工作。

1955年中央农业部发出“从速调查搜集农家品种”的指示，全国各地广泛开展了蔬菜地方品种的搜集整理工作，许多地方还编印出版了蔬菜品种志。

该阶段可以说是新中国蔬菜育种工作的起步阶段。

当时的蔬菜种子生产是家家种菜、户户留种。

由于留种技术的限制，造成种子质量不高、数量不足，因而不能满足生产的需要。

尤其是一些异花授粉蔬菜作物，由于户户留种无法解决隔离问题，品种混杂退化现象较为严重。

第二阶段――1958～1978年。

1958年农业部提出了我国第一个种子工作方针“四自一辅”，即每个农业社都要自繁、自选、自留、自用，辅之以国家必要调剂。

在该方针的指导下，我国种子工作有了较大发展。

1958年还成立了中国农业科学院和北京市农业科学院双重领导的蔬菜研究所，此后全国各地区也相继建立了蔬菜研究所或蔬菜研究室，在全国形成了蔬菜科学研究的体系。

该阶段一些科研单位和高等农业院校通过引种和选择育种等途径为生产提供了大量优良品种。

20世纪60年代我国部分科研单位开始进行蔬菜杂种优势利用研究，配制和推广了少数一代杂种，20世纪70年代以后，蔬菜杂种优势的利用迅速发展，在较短的时间内培育出一大批优良甘蓝、白菜、萝卜的自交系和自交不亲和系、雄性不育系和雄性不育两用系，番茄、甜椒的雄性不育系及黄瓜的雌性系等，这些材料的育成，大大促进了我国杂种一代蔬菜种子的大规模商品生产。

新培育的各种蔬菜良种和一代杂交种在生产上发挥了重要作用。

例如，津研系统黄瓜对丰产和稳产起了显著作用。

天津市蔬菜研究所候锋等科研人员从1959年开始进行黄瓜新品种选育工作，育成了津研1号、津研2号、津研3号，津研4号等高抗黄瓜霜霉病和白粉病的品种，在全国各地大面积推广，取得了较大的经济效益。

水稻基因组学及其应用前景随着人类基因组计划的成功完成，基因组学成为了生命科学领域的热点。

而水稻是世界上最重要的粮食作物之一，在基因组学领域的研究中也有着重要的地位。

近年来，随着高通量测序和生物信息学技术的不断发展，水稻基因组学研究取得了重大进展，同时也在农业生产中得到了广泛应用。

一、水稻基因组的解析水稻的基因组大小约为430M，仅比人类基因组小一半，基因数目约为3万。

2002年，国际水稻基因组组织首次公布了水稻基因组的初步测序结果，接着，不断有新的水稻基因组数据公布并不断完善，到目前为止，已经建立了完整的水稻基因组序列组合图谱。

这一成果得到了国际基因组学界的广泛关注，也为水稻基因组的研究打下了坚实的基础。

基于水稻基因组的分析，发现了许多水稻的特异性基因以及不同品种之间的基因差异。

这些发现为分子育种提供了有力支撑，帮助人们更好地理解水稻的遗传特性和进化历程。

二、水稻基因组的应用1. 水稻基因组的应用于分子育种水稻是世界上最大的粮食作物之一，为了提高其产量、抗逆性以及品质，分子育种已经成为了现代水稻育种的重要手段。

水稻基因组的解析为分子育种提供了重要的资源，包括了水稻各种基因的信息和遗传表达规律的了解等。

通过分析不同水稻品种的基因差异，挖掘出与其抗逆性、产量、品质等农艺性状相关的基因，可以进行精准基因编辑和改良。

这一方面对提高水稻产量，改善品质，增强水稻抗逆性方面具有重要作用。

2. 水稻基因组的应用于抗逆性育种水稻基因组的研究使得水稻的抗逆性育种进入了新的阶段。

通过研究水稻基因组，可以挖掘出与抗逆性相关的基因，为育种提供候选目标。

同时，也可以利用基因编辑技术，准确改造水稻关键基因，使其具有更强的抗逆能力。

例如，通过改良水稻对干旱、高渗条件下的耐性基因，育成了干旱、盐碱耐性较强的品种，这将为世界的粮食生产提供有力支持。

3. 水稻基因组的应用于品质育种水稻基因组的解析对水稻的品质育种也具有重要的意义。

通过分析水稻基因组，挖掘出与水稻品质相关的基因，可以通过育种的方式改良水稻的品质。