我国玉米抗旱育种研究进展及展望
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玉米种质资源研究发展现状及创新途径焦仁海仲义刘俊蔡鑫茹吴凤新刘兴二夏远峰(吉林省农业科学院,吉林公主岭 136100)玉米是全国第1大粮食作物[1,2],在保障国家粮食安全、促进畜牧业发展、开发诸如工业乙醇等新能源方面发挥了举足轻重的作用[3]。
为维护国家粮食安全及自身经济发展做出了巨大贡献。
其中,新品种的选育与推广起到了不可代替的支撑作用,成为农业科技战略的核心。
据美国学者预测,未来粮食增产潜力70%依靠新品种持续不断更新换代,而品种的更新换代进展决定于种质资源的创新研究水平。
玉米种质资源研究发展现状及创新途径 1种质资源是保障国家粮食安全与重要农产品供给的战略性资源,是建设生态文明与支撑农业可持续发展的物质基础,是驱动农业科技原始创新与发展现代种业的芯片。
种质资源保护与利用具有公益性、基础性、长期性等显著特点。
种质资源是在不同生态条件下经过上千年的自然演变形成的,蕴藏着各种潜在有益基因,是人类生存和发展最有价值的宝贵财富,是作物育种、生物科学研究和农业生产的物质基础。
举世闻名的“绿色革命”和杂交水稻的成功均源于种质资源的开发与利用。
鉴于种质资源在农作物生产中的重要地位,世界范围内的种质资源竞争愈演愈烈,资源的争夺和发掘已成为竞争焦点,常规技术和现代分子技术相结合对种质资源进行深入精准鉴定评价、发掘、创新的研究已成为许多国家的战略共识。
从种质资源中获取“基因主权”,带来巨额财富,已成为发达国家及其跨国公司控制别国经济的一种新的战略手段。
种质资源不被专利保护,但从种质资源中获取的优异基因序列却可以实施专利保护,不仅可以使窃取别国基因资源的“生物海盗”合法化,而且将致使种质资源拥有国应用本国种质资源时变成非法化。
将给包括中国在内的发展中国家造成巨大的经济损失,并有可能对粮食安全和国计民生带来重大影响。
“种中国大豆侵美国权”等事件给人们敲响了警钟,充分说明了加强种质资源研究实力、提升总体研究水平的重要性。
第1篇时光荏苒,岁月如梭,转眼间,又到了一年一度的总结时刻。
在这一年里,我国玉米育种工作者们在国家粮食安全和农业现代化的道路上,砥砺前行,取得了丰硕的成果。
以下是我对2023年度玉米育种工作的总结与回顾。
一、南繁育种基地的坚守春节临近,但北京市农林科学院玉米首席科学家赵久然及其团队在南繁育种基地的忙碌并未因节日的临近而减缓。
他们依然每天早晨7点开始田间工作,晚上分析数据、整理资料、提交品种参试申请。
在南繁基地,他们需要在短短的三四个月里完成从播种到收获的整个过程,每一粒种子都承载着他们的梦想和希望。
这种坚守和付出,是我国玉米育种科研工作者的缩影。
二、全链条创新发展中国农业科学院作物科学研究所研究员、国家玉米育种联合攻关秘书长王天宇及其团队在2023年取得了显著成果。
他们创新玉米绿色高产高效新种质与新品种,育成中玉303为代表的品种表现高产优质、抗病抗旱、适应性广,成为种质资源发掘创新与高效利用密切结合的成功范例。
在黄淮海区域,中玉303在偏盐碱旱地上取得亩产1077.5公斤的好成绩,为农民增收、为国家增粮贡献力量。
三、乡村振兴助力在乡村振兴的道路上,我国玉米育种工作者们也发挥着重要作用。
以楚雄州委宣传部在云南永仁县他的苴村的帮扶为例,驻村工作队引导村民种植新型玉米育种,亩产均值超过普通玉米一倍,为村里的弱劳力家庭开辟了新的增收渠道。
此外,他们还引进了贡菜等特色新型品种种植,带动村民人均收入较上年度增长13.79%。
四、未来展望展望未来,我国玉米育种工作者将继续秉承“绿色、高产、高效”的理念,加大科技创新力度,努力实现以下目标:1. 提高玉米单产和品质,满足人民群众对美好生活的需求;2. 加强种质资源保护和利用,培育更多抗逆、抗病、适应性强的优良品种;3. 推进玉米产业绿色发展,助力乡村振兴和农业现代化。
总之,2023年是我国玉米育种工作取得丰硕成果的一年。
在新的一年里,我们坚信,在党的领导下,我国玉米育种工作者将继续为实现国家粮食安全和农业现代化贡献力量。
[西南大学][中国近十年玉米育种、生产现状和发展趋势]专业:[ 农学]学生姓名:[ ]指导教师:[ ]完成时间:2022年4月26日中国近十年玉米育种、生产现状和发展趋势xxxx( xxxx)(西南大学农学与生物科技学院2014级重庆 400715)【摘要】:玉米是世界三大粮食作物之一,也是重要的饲料作物和经济作物,至20世纪90年代,全世界玉米播种面积已突破1.3亿hm2,中国栽培玉米已有400多年历史是玉米生产大国,玉米是我国主要粮食作物对我国粮食安全举足轻重。
近年来,我国玉米育种取得了突飞猛进的发展。
在玉米增产的各种技术因素中,优良品种的贡献率在35%以上。
我国玉米单产和总产的增长速度大大超过其它发展中国家,玉米杂交种的普及率 95%左右,达到发达国家的水平,玉米在我国粮食生产中的地位显得愈来愈重。
2010年,我国玉米种植面积4.872亿亩*、单产364.10千克/亩、总产1.774亿吨,目前已成为我国第一大作物。
在21世纪,随着工业化、城镇化的快速推进、人民生活水平的逐步提高和科技的不断发展,我国玉米生产呈现明显的阶段性、消费多元化、分布区域化、产业层次等特点。
在了解玉米育种和生产状况的同时,进一步探索玉米的发展趋势。
【关键词】:玉米育种玉米生产发展趋势一、我国玉米育种的现状和发展趋势(一)我国玉米育种成就1、玉米育种理论创新成就1.1玉米育种目标、育种方向的改进随着市场经济的发展,玉米育种目标有很大变化,商业化育种机制正在形成。
为了满足玉米生产、加工、饲料、出口的需求,育成的品种类型多、周期短、速度快,除了保持和发扬传统的优质、高产、抗病等育种目标外,随着对玉米品质要求的提高,对高淀粉、高油、高支链淀粉、甜玉米、爆裂玉米等专用玉米的研究更加重视。
同时加强耐密植、低能量消耗、高产、优质的普通玉米新品种和专用品种选育。
近年又提出“超级玉米”育种目标,培育抗病、抗倒伏、抗螟虫、脱水快、籽粒含水量低、产量高、品质好、耐寒、拱土力强、适应性广的育种新材料,玉米自交系和杂交种。
玉米种植现状及新技术应用价值探究作者:赵丽娜来源:《种子科技》2021年第17期摘要:玉米作为我国农业生产中种植面积较大的一种农作物,具有非常重要的农业价值,种植经济效益较高,能保证我国的粮食生产安全,促进畜牧业及工业发展。
现阶段,我国玉米种植量较大,在技术不断优化升级的情况下,需使用更先进的栽培技术,培育出高产的玉米作物,优化防治病虫害及改良玉米种植技术,促进玉米增产增收。
关键词:玉米;种植现状;新技术;应用价值文章编号:1005-2690(2021)17-0069-02 中國图书分类号:S513 文献标志码:B玉米是我国当前农业生产中种植规模较大的粮食作物之一,属于高产作物,大力发展玉米种植,不仅能推动农业经济发展,还能调整农业生产结构,并且玉米作物种植范围较广,用途较多,具有集中性及经济性,因此,在现阶段展开对玉米种植的研究,需要注重先进的种植技术以及各项技术的集中改良,从而能够在玉米生长的各个阶段当中强化控制,进而提升产量,提高质量,保证经济效益。
1 玉米种植现状在我国农业产业中,玉米作为最为重要的粮食作物之一,为农业经济带来了较大的效益。
近年来,我国不断重视农业环境,提高对玉米种植技术的重视程度,玉米种植也能够为农业经济带来良好的效益,促使玉米种植逐渐扩大种植规模,导致市场环境中的玉米作物产量不断增加,在市场中供大于需的背景下,导致国内市场对玉米作物的消费需求逐渐降低。
由于近几年国家经济逐渐与国际化接轨,在经济全球一体化的运转模式之下,受到了进口农产品的冲击,玉米销量上受到了一定的影响。
收储制度发生了一定的变革,导致玉米的市场规模逐渐趋于下降,难以有效发挥出经济作物的优势,经济效益逐渐降低。
为了有效保证玉米作物能够始终在农业经济中占有一席之地,国家提高了对玉米种植技术的重视程度,不断研究新型高产增收的种植技术,开发出更多有效的种植方法。
例如应用现代化的科技人造卫星搭载孕种,利用先进的科技培育种子,能够有效提升玉米种子的成活率。
玉米基因编辑研究进展和前景展望目录一、内容概括 (1)二、玉米基因编辑研究进展 (1)三、玉米基因编辑技术的方法与手段 (3)3.1 基因组测序及数据分析 (4)3.2 基因克隆与表达分析 (5)四、玉米基因编辑研究的挑战与问题 (6)4.1 技术应用的伦理与法规问题 (8)4.2 基因编辑效率与特异性挑战 (9)4.3 遗传稳定性及环境影响评估 (10)五、玉米基因编辑前景展望 (11)5.1 在农业生物技术中的应用 (13)5.2 玉米基因编辑品种的创新与改良 (14)5.3 基因编辑技术与传统育种技术的结合 (15)六、结论 (16)6.1 研究总结 (17)6.2 未来研究方向及建议 (19)一、内容概括基因编辑技术的发展与应用:介绍了基因编辑技术如CRISPRCas 系统在玉米基因工程中的应用,包括基因敲除、基因插入和基因编辑的效率提升等方面。
玉米重要性及其遗传改良的需求:强调了玉米作为全球主要农作物之一,对其产量、抗逆性和品质进行遗传改良的重要性。
基因编辑在玉米遗传改良中的应用实例:列举了基因编辑技术在玉米抗病、抗虫、抗旱、提高产量和改良品质等方面的实际应用案例。
技术进步带来的新机遇:随着基因编辑技术的不断进步,未来可能在玉米基因编辑的精准性、效率和多功能性方面取得更大突破。
潜力巨大的应用领域:玉米基因编辑技术有望在农业生产、生物能源、医药和生物工程等领域发挥巨大潜力。
面临的挑战与解决方案:讨论了当前玉米基因编辑研究面临的伦理、法规和技术挑战,并提出了可能的解决方案和发展方向。
对未来玉米产业的影响:预测玉米基因编辑技术的进一步发展将对玉米产业产生深远影响,包括提高产量、改善品质、加速育种进程等。
二、玉米基因编辑研究进展抗病性改良:通过基因编辑技术,研究者成功地将一些抗病基因引入到玉米中,提高了玉米的抗病能力。
通过CRISPRCas9系统,研究人员将Pm3e基因导入到玉米中,使其对玉米花叶病毒具有较强的抗性。
·18·种业导刊,2019年第2期Journal of Seed Industry Guide玉米育种技术研究进展王鹤桦,刘金海(信阳职业技术学院/医药生物检测河南省高校工程技术研究中心,河南 信阳 464000)玉米是我国播种面积和总产量最大的粮食作物,也是主要的饲料原料和重要的工业原料。
近年来,随着畜牧业的快速发展,玉米的需求日益增加。
与此同时,我国玉米品种营养品质差,赖氨酸、色氨酸含量低等,严重影响了畜禽发育以及人民的身体健康。
因此,亟需加快育种步伐,生产出更多质量更好的玉米来满足生产、生活的需要。
1 玉米育种技术1.1 单倍体育种单倍体是用天然或人工诱导方法(例如孤雌生殖)获取单倍体生物以及用单倍体生物培育后代的育种方式,主要有诱导品系、组织体外培养和化学诱导的杂交方法等。
单倍体诱导商业价值巨大,常规的杂交育种周期长,诱导单倍体加倍产生纯合的二倍体,直接利用配子体进行选择,只需2~3 a 即可育成稳定的纯系,可大大缩短育种时间、减少成本。
中国农业大学陈绍江团队创建了玉米单倍体育种高效技术体系,将基础研究与技术发明以及育种实践结合起来。
吴鹏昊等比较了多个不同遗传背景的单倍体雄穗自然加倍能力,探明单倍体雄穗育性恢复不受细胞质基因的控制,而受核基因控制。
有学者认为基因型在单倍体雌穗育性恢复中起主要作用,单倍体雌穗育性恢复过程与雄穗育性恢复过程相对独立。
北京市农林科学院玉米研究中心已经创制出8个具有诱导率高、结实性好等优良特性的玉米单倍体诱导系,并率先利用和选育出3个单交种型诱导系,选育出系列优良玉米品种11个。
有学者认为用同族单倍体诱导剂生产母体单倍体是常用的单倍体育种方法,在玉米育种中非常有效,并开发了一种从花粉粒中分离出3个核和从四分体中分离出4个小孢子的方法,观察到非整倍性在三核期高发,表明配子体减数分裂后发生的连续染色体断裂可能形成胚胎的单倍体。
1.2 远缘杂交育种远缘杂交育种指的是不同种、属间甚至亲缘关系更远的物种间的杂交产生的后代。
玉米根系发育与抗旱栽培的研究【摘要】本文主要研究玉米根系发育与抗旱栽培。
在玉米种植中,根系发育对植株生长和产量起着重要作用。
玉米根系的结构与功能以及抗干旱的适应机制是影响玉米抗旱能力的关键因素。
影响玉米根系发育的因素也是影响玉米产量的重要因素之一。
本文还总结了提高玉米抗旱能力的栽培技术,并对根系发育与抗旱栽培的研究进展进行了介绍。
本文强调了玉米根系发育与抗旱栽培的重要性,并提出了未来研究方向,为玉米种植中根系发育与抗旱栽培提供了参考。
通过本文的研究,有望为玉米的产量和品质提供更好的保障。
【关键词】玉米根系, 抗旱, 栽培技术, 发育, 适应机制, 因素, 研究进展, 重要性, 未来研究方向1. 引言1.1 研究背景在对于玉米根系发育与抗旱栽培的研究背景,我们需要了解到玉米作为世界上最重要的粮食作物之一,其生长环境受到气候变化等因素的影响,抗旱能力成为制约玉米产量和质量的重要因素。
玉米根系发育和抗旱栽培技术的研究,能够帮助我们更好地理解玉米根系的结构与功能,探讨其对抗旱的适应机制,找出影响玉米根系发育的因素,并提出改善栽培技术以增强玉米抗旱能力的方法。
1.2 研究意义玉米是世界上种植面积最广泛的粮食作物之一,其根系的发育和抗旱能力直接影响着玉米的产量和质量。
随着全球气候变化导致干旱频发的情况日益严重,研究玉米根系的发育与抗旱栽培具有重要的意义。
通过深入了解玉米根系的结构与功能,可以为选择适合不同条件下种植的玉米品种提供科学依据。
了解玉米根系对抗旱的适应机制,有助于揭示玉米抗旱的分子机制,为进一步提高玉米抗旱能力提供理论依据。
探讨影响玉米根系发育的因素以及相应的栽培技术,可以帮助农民科学管理玉米田地,提高玉米的产量和品质。
总结玉米根系发育与抗旱栽培的研究进展,有助于促进相关领域的技术创新和发展,推动玉米生产的可持续发展。
对玉米根系发育与抗旱栽培进行深入研究具有重要的理论和现实意义。
2. 正文2.1 玉米根系结构与功能玉米根系是玉米植株中的重要器官,它负责吸收水分和养分,提供支撑和稳定植株,以及与土壤中的微生物相互作用。
抗旱、高产玉米新品种“华玉518”的选育作者:杨华来源:《新农业》2021年第23期摘要:“华玉518”是山西华科种业有限公司以母本Hy11-40与父本Hy13-15杂交选育而成的玉米杂交种。
该品种生育期为105天左右,籽粒橘黄色、半马齿型,容重760克/升,粗蛋白10.46%,粗脂肪3.76%,粗淀粉76.16%,具有抗病性强、增产潜力大、出苗快、长势强、结实性好等特点,适合在山西南部复播区种植。
该品种2020年已通过山西省品种委员会审定(晋审玉20200030)。
关键词:“华玉518”;抗病;增产;选育玉米起源于南美洲,在我国各地均有种植,是种植面积最大的三大粮食作物之一,2018年在我国种植面积达到了5990万公顷,约占全国主要农作物播种面积的26%。
山西种植面积约172万公顷,占全省总耕地面积的42.4%,因此产量的高低对于粮食安全至关重要。
温度的高低对玉米生长发育十分重要。
在一定范围内,温度越高玉米生长发育越快,通过某个发育阶段所需时间越短。
然而,随着全球工业化的发展,生态环境遭到破坏,极端天气异常增多,高温、干旱频发,给世界农作物的生产带来了严重危害,玉米也不例外。
为了应对这种极端天气对玉米生产造成的危害,就需要积极调整山西玉米产业结构,选育出耐旱、耐高温、丰产稳产玉米新品种。
本研究团队利用运城地区天然的高温、干旱地理优势,多年来一直进行抗旱、耐高温玉米新品种的选育,经过一年两代的加速育种,选育出了“华玉518”。
该品种田间生长整齐,出苗快、苗势强,结实性好,高抗腐霉茎腐病,抗丝黑穗病,中抗大斑病,抗倒伏,丰产稳产,品质优,适应性强。
1.1 亲本来源及特征特性母本H y 1 1 - 4 0与父本Hy13-15均系本研究团队自选自交系。
母本Hy11-40经多代自交穗选而成。
平均生育期为106天。
植株茎秆粗壮,叶片向上直冲,属紧凑型,株高243厘米,穗位高为78厘米,叶片数20片。
叶色深绿,叶片坚硬,果穗筒型,平均穗长为15.8厘米,平均穗粗为4.3厘米,平均穗行数为15.6行,平均行粒数为32粒。
玉米育种现状与发展战略
玉米是世界上种植面积最广、产量最高的粮食作物之一,也是许多国家重要的农作物之一、然而,随着人口的增长和需求的变化,玉米育种面临许多挑战。
为了满足粮食安全和可持续发展的需求,玉米育种必须不断创新和发展。
此外,玉米育种还面临着以下几个发展挑战:
1.抗病虫害品种的培育:玉米的生产常受到各种病害和虫害的威胁,如玉米花叶病、玉米秧螟等。
因此,培育具有高抗病虫害能力的品种是重要的任务。
2.增加抗旱性和耐盐碱性:气候变化的影响导致干旱和盐碱地面积的增加,因此,培育具有较高的抗旱性和耐盐碱性的玉米品种是必要的。
针对以上挑战,可以采取以下几个发展战略:
2.引进和培育优良种质资源:通过引进国内外的优良玉米种质资源,利用遗传资源多样性,提高玉米的耐逆性和产量。
3.加强科研和合作交流:加强玉米育种领域的科研机构和企业之间的合作交流,共同解决育种面临的问题,提高培育新品种的速度和质量。
4.注重品种适应性和品质改良:在培育高产品种的同时,注重提高玉米对环境的适应性和抗病虫害能力,同时改善玉米的营养成分和品质。
5.加大科技投入和政策支持:加大对玉米育种科研的资金投入和政策支持,为育种研究提供良好的环境和条件。
同时,鼓励科技企业和农民合作,推广新品种的种植。
关于北方玉米高产栽培关键技术探析【摘要】北方地区玉米是我国重要粮食作物之一,其高产栽培技术对于保障粮食安全具有重要意义。
本文通过对北方玉米高产栽培关键技术的探究,包括种子选择与处理、土壤改良与施肥、病虫害防控等技术要点进行了详细分析和总结。
通过对现有栽培技术的研究现状和发展趋势进行了分析,提出了未来研究的方向和展望。
本文将为北方玉米高产栽培技术的提升提供有益的参考和借鉴,并促进我国玉米产业的可持续发展。
【关键词】北方玉米、高产栽培、技术、种子选择、土壤改良、施肥、病虫害防控、现状、发展趋势、研究方向、总结1. 引言1.1 研究背景北方玉米高产栽培技术一直备受关注,其重要性不言而喻。
在当前社会经济发展的大背景下,农业生产的效率和产量直接关系到国民经济的发展和农民的生活水平。
北方地区作为中国玉米的主要产区之一,玉米高产栽培技术的研究与推广显得尤为重要。
目前,北方地区的玉米种植技术普遍落后,产量较低,耕作方式较为传统,缺乏科学的栽培管理方式。
许多地区土地资源的持续开发与利用也面临一定程度的困难,土壤质量逐渐下降,严重影响了作物的生长和产量。
探索北方玉米高产栽培技术的关键,对于提高玉米产量、改善农民收入、保护环境资源具有重要意义。
通过科学合理的栽培方式和管理措施,有效地提高玉米的产量和品质,为推动北方地区农业现代化进程提供有力支持。
1.2 研究目的北方玉米高产栽培技术的研究目的是为了解决当前北方地区玉米产量不高的问题,提高玉米的产量和质量,实现农业可持续发展。
通过深入研究北方地区玉米栽培现状,找出影响玉米产量的关键问题和瓶颈,探索适合北方地区的玉米高产栽培技术要点,提高种子选择与处理技术、土壤改良与施肥技术以及病虫害防控技术,从而全面提升玉米的产量和品质。
通过对北方玉米高产栽培技术的研究,可以为农民提供科学的种植方法和技术支持,提高他们的种植效益,带动当地农业经济的发展。
也可以增加粮食供给,满足人民日益增长的粮食需求,为国家粮食安全做出贡献。
我国玉米种植的研究进展摘要:玉米是我国农业生产中的主要农作物之一,具有丰富的营养价值,始终被人们誉为“长寿食品”,与此同时玉米味道香甜,不仅可作主食、菜肴,解决人们温饱问题,也可作为工业酒精与烧酒的主原料,促进农业经济的发展。
因此,加强玉米高产栽培技术的研究,实现玉米高产栽培技术的推广与应用具有重要现实意义。
关键词:玉米、农业、施肥、生产、病虫害、机械生产、现代化1 玉米种植现状:我国作为农业大国,主要经济产业就是农业,而农业发展中最常见农作物的是玉米。
为此,我国对玉米种植的重视程度越来越高。
近些年,在我国农业与科技融合持续深入的背景下,玉米种植技术实现了有效转型,比如,应用人造卫星获取准确的实验数据,对玉米品种改良产生了积极影响。
此外,我国颁布了很多同玉米种植有关的优惠政策,有效调动了农民种植玉米的积极性。
在我国全面推动农业发展的背景下,玉米种植技术越发完善,对于扩大玉米种植规模具有积极的作用。
目前,我国很多地区都选择利用新兴技术提高玉米产量,且使用新兴的种植技术对推动我国玉米种植机械化具有重要的作用,不但能够减少劳动力,还能提高玉米种植效率。
2.玉米种植保护性耕作技术及发展现状2.1玉米种植保护性耕作技术玉米种植保护性耕作技术是保持玉米产业稳定发展的重要战略措施,也是对传统耕作制度的重大变革。
玉米种植保护性耕作技术是一种新型耕作技术,其主要是为了解决水土流失严重、蒸发严重、产量低且不稳定、土壤贫瘠、干旱地区缺水等问题而产生的。
2.2玉米种植保护性耕作技术现状2.2.1在推广过程中农民认知不足由于我国一直沿用传统的耕作技术,导致种植户形成了固定的思维模式。
尤其是目前大多数农民素质偏低,接收新鲜事物的能力不足,对玉米保护性耕作技术缺乏真正的认知,对秸秆覆盖地表等做法也缺少认同,致使农民对玉米保护性耕作技术的应用缺乏积极性。
2.2.2国家对保护性耕作技术投入有限。
目前,我国在发展农业生产和农业机械方面投入较大,但农机具使用周期短,资金回笼慢,农民在从事农业生产和农机使用投资时投入的资金较大,但经济效益回收却很慢,往往几年才能获得有效的经济效益。
第1篇一、前言时光荏苒,岁月如梭。
转眼间,又到了一年的尾声。
在这一年里,我国玉米育种事业在政策扶持、科技创新和市场需求等多重因素的推动下,取得了显著成果。
作为一名玉米育种者,我深感责任重大,现将本年度的工作进行总结,以期为未来的工作提供借鉴和指导。
二、工作回顾1. 政策环境本年度,国家继续加大对农业科技创新的投入,出台了一系列支持玉米育种的政策措施。
这些政策为玉米育种工作提供了良好的发展环境。
2. 科研进展(1)种质资源发掘与创新本年度,我们团队在种质资源发掘方面取得了重要进展,共收集玉米种质资源500余份,为后续育种工作提供了丰富的遗传资源。
(2)分子育种技术在分子育种技术方面,我们团队成功构建了玉米基因编辑技术平台,实现了对目标基因的精准调控。
此外,我们还开展了分子标记辅助选择育种研究,提高了育种效率。
(3)抗逆性育种针对我国玉米生产面临的干旱、高温等逆境,我们团队开展了抗逆性育种研究。
通过基因发掘和基因编辑技术,成功培育出了一批抗逆性强的玉米新品种。
3. 品种推广与应用(1)新品种选育本年度,我们团队共选育出玉米新品种5个,其中2个品种通过了省级审定。
这些新品种在产量、抗病性、适应性等方面均表现出优异性能。
(2)技术推广与应用我们团队积极开展玉米育种技术的推广与应用,通过举办培训班、技术交流等形式,将育种成果转化为现实生产力。
三、工作亮点1. 科技创新本年度,我们团队在玉米育种领域取得了多项科技创新成果,为我国玉米产业发展提供了有力支撑。
2. 人才培养我们注重人才培养,选拔了一批优秀青年科研人员,为玉米育种事业注入了新鲜血液。
3. 产业合作我们积极与国内外科研院所、企业开展合作,共同推动玉米育种产业发展。
四、存在问题与不足1. 种质资源多样性不足我国玉米种质资源多样性相对较少,限制了育种工作的深入开展。
2. 育种技术有待提高虽然我国在玉米育种技术方面取得了一定的成果,但与国际先进水平相比,仍存在一定差距。
利用生物技术提高农作物抗旱性研究农作物作为人类的主要食物来源,其生长与生产受到各种环境因素的影响。
其中,干旱是最常见的一种自然灾害,严重影响着农作物的产量和质量。
为了解决农作物受旱问题,科学家们利用生物技术手段进行了大量研究,旨在提高农作物的抗旱性能。
本文将介绍一些利用生物技术提高农作物抗旱性的研究方法和技术。
首先,基因工程是提高农作物抗旱性研究中常用的手段之一。
通过向农作物中引入一些旱生植物的抗旱基因,可以增强农作物对干旱的抵抗能力。
例如,很多耐旱植物具有较高的细胞膜稳定性,可以保护细胞不受脱水和氧化损伤。
因此,科学家们将这些抗旱基因转移到一些经济作物中,如小麦、水稻等。
研究表明,转入其他植物中的抗旱基因可以显著提高其抗旱性能,从而增加作物产量。
其次,生物育种也是提高农作物抗旱性研究的重要手段。
利用传统的杂交育种和选择育种方法,在大规模田间试验中选出对干旱具有较高抗性的品种和种质资源,然后通过连续选择和交配,可以逐渐获得抗旱性更强的新品种。
例如,在小麦育种中,科学家们通过选择一些细胞膜稳定性较高的小麦品种进行杂交,获得了具有较强抗旱性的优良小麦品种。
除此之外,生物技术还可以利用转录组学、蛋白质组学和代谢组学等手段,系统地研究农作物在干旱胁迫下的分子生物学响应机制,以获取更深入的了解。
通过对比不同基因表达水平和代谢产物的变化,可以筛选出在干旱抗性中起关键作用的基因和代谢途径。
这为进一步改良和提高农作物抗旱性提供了有力的理论依据和实验依据。
此外,生物技术还可以利用基因组编辑技术,如CRISPR/Cas9等方法,直接修改农作物基因组中与抗旱性相关的基因序列。
通过删除或修改这些基因,可以增强农作物的抗旱性能。
这种方法具有高效、精确且可控的优点,可以针对性地修改特定基因,而不会导致其他不必要的基因变化。
最后,农作物的栽培管理也是提高抗旱性的关键。
合理的灌溉方法和水肥管理策略可以减轻旱情对农作物的影响。
例如,适当控制灌溉量和灌溉时间,采用节水灌溉技术,可以防止农作物过度脱水,并提高土壤中的水分保持能力。
我国玉米抗旱育种研究进展及展望摘要:农作物的生产正面临着严峻的缺水现象,农作物减产在非生物因素中干旱是首要原因,我国是农业生产大国,土地面积广,但我国近一半的耕种土地处于干旱、半干旱的状态,这严重制约着裁国农业的发展。
旱、缺水的土壤环境会严重威胁农作物的生产。
玉米耐旱性越好就越有利于玉米生产的稳定和产量的提高本综述介绍了干旱及其对玉米的影响,概述了有关文献资料对玉米抗早性及其鉴定指标、玉米抗早生理生化机制等方面的综述了近年来玉米抗旱性研究在生理生化方面的进展,指出了今后玉米抗旱性鉴定研究的发展方向。
关键词:玉米;抗旱性;育种玉米在世界范围内被广泛种植,其总产量超过小麦和水稻,在三大粮食作物之中居第一[1]。
范围种植,其面积常年保持在2 000多万hm2。
玉米植株高大,叶片茂盛,生长期又多处于高温季节,植株的叶面蒸腾和株间蒸发大。
我国每年种植的玉米中,受到干旱影响的面积占了大约60%造成减产20%一30%。
玉米是半干旱地区的主要栽培作物之一,自然降水成为农田用水的主要来源,其中250-600 mm的降水为80%以上的农作物生长发育提供水分[2]。
但该区以小雨或暴雨为主的降水,既不利于水分的有效吸收,又会造成大面积的水土流失。
同时,70%-80%的降水以径流和无效蒸发形式损失,这又导致了干旱频繁发生,粮食产量低,且不稳定[ 4]。
干旱缺水成为制约玉米产量增加的关键因素之一[3]。
在旱地作物中,玉米对水分胁迫非常敏感,生长中需水量较大,在整个生长周期内,一般需要至少2500 mm的降水量,而且生长期内的需水量变化很大,除苗期可适当干旱(蹲苗)外,从拔节到成熟都应保证良好的水分供应[5]。
我国干旱半干旱区面积大,约占国土总面积的51%[6],无法灌溉的旱地约占总耕地(0.51亿hm-2)的65%,自然降水成为该地区农业生产的唯一水分来源[7]。
在我国北方干旱地区,雨水资源在2500-6000m2 hm-2之间,但其中以径流和蒸发形式流失的降水达到70%一80%,仅有20%-30%的雨水资源用于作物生长。
与理想条件相比(光、温、水、肥状况),光温的限制,导致生产潜力衰减25%-33%;作物生产潜力由于水分条件的限制降低了67% - 75%。
进行玉米抗旱性的研究,首先有赖于对玉米抗旱性的科学而准确地评价,即鉴定其抗旱能力的大小。
近年来,许多学者围绕此方面工作开展了大量研究,现据有关文献资料进行介绍。
1.玉米抗旱生理机制效应水分亏缺使作物遭受逆境肋、迫,是作物经常和周期性经历的一种现象。
在进化历程中,作物为适应环境而谋求自身发展已形成了有效的适应反应机制,使作物能应付不同强度的水分亏缺。
已积累的经验和实验结果表明,这些适应机制,无论是气孔的运动,器官的协调反应,或是缓慢的发育形态的适应,群体的消长,或是通过体内改变激素的平衡,酶活性的改变,对水分胁迫的反应,如脱水和渗透调节,都有复杂的控制过程和机制。
目前,深层次挖掘玉米本身存在的抗旱分子机制研究仍旧十分缺乏,玉米抗旱性以及一些重要农艺性状基因克隆进展缓慢,这方面的研究函需开展,以促进玉米的遗传育种工作,获得优质高产的抗旱性玉米品种。
大量研究表明,作物的许多耐旱抗水分胁迫特性如气孔属性中单位面积上的频率、气孔传导性以及行为等均可遗传,因此可利用这一特性来进行耐旱作物品种的选育。
许多研究表明,一定的水分胁迫有助于提高作物产品品质,但不同品种、不同发育时期和种植区域,对水分肋、迫反应是有差异的,需进一步实验以取得可靠的数据。
2.玉米的抗旱性植物的抗旱性是指在干旱条件下植物生存的能力,而作物的抗旱性尤指在土壤干旱或大气干旱条件下作物不仅能存活下来,而且能使产量稳定在一定水平的能力。
研究表明,不同种类的作物对干旱或水分亏缺表现出不同的抗性(分为抗旱性和耐旱性),同一作物的不同品种也表现出不同的抗旱性。
2.1玉米种植中抗旱性的鉴定2.1.1鉴定时期农作物在不同的生长时期干旱对其所造成的影响是不同的,通过在不同时期对王米的研究表明:王米在开花的时候对丁含水量的要求是最为敏感的,旱灾一旦在这个时段发生,对王米产量造成的损失是最严重的;在成曲时期干旱的环境会使曲的数量减少,从而使最后的生产产量减少;在灌浆时期干旱条件会减弱植株的光合作用,籽粒得不到充分的营养,不饱满,最终总产量减少。
对丁王米抗旱性的研究可以在植物生长的任何一个阶段进行鉴定,但是在不同阶段进行研究其鉴定结论将会有很大的区别。
2.2鉴定指标2.2. 1形态结构与玉米的抗旱性形态结构是人们早期对作物抗早性研究最多的方面,其中主要是地上部分形态。
一般认为叶片较小、叶片较厚、叶色浓绿、叶片直立;叶片与茎秆夹角较小、叶片具有表皮毛和蜡质、干早时不卷叶、植株萎焉较轻等是抗旱的形态结构指标。
主要分地上部分和地下部分,地上部分如株高、茎粗、生育进度、叶面积、叶片形态、蜡质层厚度、气孔密度、表皮细胞形状、输导组织、雌雄穗形态、开花受精以及籽粒发育、干物质积累动态等。
一些人研究了根冠比、根系发育、根层分布、根长、根粗和根导管等;戴俊英认为中度水分胁迫对玉米不同品种各生育时期均有抑制作用,苗期适度干旱可促进根系生长,这一研究在小麦、高粱、水稻等作物上都有报道。
经大田测定与抗早有关但遗传力较低的第二类性状有:茎、叶的伸长速率,冠层的温度,叶片光氧化速率,叶绿素含量,傍晚前叶片的水势,干早条件下幼苗的存活率。
具可遗传性但在干早条件下与产量无关的性状有:叶片的渗透调节能力和叶片的直立性。
根系是作物吸收矿质营养和水份的主要器官,Fischer等[8]指出,玉米根的多少和重量与产量有关,而根的深度与产量无羌在干旱条件下,抗旱品种的根与植株干重比率更高。
胡海荣[9]指出,初生根数较多的玉米品种在干旱条件下存活率高,抗旱性较强。
吴子凯[10]认为苗期有较高的根苗比的品种抗旱性较强因此,玉米根系与其抗旱性密切相关,抗旱性强的品种,其根系发达、根冠比大。
2.2.2生理生化指标与玉米抗旱性干旱抑制了玉米的生长发育,是由于对植株的生理生化过程和新陈代谢的明显作用,学者们对在水分胁迫下的形态结构和生理生化过程研究较多以期找出抗旱鉴定指研究指出,水分不足严重阻碍了作物生化过程中的吸收过程,并在根系活力、气孔行为、叶片水势、叶绿素含量、细胞膜透性、膜伤害、脯氨酸含量、ABA的积累、光合作用、渗透调节、酶活性等特性上进行了研究。
目前,许多学者对于玉米抗旱性鉴定的生理生化指标做了大量研究,比较一致的研究结果表明,干旱条件下叶片水势、叶片相对含水量、气孔扩散阻力、蒸腾速率、离体叶片抗脱水能力、外渗电导率、ABA(脱落酸)含量、SO D(超氧化物歧化酶)活性、MDA(丙二醛)含量、还原性酶活性、渗透调节能力等可作为玉米抗旱性鉴定评价指标。
超氧化物歧化酶(soda、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)是膜系统保护酶,SOD可消除作物体内活性氧的累积,减少其对细胞膜结构的伤害,POD和CA T可把SOD等产生的H2O2变成H2O2,与SOD有协调一致的作用,使活性氧维持在较低水平上,以维持植物正常的生命活动。
在干旱肋、迫下,植物的膜系统受到破坏,导致电导率增加,为了降低危害,SOD酶和POD 酶的活性也有较大幅度增加,以缓解逆境胁迫对膜系统的伤害[11]。
总乙,干旱胁迫可以导致玉米一系列生理变化,这可能也是玉米抗旱性呈现数量遗传的生理基础。
通过研究这些生理变化,不仅可以总结出一系列筛选抗旱玉米材料的生理生化指标,而且可以从分子生物学水平了解玉米的抗旱性机理。
2.2.3玉来产量性状指标与杭旱性干旱是指长时期降水偏少,造成大气干燥,土壤缺水,使农作物体内水分亏缺,影响正常生长发育造成减产,缺水严重时,植株还有可能枯萎、死亡干旱对玉米的光合作用、呼吸机制、氮素代谢及生长发育和产量等都有明显影响干旱发生后,植株根系的生长受到抑制,吸收水分和矿质养分的能力下降;干旱影响叶片的扩展,使叶片失水、气孔关闭,光合作用降低,植株制造和积累的有机养分减少;缺水还促进老叶片的衰老和枯黄,使植株生长缓慢、植株矮小;干旱还影响雌雄穗的正常发育,增加败育小花数量,使抽雄和吐丝间隔期延长,花丝和花粉活力下降,授粉结实能力降低,穗粒数减少,灌浆速度减慢,粒重降低,最终导致减产[12]。
3.玉米不同生长时期抗旱性的相关问题出苗后,减少浇水次数,断根或疏根,进行水分胁迫锻炼(蹲苗),可增强作物后期的抗旱能力。
水分肋、迫的驯化,表现为减少叶面积,叶片增厚,气孔反应不敏感,渗透势降低,增强渗透调节性能,较低水势下保持膨压,增加根冠比,细胞减小,细胞壁增厚,以及内在酶活性的改变。
对玉米不同生育时期的耐旱性研究,探讨了玉米在不同地区生育时期的水分敏感程度,认为玉米苗期适度干旱可促进根系生长,且表现出较强的抗旱能力;营养生长期轻度干旱不会造成最终叶面积的减少,只是延长生长;在性器官形成期(拔节期至吐丝期)受干旱影响最重,也是对产量影响最大的时期,此期干旱严重阻碍了雌雄穗的分化、花丝花粉的发育,造成植株矮、果穗小、授粉不良、籽粒败育率高、有效穗粒少、穗粒重低及生物产量、经济产量、经济系数下降;灌溉期干旱造成植株早率、叶片功能期缩短且光合作用效率低,不能很好地进行灌溉,影响籽粒的品质,百粒重降低。
4展望有关玉米干旱胁迫与抗旱性的机理及其应用研究已取得了一系列进展,从形态结构、生理变化到抗旱性的遗传,已经积累了丰富的资料分子生物技术已将玉米抗旱性研究带入了一个暂新的阶段。
综上所述,研究人员对玉米的形态学抗早表现以及在玉米的抗早生理生化方面进行了广泛的研究,提出了各种抗早鉴定与评价的方法和指标,但是由于缺乏规范的鉴定技术体系,造成抗早鉴定工作的混乱,使许多指标不能准确反映育种材料的抗早性,在育种实践中难以有效发挥作用。
因此,玉米育种工作者们迫切需要一套可靠、简单、经济、实用、规范的适于大规模鉴定的抗早鉴定技术体系,来实现对大量育种材料的抗早性鉴定,加速玉米抗早育种的工作进程。
综上所述,玉米抗旱性是在水分胁迫下,体内细胞在结构上及生理生化过程发生一系列适应性改变后的结果。
由于高等植物的抗性是受基因控制的复杂过程,植物的基因多样性决定了植物对干旱的适应也是多样的。
对玉米的抗旱性的研究还应该进入分子生物学方向的发展。
本文通过对王米抗旱能力的研究和分析,可知王米在各个生长阶段抗旱能力的程度。
提高和增强任意生长时期王米的抗旱能力,将会提高王米在生长发育时期的综合抗旱能力。
王米的种质资源抗旱能力的鉴定对提高我国王米的总产量,可以起到积极的作用。
但是,目前我国缺少对鉴定技术统一的规范标准,这使得在对王米的种质资源抗旱性研究时缺乏事实依据,影响到对种质资源进行抗旱性研究所获得的数据,阻碍了种质资源在学术上的有效交流和利用。