现代生物技术在葡萄种质资源、品种改良研究中的应用
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分子标记在作物育种中的应用作物育种是改良作物种质的重要手段,通过对作物的遗传基础的深入研究,运用现代生物技术手段,筛选出具有优良性状基因的优良种质材料,从而加速有关作物的育种进程。
在现代生物技术手段中,分子标记技术在作物育种中扮演了非常重要的角色。
本文将介绍分子标记在作物育种中的应用。
一、分子标记简介分子标记是指与基因组中某个特定区域或特定性状相关的DNA序列片段。
这种技术可以用于确定个体间的遗传差异,进行基因型鉴定,进而确定等位基因种类及其比例。
通过分子标记技术,可以确定物种间的基因组组成和遗传的联系,并且还可以对单个个体的基因组进行分析和定位,制定具体的育种策略。
分子标记技术在育种材料鉴定和筛选中有着广泛的应用。
习惯上,育种过程需要大量的物种杂交,然后去通过后代材料中的遗传差异进行筛选、后代选择和提高纯度。
这种育种方法需要大量的时间和耗费大量的资源。
而采用分子标记技术,可以大大提高材料筛选的速度和效率。
远缘杂交后代中的有些个体通常会表现出可喜的性状,但是由于其他不良的遗传特征,基本上是无法继续进行育种的。
这个时候,分子标记技术就可以对杂交后代的DNA样本进行分析,从而确定哪些个体的基因组组成更加适合于后续育种筛选工作。
2. 分子标记在基因型分析和遗传图谱绘制中的应用在作物遗传基础的研究中,分子标记技术在基因型分析和遗传图谱绘制中的应用日益广泛。
通过分子标记技术,可以分析大量的遗传标记,确定不同基因型间的遗传差异,对遗传多样性和相关性进行统计分析,最终清晰地绘制出遗传图谱,揭示了不同群体间的遗传关系。
遗传图谱的绘制对于作物育种的后续研究至关重要,能够帮助育种人员了解群体内的基因性状分布情况,确定功能多样的分子标记,确保育种目标的达成。
3. 分子标记在杂交组合选择中的应用分子标记在杂交组合选择中的应用同样十分重要。
通过分析杂交后代的DNA序列,可以细致地分析出每个基因型对数量性状、质量性状、抗病性等性状的影响,并且还可以计算各基因型的复杂性状遗传度。
综 述刺葡萄(Vitis davidii Foëx)是葡萄科葡萄属东亚种群的一种野生种质资源,原产于湖南、云南、广东、江西、浙江等省。
其果实营养丰富,品质较好,色艳多汁,产量高。
由于对黑痘病、白腐病、炭疽病等具有很强的抗性[1-2],已成为葡萄耐湿热、抗病育种的宝贵资源。
虽其果粒小,种子多,不便鲜食,却是优良的加工原料。
1 刺葡萄的植物学性状刺葡萄为强大藤本,小枝密被皮刺[2]。
嫩梢黄绿色,无绒毛,有软刺。
卷须分叉,间断着生。
幼叶紫铜色,成龄叶宽卵形或五角状卵形,长5~18cm,宽4~16cm,先端短尾尖,基部心形,不分裂或微3浅裂,叶缘有小锯齿,叶上表面无毛,背面有短柔毛或无毛。
叶柄长达15cm,常疏生小皮刺;托叶卵披针形,长2~3cm,早落。
花杂性,雌雄异株或雌雄同株。
果穗着生刺葡萄种质资源的研究与利用现状※金燕,石雪晖* ,熊兴耀,秦丹(湖南农业大学园艺园林学院,长沙 410128)摘 要:刺葡萄是一种宝贵的耐湿热、抗病性强的野生葡萄种质资源。
本文对刺葡萄资源的品种选育、抗性研究、栽培技术、生物技术育种、有效成分的分析和提取,以及在加工刺葡萄果汁、刺葡萄籽油等方面的研究及利用现状进行了综述。
提出今后对刺葡萄资源的研究重点应是品种改良、砧木利用、加工品种的选育及提高加工产品质量等几个方面。
关键词:刺葡萄;种质资源;野生葡萄于结果蔓第2~10 节,以2~5 节为主,每一结果蔓平均结果2.1穗,多数为2穗,间有副穗[3]。
果穗圆柱或圆锥形,较松散,穗长14.0~21.0cm,宽5.1~11.0cm,平均穗重115.4g;果粒长圆形,平均纵径1.9cm,横径1.6cm,大小较整齐,成熟度一致;果皮黑紫色,厚而韧,其上有较厚白色果粉,不裂果,不落果。
种子1~4粒,多为3粒。
植株生长势极强,隐芽萌发力中等,一般采用棚架式,5 年生树最高单株产量386kg,是其它品种远远所不及的[4]。
在南方地区,一般3月萌芽,5月开花,8~9月成熟。
生物技术在果树研究中的应用一、基因工程基因工程是生物技术中的核心技术之一,通过改变果树基因组中的特定基因,可以实现果树生长发育和品质改善等目标。
1. 转基因果树利用基因工程技术,可以将具有抗病虫害能力的基因导入到果树中,提高其抗病虫害能力。
通过导入杀虫基因,可以使果树具有杀虫作用,减少对农药的依赖。
还可以通过转基因技术提高果树的耐逆性,使其能够适应恶劣的环境条件,增加产量和提高果实品质。
2. 基因编辑技术基因编辑技术是指通过CRISPR/Cas9等工具,对果树基因组的特定位点进行精确编辑,实现目标基因的定向改造。
利用基因编辑技术,可以快速筛选出具有目标性状的果树品种。
通过编辑果树中与果实品质相关的基因,可以改善果实的口感和香味。
二、组织培养和细胞工程组织培养和细胞工程是生物技术中的重要手段,通过细胞的分离、培养和再生,可以筛选和培育出具有良好性状的果树品种。
1. 无阳性果树的培育通过组织培养和细胞工程技术,可以培养出无阳性的果树。
无阳性果树是指无雄花的果树品种,可以避免授粉的过程,减少人工授粉的工作量。
无阳性果树不仅可以提高果实的品质,还可以减少果实的发育周期,增加果实的产量。
2. 器官培养和再生通过组织培养和细胞工程技术,可以培养出果树的芽、叶和根等器官,并将其再生为完整的果树。
这种方法可以大幅度缩短果树的繁殖周期,加快新品种的培育速度。
还可以通过组织培养和细胞工程技术,实现果树的无性繁殖,大大提高传统繁殖方法的效率。
三、分子标记辅助选育分子标记辅助选育是利用分子生物学技术对果树进行遗传变异分析,从而快速选择出具有目标性状的果树品种。
1. 分子标记的筛选和应用通过分子生物学技术,可以鉴定果树基因组中与目标性状相关的分子标记,如SSR、SNP等。
利用这些分子标记,可以在果树品种中进行筛选,并进行基因组选择,快速筛选出目标性状优良的果树品种。
还可以通过分子标记辅助选择,提高果树的抗病虫害能力,增加产量和提高果实品质。
生物技术在农业中的运用随着科学技术的不断发展,生物技术已经深入到各个领域,其中农业是其应用最为广泛的领域之一。
生物技术在农业中的应用不仅提高了农作物的产量和质量,还为农业生产带来了许多新的可能性。
本文将介绍生物技术在农业中的一些主要应用。
1. 基因工程基因工程是生物技术的核心内容之一,通过改变生物体的遗传物质,使其具有新的性状或功能。
在农业中,基因工程主要用于改良作物品种,提高抗病虫、抗旱、耐盐碱等能力。
例如,转基因抗虫棉就是通过基因工程技术培育出的一种新型棉花品种,具有较强的抗虫能力,减少了农药的使用量,降低了生产成本。
2. 组织培养组织培养是一种利用植物细胞、组织或器官进行无性繁殖的技术。
在农业中,组织培养技术主要用于快速繁殖优良品种、脱毒苗生产、种质资源保存等方面。
通过组织培养技术,可以在较短的时间内获得大量的优良品种苗木,满足农业生产的需求。
3. 微生物肥料和生物农药微生物肥料和生物农药是生物技术在农业中的另一种应用。
微生物肥料是指利用有益微生物制成的肥料,可以提高土壤肥力,促进作物生长。
生物农药则是利用生物制剂防治病虫害,减少化学农药的使用,降低环境污染。
例如,苏云金杆菌制剂就是一种常用的生物农药,对多种害虫具有较好的防治效果。
4. 分子标记辅助选育分子标记辅助选育是一种利用分子标记技术辅助育种的方法。
通过对作物基因组的分析,可以找到与目标性状相关的基因位点,从而实现对目标性状的精确选择。
这种方法可以大大提高育种效率,缩短育种周期,为农业生产提供更多优良的品种。
5. 生物育种生物育种是指利用生物技术手段进行作物品种改良的过程。
与传统育种方法相比,生物育种具有更高的选择性和准确性,可以在较短的时间内获得具有特定性状的新品种。
例如,通过基因编辑技术,可以对作物基因组进行精确的修改,实现对特定性状的改良。
总之,生物技术在农业中的应用为农业生产带来了许多新的可能性,提高了农作物的产量和质量,降低了生产成本,减少了环境污染。
生物技术在农业育种中的应用生物技术是一门利用生物体、生物过程和生物系统的规律,运用现代科技手段进行研究和应用的学科。
在农业育种中,生物技术发挥了重要作用,帮助人类改良农作物的品质、提高农作物的产量,并增强其对病虫害的抵抗力,进而推动农业的可持续发展。
本文将从基因工程、细胞培养以及杂交育种三个方面,详细介绍生物技术在农业育种中的应用。
基因工程是生物技术中最重要的一部分,它通过对生物体的基因进行修饰和重组,实现了农业育种中的一些难题的解决。
基因工程技术可以应用于遗传改良、基因转导和基因编辑等方面。
首先,遗传改良可以通过引入外源基因来增加农作物的抗性。
例如,将源自其他物种的抗虫基因导入农作物中,使其具备抗虫能力,从而减少农药使用,降低环境污染。
其次,利用基因转导技术,可以从一个物种向另一个物种传递特定基因,以增强农作物的耐逆性、耐病性和产量。
例如,通过转导抗病基因,可以使作物抵抗病原体的侵染,提高农作物的产量和质量。
最后,基因编辑技术可以对现有基因进行精确的修改和删除,解决传统育种困难。
例如,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,研究人员可以针对目标基因进行特定的剪接和修改,从而研发出更为优良的农作物品种。
细胞培养是另一个在农业育种中广泛应用的生物技术方法。
通过细胞培养技术,可以从一株植物中提取出细胞,进行离体培养,从而实现无性繁殖和快速繁殖。
细胞培养使得农作物的繁殖周期大大缩短,可以在短时间内获取大量的优良种苗。
此外,细胞培养还可以用于植物的种质资源保存和恢复。
通过将植物细胞冷冻并保存在液氮中,可以有效地防止植物种质资源的丧失,保护珍稀濒危植物物种。
当需要繁殖植物时,只需将冷冻的细胞进行解冻并进行培养即可。
细胞培养技术为农业育种提供了一种快速、可行的方法,从而推动了农作物品种的研发与推广。
杂交育种是一种传统的育种方法,而生物技术为杂交育种提供了更多的手段和技术支持。
通过基因工程技术,育种者可以在杂交育种过程中,引入外源基因、调控目标基因的表达,从而提高杂交植物的抗性和适应性。
基因编辑技术在植物种质资源保护中的应用随着人类对自然资源的不断研究和开发,全球的自然生态环境越来越严重受到影响,其中植物种质资源的保护备受关注。
作为地球的绿色宝库,植物种质资源不仅是生物多样性的重要组成部分,还具有丰富的经济和社会价值。
而基因编辑技术的出现,似乎为植物种质资源的保护提供了新的思路和方法。
基因编辑技术(Gene Editing)是一种可以针对特定DNA序列进行精确修饰的技术,能够在基因水平上改变目标生物的性状,并且不需要引入外源基因,更不需要对宿主结构进行破坏。
相比于传统的基因转导技术,基因编辑技术在遗传学研究、品种改良、基因功能研究等方面具有明显的优势。
而在植物种质资源保护中,基因编辑技术也表现出了突出的应用前景。
一、基因编辑技术在植物育种上的应用在植物遗传分析中,基因编辑技术可以利用基因点突变、基因敲出、逆转录转移等方式,对特定基因进行修饰,并且快速鉴别出与客观性状密切相关的关键基因。
此外,基因编辑技术在植物种质资源的品种改良中,也具有很高的潜力,能够制造出新品种、快速应对作物突发性疫情、承担起农业生产安全性和保障性的责任。
例如,一项关于小麦蛋白质质量的研究表明,通过基因编辑技术可以使特定氨基酸发生变异,促进小麦蛋白质的增长和改良小麦质量。
此外,基因编辑技术还可以修饰植物人工授粉过程中的花粉水平,从而产生高产、耐旱等性状的新品种。
二、基因编辑技术在植物生理学和植物病理学中的应用在植物生理学的研究中,基因编辑技术也有着广泛的应用场景。
目前,许多研究已经通过基因编辑技术抑制抗氧化酶、改善植物细胞膜、增加植物保护等方面的工作。
与此同时,一些植物病理学研究中,基因编辑技术也显示出较好的应用效果。
例如,在番茄中编辑特定基因,可以提高番茄对各种病菌的抵抗能力。
三、基因编辑技术在植物基因保护中的应用面对着环境变化、病害威胁和基因污染等问题,植物的基因稳定性、清洁度和一致性等问题,已经成为了植物种质资源保护的关键因素。
我国葡萄国家级种质资源圃的建设现状任国慧;吴伟民;房经贵;宋长年【摘要】This paper comprehensively introduced 3 national grape germplasm resource nurseries in our country, including the general situation of resource nurseries, the preserved grape germplasm resources, preservation method, and the identification, evaluation and utilization of variety resources, and finally suggested constructing national grape germplasm resource nursery in the south China.%对我国3个国家级葡萄种质资源圃作了较全面的介绍,包括资源圃的概况、保存的葡萄种质资源、保存方法,品种资源的鉴定、评价与利用等,并提出了在我国南方增设国家级葡萄种质资源圃的建议.【期刊名称】《江西农业学报》【年(卷),期】2012(024)007【总页数】4页(P10-13)【关键词】葡萄;种质资源;保存;利用;国家级资源圃【作者】任国慧;吴伟民;房经贵;宋长年【作者单位】南京农业大学园艺学院,江苏南京210095;江苏省果树品种改良与种苗繁育工程中心,江苏南京210095;江苏省农业科学院园艺研究所,江苏南京210014;南京农业大学园艺学院,江苏南京210095;江苏省果树品种改良与种苗繁育工程中心,江苏南京210095;南京农业大学园艺学院,江苏南京210095;江苏省果树品种改良与种苗繁育工程中心,江苏南京210095【正文语种】中文【中图分类】S663.1葡萄属于葡萄科(Vitaceae),葡萄属(Vitis L.)。
葡萄砧木种质资源现状及其研究进展张培安;冷翔鹏;樊秀彩;刘更森;房经贵【摘要】随着世界葡萄产业的发展,葡萄嫁接苗与嫁接栽培的应用越来越普遍,葡萄砧木品种的选育与研究也得到了重视.为更好地了解国内外葡萄砧木种质创新与利用情况,本文通过对国际葡萄品种目录(VIVC)数据库内所登记的砧木种质情况进行分析,并介绍当前国内外主要葡萄砧木类型及主要品种的相关信息,包括以河岸葡萄(Vitis riparia)、沙地葡萄(Vitis rupestris)、冬葡萄(Vitis berlandieri)等野生葡萄自交选育的砧木品种以及当前应用广泛的以河岸葡萄×沙地葡萄、冬葡萄×河岸葡萄和冬葡萄×沙地葡萄杂交选育的优良砧木品种.旨在为我国更好的开展葡萄砧木种质资源研究与创新,以及为葡萄产业体系发展服务.【期刊名称】《中外葡萄与葡萄酒》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】6页(P58-63)【关键词】葡萄;砧木;种质资源;VIVC;系谱关系【作者】张培安;冷翔鹏;樊秀彩;刘更森;房经贵【作者单位】南京农业大学园艺学院/江苏省果树品种改良与种苗繁育工程中心,江苏南京 210095;青岛农业大学园艺学院,山东青岛 266000;南京农业大学园艺学院/江苏省果树品种改良与种苗繁育工程中心,江苏南京 210095;中国农业科学院郑州果树所,河南郑州 450009;青岛农业大学园艺学院,山东青岛 266000;南京农业大学园艺学院/江苏省果树品种改良与种苗繁育工程中心,江苏南京 210095【正文语种】中文【中图分类】S663.1;G252.8葡萄砧木的研究与利用始于葡萄根瘤蚜的出现,19世纪以来,根瘤蚜由意大利向欧洲扩散,致使成千上万亩的葡萄园遭到破坏。
研究人员发现根瘤蚜来自北美,而北美的野生葡萄并未受到根瘤蚜的伤害,因此他们推断北美野生葡萄中必定存在能够抵抗根瘤蚜的机制。
这也促使研究人员将美洲野生葡萄作为欧洲葡萄的砧木用来抵御根瘤蚜[1]。