主要农作物产量性状的遗传解析
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植物遗传学研究植物的遗传特性和遗传变异植物遗传学是生物学的一个重要领域,它研究的是植物的遗传特性和遗传变异。
植物遗传学的研究成果对于提高农作物的产量和质量、改良植物的抗性以及保护生物多样性都有着重要的意义。
一、基本概念植物遗传学是研究植物遗传现象和基因作用规律的学科。
遗传学的基本单位是基因,它是植物遗传性状的分子基础。
植物的遗传特性是由基因携带的遗传信息决定的,而遗传变异则是由基因的突变引起的。
二、遗传特性的研究1. 遗传物质的传递遗传物质在植物的传递过程中发挥着重要的作用。
植物的遗传物质主要是DNA,它通过遗传物质的复制和分离来实现遗传信息的传递。
植物的遗传物质以染色体的形式存在于细胞核中,并通过有丝分裂和减数分裂等过程进行复制和传递。
2. 基因的表达基因的表达是指基因信息通过转录和翻译等过程转化为蛋白质的过程。
植物基因的表达方式与动物有所不同,包括剪接现象、RNA编辑等独特的机制。
通过研究植物基因的表达方式,可以揭示遗传调控的机制和植物的生长发育过程。
三、遗传变异的研究1. 突变植物的遗传变异主要是由基因的突变引起的。
突变是指基因序列发生变化,导致基因功能的改变。
突变可以是点突变、插入突变、缺失突变等多种形式,不同类型的突变可能对植物的性状和功能产生不同的影响。
2. 杂交杂交是指两个不同品种或物种的植物进行交配,产生杂种。
通过杂交研究,可以获得具有新的遗传特性的植物。
杂交也可以引起基因的重组和基因频率的改变,从而影响植物的遗传变异。
四、应用前景植物遗传学的研究成果具有广阔的应用前景。
通过解析植物的遗传特性和遗传变异,可以为农作物的选育和改良提供依据。
通过选择具有优良性状的杂交后代,可以培育出高产、耐逆的优质品种。
另外,植物遗传学的研究还有助于保护濒危植物的遗传资源,维护生物多样性。
综上所述,植物遗传学是研究植物遗传特性和遗传变异的学科,它对于农作物的改良、濒危植物的保护以及生物多样性的维护具有重要意义。
植物遗传工程利用基因工程技术改良植物的性状和品质植物遗传工程是一种利用基因工程技术来改良植物的性状和品质的方法。
它通过对植物的遗传物质进行人为干预,以达到改善农作物产量、抗病虫害能力和品质等目的。
这项技术已经在农业生产中得到广泛应用,并对人类的食品供应和生活质量起着重要作用。
一、植物遗传工程的基本原理植物遗传工程的基本原理是将外源基因导入到目标植物细胞中,使其表达出新的性状和品质。
常用的方法有基因转化、基因克隆和基因编辑等。
其中,基因转化是最为常见和成熟的技术手段。
基因转化主要通过农杆菌介导的方法实现,具体步骤如下:首先,将目标基因与转化载体连接,并将其导入到农杆菌中;然后,将农杆菌注入植物体内,使其通过感染植物细胞;最后,将转化载体中的目标基因整合到植物细胞的染色体中,使其能够被细胞所表达。
二、利用植物遗传工程技术改良植物性状1. 提高抗病虫害性能植物遗传工程技术可以引入抗病虫害的外源基因,增强植物对病毒、细菌和昆虫等病虫害的抵抗力。
例如,利用基因工程技术将一种与抗虫基因相对应的基因导入到作物中,使植物具有对某种特定虫害的抵抗能力。
2. 提高耐逆性能植物遗传工程技术还可以提高植物的抗逆能力,使其能够在干旱、寒冷和盐碱等恶劣环境下生存和生长。
例如,通过导入抗旱基因,可以提高作物在干旱条件下的抵抗力,进而增加作物的产量和适应性。
3. 提高产量和品质植物遗传工程技术可以调控植物生长和发育的关键基因,从而提高作物的产量和品质。
例如,通过调控植物的生长素合成和代谢途径,可以增加果实的大小和产量;通过调控淀粉合成途径,可以提高谷物的淀粉含量和品质。
三、植物遗传工程的应用前景植物遗传工程技术在农业生产中的应用前景非常广阔。
首先,它可以改良农作物的抗病虫害能力,减少对农药的依赖,提高农作物的产量和品质。
其次,它可以改善植物的抗逆性能,增加农作物在恶劣环境下的适应性。
此外,植物遗传工程还可以改良农作物的营养品质,提高食品的营养价值和健康效益。
植物遗传与育种植物遗传与育种一直是农业科学的重要分支之一,通过对植物基因的研究和利用,可以改良和培育出具有优良性状的新品种,以满足人们对农作物产量、抗病抗虫能力等方面需求的不断提高。
本文将就植物遗传和育种的相关内容展开论述。
一、植物遗传1.1 植物遗传的定义植物遗传是指植物从父母代传递给后代的基因信息,涉及到基因的组合、遗传信息的传递和遗传变异等方面。
1.2 植物遗传的基本原理植物的遗传基本原理可归纳为遗传物质的传递、遗传的变异和遗传的表达三个方面。
遗传物质即DNA分子,通过植物的生殖过程传递给后代。
而遗传的变异是指由于基因组合的不同产生的遗传性状的差异,这也为育种提供了物质基础。
遗传的表达则是指基因在植物个体中所呈现出的生理性状及其相应的表达方式。
1.3 植物遗传的途径植物的遗传途径主要包括自交、异交和杂交等。
自交是指同一品种或具有相同遗传性状的植株之间的交配,可以保持或加强性状的稳定性。
异交则是指不同品种或不同性状的植株之间的交配,目的是通过基因的重组产生新的性状组合。
而杂交则是指不同物种之间的交配,可以获得优质的杂交后代。
二、育种方法与技术2.1 选择育种法选择育种法是指根据植物在性状上的变异,选取具有优良性状的个体进行育种。
这种方法主要适用于有遗传差异的物质基础,如多种品种对比、优势选择和背景选择等。
2.2 杂交育种法杂交育种法是指通过两个或多个亲本品种的杂交,选择并利用两亲的优良性状进行育种。
这种方法可以迅速提升育种进展,并且产生的杂交优势可以在第一代杂交后代中得到显现。
2.3 突变育种法突变育种法是指通过诱发植物体内基因的突变,进而获得新的性状变异,并筛选出与期望性状相关的突变体。
这种方法有助于加速育种进程和培育新品种。
2.4 基因编辑技术的应用近年来,基因编辑技术如CRISPR-Cas9的出现,为植物育种带来了全新的研究方向。
这种技术可以精确地对植物基因进行修改,有望加快培育出抗病虫害、耐逆性强的植物新品种。
九、数量性状基因及其遗传1数量性状遗传的特点质量性状举例:如水稻的糯与粳,豌豆的饱满与皱褶等性状。
鸡羽的芦花斑纹和非芦花斑纹、这类性状在表面上都显示质的差别。
数量性状举例:农作物的产量奶牛的产奶量棉花的纤维长度等。
●数量性状有3个主要的特征:⑴.数量性状的变异呈连续性,杂交后代难以明确分组, 只能用度量单位进行测量,并采用统计学方法分析,作成数学图形接近正态分布。
⑵一般易受环境条件的影响而出现连续变异,但这种变异不遗传,往往和那些能够遗传的变异相混淆;⑶控制数量性状的基因在特定的时空条件下表达,在不同环境下基因表达的程度可能不同。
●数量性状与质量性状的关系相同点:1)控制性状的基因都存在于染色体上,都遵循孟德尔定律。
2)某些性状既有数量性状的特点,又有质量性状的特点(例如小麦的粒色:红对白)。
3)某些基因同时影响数量性状和质量性状(例如三叶草)。
4)同一性状因杂交亲本的类型不同或基因数目不同表现不同的性状。
(如豌豆的株高)不同点:变异的连续性杂种一代的类型环境变化产生的影响杂种后代中各种变异类型的个体数的分布支配性状的基因数目✧质量性状与数量性状的区分并不是绝对的,有时质和量会表现出主次关系。
●阈值模型:当一些个体的易患性的达到一定阈值时,这些个体就表现出症状而成为患者。
这样在连续变异的易患性的分布中,就被阈值区分出两个不连续的差别:患者和非患者2多基因假说控制数量性状的基因数目越多,后代的变异类型也越多,每一种所占的比例更小,加上环境因素,更易呈连续变异。
而且是中间多、两头少,为正态分布。
◆主基因和微效基因数量性状可以由少数效应较大的主基因控制,也可由数目较多、效应较小的微效多基因或微效基因所控制。
主基因:控制某个性状表现的效应较大的少数基因;微效基因:数目较多,但每个基因对表现型的影响较小;修饰基因:有一些性状虽主要由少数主基因控制,但另外还存在一些效应微小的修饰基因,其作用微小,但能增强或削弱主基因对基因型的作用。
遗传学在农业中的应用遗传学是研究遗传现象和遗传规律的科学,它的应用范围非常广泛,其中农业领域是其中之一。
遗传学在农业中的应用可以提高作物的产量和质量,增强农作物的抗逆性和适应性,还可以改良家畜的品种,提高养殖效益。
本文将探讨遗传学在农业中的几个主要应用方面。
一、选择育种选择育种是一种利用选择和配种的方法,改良和培育具有优良性状和特征的农作物和家畜品种。
通过遗传学的研究,我们可以了解到不同性状之间的遗传关系,从而根据我们的需求进行有效的选择。
例如,我们可以通过选择高产的作物进行种植,逐渐培育出产量更高的品种。
同样,我们也可以选择生长快、抗病性强的动物进行繁殖,改良家畜的品种。
二、杂交育种杂交育种是指不同种类的个体进行配种,通过杂种优势获得更好的性状表现。
在农业中,许多经济重要的作物和家畜品种都是通过杂交育种获得的。
遗传学研究表明,同种植物品种经过长期自交繁殖会导致基因的相对固定,降低遗传潜力。
而通过杂交育种,可以增加基因的多样性,增强抗性和适应性。
此外,杂交育种还可以提高作物的产量和品质,改善农作物的耐受能力。
三、基因编辑技术近年来,基因编辑技术的发展为农业领域带来了新的突破。
基因编辑技术可以针对特定基因进行精确的修改,以达到改良作物或家畜品种的目的。
例如,可以通过编辑植物基因来提高作物的抗虫性、抗病性和耐旱性,从而减少农药的使用和增加作物的产量。
另外,通过编辑动物基因,可以提高家畜品种的肉质和产量,改良其抗疾病能力,提高养殖效益。
四、人工授粉和选择性繁殖人工授粉是通过人为干预授粉过程,以达到改良作物品质和增加产量的目的。
例如,对某些需要昆虫传粉的植物,我们可以通过人工授粉的方式,选取具有优良性状的花朵进行配种,提高其产量和品质。
选择性繁殖是通过有意识地选择特定的个体进行繁殖,以达到改良品种的目的。
通过遗传学的知识,我们可以了解到特定性状的遗传规律,有针对性地进行繁殖选择,提高农作物和家畜品种的性状。
农作物遗传改良农作物遗传改良是指通过人工手段,改变农作物的遗传性状,以获得更优质、高产、抗病虫害等特征的新品种。
在农业领域,遗传改良被广泛应用,为提高农作物的品质和产量做出了重要贡献。
本文将介绍农作物遗传改良的意义、方法和应用前景。
一、农作物遗传改良的意义农作物遗传改良对农业发展具有重要意义。
首先,通过改良和选育新品种,可以提高农作物的产量。
新品种具有更高的耐逆性,可以适应各种环境条件,从而提高农作物的种植效率和产量。
其次,遗传改良可以改善农作物的品质,提高营养价值。
通过改良农作物的遗传性状,可以增加蛋白质、维生素、矿物质等营养成分的含量,提高农作物的食用价值。
此外,遗传改良还可以增加抗病虫害能力,减少农药的使用,降低农业生产成本。
二、农作物遗传改良的方法农作物遗传改良的方法多种多样,包括传统育种方法和现代基因工程技术。
传统育种方法主要包括选择育种、杂交育种和突变育种。
选择育种是根据农作物在特定环境下的表现,选择具有优良性状的个体进行繁殖,逐渐积累和稳定这些有利性状。
杂交育种是通过两个不同亲本的交配,产生具有较高产量和抗病虫害能力的新品种。
突变育种则是通过诱变剂或自然突变,改变农作物的遗传性状,筛选出具有优良特征的突变体。
现代基因工程技术主要利用DNA重组技术,将具有特殊功能基因导入到农作物中,使其具备抗虫、抗病等特征。
三、农作物遗传改良的应用前景农作物遗传改良的应用前景广阔。
首先,通过改良提高产量的新品种,可以解决全球粮食供应问题,缓解饥饿问题。
其次,遗传改良可以增强农作物的抗病虫害能力,降低农业生产风险,提高作物的稳定性。
此外,遗传改良还可以提高农作物的耐逆性,适应气候变化和环境压力的挑战。
在农产品质量和食品安全问题日益重要的背景下,遗传改良还可以提高农作物的品质和食用价值,满足人们对健康食品的需求。
总结起来,农作物遗传改良是一项重要的农业技术,对提高农作物的品质和产量具有重要意义。
通过传统育种和现代基因工程技术的结合应用,可以培育出更优质、高产、抗病虫害的新品种,为农业的发展和全球粮食安全作出贡献。
热点01提高粮食产量2023年12月11日,国家统计局发布的数据显示,2023年全国粮食生产再获丰收,全年粮食产量再创历史新高。
2023年全国粮食总产量13908.2亿斤,比上年增加177.6亿斤,增长1.3%,连续9年稳定在1.3万亿斤以上。
图片来源:国家统计局统计数据显示,2023年,全国粮食播种面积17.85亿亩,比上年增加954.6万亩,增长0.5%。
全国粮食单产389.7公斤/亩,每亩产量比上年增加2.9公斤,增长0.8%。
国家统计局农村司司长王贵荣表示,2023年,全国粮食产量再创新高,为全面推进乡村振兴、加快建设农业强国奠定了坚实基础,为加快构建新发展格局、着力推动高质量发展提供了有力支撑,也为稳定全球粮食市场、维护世界粮食安全作出了积极贡献。
热点命题1:生物与环境的关系1.生物生存所需要的基本条件是:营养物质、阳光、空气和水,还有适宜的温度和一定的生存空间。
2.生物与生物之间的关系:捕食、竞争、共生、合作、寄生等。
3.生态因素4.生物环境的关系:生物适应环境、生物影响环境、环境影响生物。
热点命题2:植物的生殖1.有性生殖:由受精卵发育成新个体的生殖方式.后代具有双亲的遗传特性。
2.无性生殖:不经过两性生殖细胞结合,由母体直接产生新个体的生殖方式。
例:扦插、嫁接、压条、组织培养等。
后代只具有母体的遗传特性。
3.一朵花的主要部分是雄蕊和雌蕊,它们与形成果实繁殖后代有关系。
4.绿色开花植物从开花到形成果实和种子,必须经过传粉和受精。
5.种子中最重要部分是胚,因为胚是新植物的幼体,胚是新植物的幼体,包括胚芽、胚轴、胚根、子叶。
(胚不包括胚乳)。
6.种子萌发的环境条件是适宜的温度、充足的空气、一定的水分。
种子萌发的自身条件是胚是完整的、胚是活的、不在休眠期。
7.种子萌发时,首先是胚根突破种皮发育成根,,接着是胚轴伸长,最后是胚芽发育成茎和叶。
热点命题3:植物的生理活动1.光合作用的实质:合成有机物,储存能量。
农作物品种改良原理及方法解析农作物品种改良是指通过人工干预来提高农作物的产量、品质以及抗逆性等特性的过程。
农作物品种改良的目的是寻找更加适应现代农业生产需求的品种,以提高农作物的产量和增加农民的收入。
本文将解析农作物品种改良的原理和方法,以及在品种改良过程中的相关技术。
农作物品种改良的原理主要基于遗传和生理学的原理。
遗传学研究了物种的遗传变异和遗传性状的遗传规律,通过选择和杂交利用物种间的遗传差异,可以获得具有更好性状的后代。
生理学研究了植物的器官发育、代谢活动和适应环境的生理机制,通过调控植物生理活动,可以改善农作物的抗逆性和适应性。
在农作物品种改良的过程中,常用的方法主要有选择、杂交、基因工程和分子标记辅助育种等。
首先,选择是品种改良的最基本方法之一。
通过观察和筛选具有良好性状的个体,将其培育繁殖,逐渐选育出适应性更强、产量更高的品种。
选择可以基于植株形态、耐逆性、抗病性、产量等多个性状进行,根据具体的需求选育出更适合的农作物品种。
其次,杂交也是一种常用的品种改良方法。
通过人工控制植物的交配,将具有不同有益性状的亲本进行杂交,使得后代获得父本和母本的有益性状。
杂交能够充分利用遗传差异,扩大基因的组合,从而增加变异性和产量稳定性。
常用的杂交方法有单交和复交两种,根据亲本选择和控制杂交过程,可选育出理想的杂交后代。
第三,基因工程技术在农作物品种改良中也扮演了重要的角色。
基因工程技术利用外源基因的导入和表达,可以快速改良农作物的性状。
例如,将抗虫基因导入作物,可以提高作物对虫害的抵抗力;将耐盐基因导入作物,可以提高作物对盐碱地的适应能力。
基因工程技术可以精准地改良特定性状,缩短育种周期,提高改良效率。
最后,分子标记辅助育种是一种新兴的农作物品种改良技术。
通过分析和利用植物基因组中的分子标记,可以快速选育出具有高产、抗病、抗逆等性状的品种。
分子标记可以精确地检测和筛选携带特定基因的植株,以提高选育效率。
植物遗传转化及其农业应用植物遗传转化是指将外源基因或DNA序列稳定地导入植物细胞或组织,并使其遗传表现进行改变的技术。
随着这项技术不断发展和完善,越来越多的植物种类被进行遗传转化,其应用也越来越广泛。
在农业生产领域,植物遗传转化技术被广泛应用,如提高农作物的生产力、耐旱、耐盐等性状,研发新品种等,对于推进农业现代化起到了重要作用。
一、植物遗传转化技术及其分类植物遗传转化技术可分为两类:直接转化和间接转化。
直接转化是指将外源DNA直接导入植物细胞或组织,利用种种手段促使外源DNA整合入植物基因组,从而改变其遗传表现。
直接转化分为生理、物理和化学三种方法。
生理方法是将植物组织培养在含有激素和其他化合物的培养基上,使其形成愈伤组织和再生植株,再利用农杆菌或冷杆菌等载体导入外源DNA。
物理方法是利用生物粒子枪,通过高速粒子冲击将DNA导入植物细胞或组织中。
化学方法是利用钙离子或聚乙烯醇等高分子材料电转化植物细胞或组织。
间接转化是指将外源基因先导入细菌或酵母等微生物细胞中,再利用这些细胞的载体介导导入植物细胞或组织中,使其发生遗传改变。
间接转化主要的手段是农杆菌介导转化。
农杆菌T-DNA 的导入具有高效、选择性和可重复性等优点,因此也是植物遗传转化中最常用的技术。
二、植物遗传转化在农业生产中的应用1. 提高农作物产量和品质通过基因工程技术对农作物进行遗传改良,可以提高作物产量和品质。
例如,利用玉米中的赤霉烯合成酶基因调控葡萄果实的脱落酸合成,可以延长果实的寿命和保留其营养成分,提高果实的品质;利用独苗菜中的β-半乳糖苷酶基因使西瓜果肉中木瓜素和木瓜苷的含量降低,从而提高西瓜的口感和品质。
2. 研发新品种通过植物遗传转化技术,可以引入新的基因或遗传材料,从而研发新的品种。
例如,将水稻中的鱼腥草酸合成酶基因导入玉米中,产生了抵抗昆虫的转基因玉米;将独苗菜中的组氨酸脱羧酶基因引入番茄中,产生了抗沙漠化的转基因番茄。
植物表观遗传学及其在农作物改良中的应用一、什么是植物表观遗传学植物表观遗传学是指研究植物基因表达调控和遗传多样性的学科。
表观遗传学认为,除了DNA序列的遗传信息外,还有一种非DNA序列的遗传信息,这种遗传信息决定了细胞在不同发育阶段、环境适应性和逆境响应等方面的表现。
植物表观遗传学的主要研究内容包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA等多个方面。
这些表观遗传修饰会影响染色体结构和基因表达,从而影响植物的生长发育、抗病能力、逆境响应等重要生物学特性。
二、植物表观遗传学在农作物改良中的应用1. 基因组编辑技术基因组编辑技术包括CRISPR/Cas9等多种方法,可用于精确修饰植物基因组中的特定序列。
植物表观遗传学的研究表明,一些表观遗传修饰会影响基因的表达和功能。
因此,基于表观遗传学的知识,结合基因组编辑技术,可以进行精准基因编辑,实现对农作物性状的改良。
例如,利用基因组编辑技术,可实现对水稻中水分利用效率和产量的提高。
2. 优良基因的识别和筛选植物表观遗传修饰的变化会影响基因的表达。
因此,通过研究不同分子水平下的表观遗传修饰,可以实现对优良基因的识别和筛选。
例如,通过研究水稻花粉中的DNA甲基化变化,在全基因组范围内筛选出与杂交优势相关的基因。
3. 增加根系发育和生长植物根系是一个重要的器官,其发育和生长对植物的生长、营养吸收和逆境响应等方面具有重要意义。
植物表观遗传学研究表明,DNA甲基化等表观遗传修饰与植物根系的发育和生长密切相关。
因此,通过改变植物表观遗传修饰,可以增加根系发育和生长,提高植物的产量和适应性。
4. 提高植物对逆境的耐受性逆境包括各种生物和非生物因素,如干旱、高温、低温、盐胁迫等。
逆境胁迫会导致植物的生长发育受到抑制,从而影响产量和品质。
植物表观遗传学研究表明,表观遗传修饰在植物逆境响应中具有重要作用。
通过研究和调控表观遗传修饰,可以增加植物对逆境的耐受性,提高产量和品质。
5. 增强作物品质作物的品质因素包括口感、色泽、抗病性、保鲜性等多个方面。
植物的遗传改良与育种技术植物的遗传改良与育种技术是现代农业中的重要一环。
通过遗传改良和育种,科学家们能够培育出具有更好品质、更高产量和更强抗性的农作物品种,为解决人口增长和粮食安全等问题做出了巨大贡献。
一、遗传改良的方法1. 杂交育种杂交育种是利用不同亲本间的基因优势进行交配,通过筛选和配对选择优良的后代,进而获得具有优异性状的植株。
这种方法广泛应用于小麦、玉米、水稻等农作物的选育中。
2. 辅助选择辅助选择是通过测定和分析多个性状的遗传关系,以及进行遗传分析和监测,来筛选具有目标性状的个体,并用于育种。
这种方法常用于家畜的选育,也适用于某些植物的改良。
3. 基因编辑技术基因编辑技术是一项新兴的遗传改良方法,其主要通过直接对植物基因进行精确编辑,来实现对特定性状的控制和改造。
例如,利用CRISPR-Cas9系统,可以在植物基因组中进行特定位置基因的编辑和修改,以实现产量提高、耐逆性增强等目标。
二、常见的育种技术1. 选择育种选择育种是指根据植株的性状表现,选择具有良好性状的个体作为亲本进行杂交繁殖,以获得更好的后代。
这种育种方法在农业中广泛应用,可以改良作物的品质、抗病性、适应性等。
2. 快速繁殖技术快速繁殖技术是通过无性繁殖或者组织培养等方法,快速产生大量具有相同基因型的植株。
这种方法可以用于扩繁优良品种、定向选育等。
3. 杂种优势利用杂种优势是指通过杂交繁殖获得的后代表现出比亲本更高的生长速度、抗逆能力等优势。
利用杂种优势进行育种,能够大幅提高农作物产量和品质。
三、遗传改良与育种技术的意义1. 提高农作物产量通过遗传改良和育种技术,可以培育出高产、抗病虫害的新品种,从而提高农作物的产量,满足人口增长的需要。
2. 提升农作物品质遗传改良和育种技术可以改良农作物的风味、口感、营养成分等,提升产品的品质,满足人们对于食品的需求。
3. 增强农作物的适应性通过改良农作物的遗传性状,可以提高其对逆境环境的抵抗能力,如耐旱、耐寒、耐盐等,使其在恶劣环境下仍能正常生长发育。
遗传学在植物育种中的应用植物育种是改善农作物品质和产量的重要途径之一,而遗传学则是植物育种不可或缺的一门学科。
通过研究植物的遗传性状以及遗传变异的规律,我们可以利用遗传学技术来加速育种进程、提高育种效率。
本文将从传统育种方法的局限性出发,介绍遗传学在植物育种中的应用,探讨其对农作物品质和产量改良的意义。
传统育种方法存在的局限性传统的植物育种方法常常耗时耗力,且效果难以令人满意。
一般而言,传统育种方法主要依靠选择、杂交和后代分离等手段进行。
然而,这些方法往往需要长时间的培育周期,且进展缓慢。
同时,传统育种方法也面临一些困难。
例如,农作物基因组的复杂性使得我们难以准确地预测和操控其性状。
此外,某些理想特性具有多基因控制,而传统育种方法往往无法解决这种复杂性。
基于这些局限性,遗传学应运而生,并在植物育种领域中发挥着重要的作用。
遗传学的应用遗传学的主要任务是研究基因的传递规律以及基因间的相互作用。
通过深入了解植物遗传基础,我们可以针对性地进行育种,从而达到快速改良农作物品质和产量的目的。
1. 遗传标记辅助选择遗传标记辅助选择是一种利用分子标记与目标基因关联的育种方法。
通过遗传标记,我们可以迅速鉴定具有理想性状的个体,并进行交配,以加速所需基因的积累。
遗传标记辅助选择不仅提高了育种效率,也减少了时间和资源的浪费。
2. 基因工程技术基因工程技术是一种操控或转移目标基因的方法,可对植物进行遗传改造。
通过基因工程,我们可以增加有益基因的表达量,改变特定基因的功能,甚至将外源基因导入植物体内。
这种技术使得我们可以快速地引入新的性状,提高农作物的抗性、耐逆性等。
3. 基因组测序与大数据分析随着高通量测序技术的发展,植物基因组序列的获取变得更加容易和便宜。
而这些基因组信息的分析则为我们提供了解决育种难题的新思路。
通过对大数据的挖掘和分析,我们可以发现新的功能基因,并预测某些性状的遗传基础。
这为育种者提供了更多的选择和策略。
一、填空绪论1、生物进化取决于三个基本因素:、和。
与是进化的内因与基础,决定了进化的方向。
作物繁殖方式及品种类型3、无性繁殖有和两类繁殖方式。
4、依作物授粉方式不同,可将其分为作物、作物和作物。
5、一般将自然异交率%的为自花授粉作物,如等作物;自然异交率%的为常异花授粉作物,如等作物;自然异交率%的为异花授粉作物,如等作物。
7、同一朵花中的花粉传到同朵花的雌蕊柱头上、或同一株花粉传到同株花的雌蕊柱头上都叫,由此引起的受精称这样的植物称。
8、雌蕊柱头接受异株的花粉受粉称,由此而产生的受精称,这样的植物称。
9、同时依靠自花授粉与异花授粉两种方式繁殖后代的植物称,这种植物通常以授粉为主,授粉为辅。
10、具有完全花并能产生正常雌、雄蕊及正常雌、雄配子的某些植物,但自花授粉不能结实的特性称。
11、植物的花粉败育,不能产生有功能的雄配子的特性称为。
13、农作物的品种具有三个基本特性,即、和,简称DUS。
14、根据作物的繁殖方式、商品种子的生产方法、遗传基础、育种特点及利用方式,可将作物品种区分为下列类型:、、和。
15、群体品种包括下列4种类型:、、和。
17、杂交种品种的选育包括和两个育种程序。
18、利用无性系固定优良性状和杂种优势,可以采用和相结合的育种方法。
种质资源21、作物起源中心有两个主要特征,即基因的和基因频率较高。
25、根据驯化的来源,作物分为两类,一类为人类有目的驯化的植物,如水稻、玉米、小麦、棉花等,称,另一类是与原生作物伴生的杂草,当其被传播到不适宜于原生作物而对杂草有利的环境时,就被人类分离而形成栽培的主体,如燕麦和黑麦,这类作物称为。
28、按育种实用价值可将种质资源分为、、、和等5类。
29、按亲缘关系,即按彼此间的可交配性与转移基因的难易程度可将种质资源分、和。
30、保存种质资源的方法有、、和。
31、鉴定种质资源和育种材料的方法有:和、和、和、和。
育种目标32、现代农业对作物品种的共同要求是:、、、等。
- 1 - 附件 “主要农作物产量性状的遗传网络解析” 重大研究计划2015年度项目指南
本重大研究计划以玉米、水稻为主要研究对象,围绕控制产量性状的遗传网络解析,综合应用生物学、农学及信息学等多学科交叉的手段,集中深入地探讨株型发育和籽粒形成这两个密切相关并影响作物产量性状的重要生物学过程的遗传及生理生化调控机理,进一步通过分析籽粒形成和株型发育过程中不同阶段生物学过程之间的互作关系,阐明影响作物产量性状的遗传调控网络。在此基础上,开展高产育种的分子设计理论研究,为我国玉米、水稻等主要农作物高产育种提供理论及技术支撑。 一、科学目标 针对我国粮食安全的重大需求和生命科学的前沿领域,解析玉米、水稻株型发育(分蘖、株高、茎叶夹角、穗型等)和籽粒形成(花/穗建成、籽粒发育等)这两个影响作物产量性状且密切相关的重要生物学过程的分子遗传及生理生化调控网络,为我国主要农作物高产品种培育提供理论支撑。 二、核心科学问题 解析玉米、水稻株型发育和籽粒形成的多基因遗传调控网络,分析并阐明影响产量性状的主要基因和基因之间的互作调控规律,为作物高产育种的分子设计提供理论基础。 三、2015年度重点资助领域和研究方向 - 2 -
(一)重点支持项目或培育项目。 1. 玉米、水稻株型发育和籽粒形成关键基因的生物学功能分析; 2. 玉米、水稻株型发育、籽粒形成的遗传调控网络; 3. 玉米、水稻株型发育与籽粒形成之间的遗传互作调控网络; 4. 玉米、水稻高产育种的分子设计理论。 对有较好研究基础和积累,有明确的重要科学问题需要进一步深入系统研究的申请项目将以重点支持项目的方式予以资助。对于有较好的创新研究思路或前期结果,但尚需一段时间探索研究的申请项目,将以培育项目的方式予以资助。 重点支持项目和培育项目的申请书,均要求研究内容至少包括两个以上基因互作关系。不符合上述要求的申请将不予受理。 (二)集成项目。 1. 水稻籽粒大小(粒长、粒宽、粒厚、粒重)的分子遗传调控网络; 2. 水稻株型和穗型的分子遗传调控网络。 要求申请人具有较好的前期研究结果(包括已承担该重大研究计划并取得阶段性研究进展的课题组),采用两个共同项目负责人(Co-PI)的联合申请方式(共同项目的第二负责人,请在申请书“项目组主要参与者”中“项目分工”一栏中予以注明),协同研究水稻粒长、粒宽、粒厚、粒重- 3 -
之间多个基因的互作网络,水稻株型、穗型之间多个基因的互作网络。不符合上述要求的申请将不予受理。 四、2015年度资助计划 本重大研究计划2015年度计划资助经费约3000万元,拟资助“培育项目”约8项,“重点支持项目”约5项,“集成项目”约2项。 培育项目、重点支持项目和集成项目的资助期限均为2年。培育项目的平均资助强度为80-100万元/项;重点支持项目的平均资助强度为200-300万元/项;集成项目的平均资助强度为400-500万元/项。 五、申报要求及注意事项 (一)申请条件。 本重大研究计划项目申请人应当具备以下条件: 1. 具有承担基础研究课题的经历; 2. 具有高级专业技术职务(职称); 正在博士后流动站或者工作站内从事研究、正在攻读研究生学位以及无工作单位或者所在单位不是依托单位的科学技术人员均不得申请。 (二)限项规定。 1. 具有高级专业技术职务(职称)的人员,申请或者参与申请本次重大研究计划项目与处于评审阶段(申请和参与申请的项目在国家自然科学基金委员会做出资助与否决定之前)和正在承担(包括负责人和主要参与者)的以下类型项目合计限为3项:面上项目、重点项目、重大项目、重- 4 -
大研究计划项目(不包括集成项目和指导专家组调研项目)、联合基金项目(指同一名称联合基金项目)、青年科学基金项目、地区科学基金项目、优秀青年科学基金项目、国家杰出青年科学基金项目(申请时不限项)、国际(地区)合作研究项目(特殊说明的除外)、国家重大科研仪器研制项目(含承担科学仪器基础研究专款项目和国家重大科研仪器设备研制专项项目)、优秀国家重点实验室研究项目,以及资助期限超过1年的应急管理项目。 申请或参与申请本次发布的重大研究计划集成项目不限项。 2.申请人(不含参与者)同年只能申请1项重大研究计划项目。上一年度获得重大研究计划项目资助的项目负责人(不包括集成项目和指导专家组调研项目),本年度不得再申请重大研究计划项目。 (三)申请注意事项。 1.项目申请接收与受理。 (1)本重大研究计划申请书报送日期为2015年3月2日至3月10日(16时以前)。申请书由国家自然科学基金委员会项目材料接收工作组负责接收。 通讯地址:北京市海淀区双清路83号国家自然科学基金委员会项目材料接收工作组(行政楼101房间) (2)本重大研究计划2015年度接收培育项目、重点支持项目和集成项目的申请。 (3)申请书由生命科学部负责受理。 - 5 -
2. 申请人注意事项。 本重大研究计划项目申请书采用在线方式撰写。特别要求:申请人及主要参与者均应当使用唯一身份证件申请项目,曾经使用其他身份证件作为申请人或主要参与者获得过项目资助的,应当在申请书中说明,否则按不端行为处理,依托单位负有审核责任。对申请人具体要求如下: (1)申请人在填报申请书前,应当认真阅读本项目指南,不符合项目指南的申请项目不予受理。 (2)申请人应根据本重大研究计划拟解决的具体科学问题和项目指南公布的拟资助研究方向,在认真总结和系统梳理本重大研究计划已有相关成果和进展、明确新的提升突破点的基础上,自行拟定项目名称、科学目标、研究内容、技术路线和相应的研究经费等。 (3)申请人登录科学基金网络信息系统(以下简称ISIS系统,没有系统账号的申请人请向依托单位基金管理联系人申请开户),按照撰写大纲及相关要求撰写申请书。 (4)申请书中的资助类别选择“重大研究计划”,亚类说明选择“培育项目”、“重点支持项目”或“集成项目”,附注说明选择“主要农作物产量性状的遗传网络解析”,根据申请的具体研究内容选择相应的申请代码。以上选择不准确或未选择的项目申请将不予受理。 申请书中研究期限应填写“2016年1月-2017年12月”。 - 6 -
每个培育项目和重点支持项目的合作研究单位数不得超过2个。 每个集成项目的合作研究单位数不得超过4个,主要参与者必须是集成项目的实际贡献者。 (5)申请书的报告正文应当按照重大研究计划正文提纲撰写,应突出有限目标和重点突破,明确对实现研究计划总体目标和解决核心科学问题的贡献。 如果申请人已经承担与本重大研究计划相关的国家其他科技计划项目,应当在报告正文的“研究基础”部分论述申请项目与其他相关项目的区别与联系。 (6)自2015年起,各类项目申请经费分为直接费用和间接费用两部分,其中,直接费用包括设备费、材料费、测试化验加工费、燃料动力费、差旅费、会议费、国际合作与交流费、出版/文献/信息传播/知识产权事务费、劳务费、专家咨询费及其他支出;间接费用是指依托单位在组织实施项目过程中发生的无法在直接费用中列支的相关费用,主要包括依托单位为项目研究提供的现有仪器设备及房屋,水、电、气、暖消耗,有关管理费用的补助支出,以及绩效支出等。本指南所列资助强度为直接费用与间接费用之和。申请人只需填报直接费用部分,间接费用及项目申请经费在申请书中自动生成。 (7) 申请人完成申请书撰写后,在线提交电子申请书及附件材料,下载打印最终PDF版本申请书,向依托单位提交签字后的纸质申请书原件。 - 7 -
(8)申请人应当保证纸质申请书与电子版内容一致。 3. 依托单位注意事项。 依托单位应当对本单位申请人所提交申请材料的真实性和完整性进行审核,并在规定时间内将申请材料报送国家自然科学基金委员会。具体要求如下: (1)依托单位应当在国家自然科学基金委员会规定的项目申请截止时间提交本单位电子申请书及附件材料,并统一报送经单位签字盖章后的纸质申请书原件(一式一份)及要求报送的纸质附件材料。 (2)依托单位报送纸质申请材料时,还应当包括本单位公函和申请项目清单,材料不完整不予接收。 (3)依托单位提交电子申请材料时,应当通过ISIS系统逐项确认。 (4)依托单位可将纸质申请材料直接送达或者邮寄至项目材料接收工作组。采用邮寄方式的,请在项目申请截止时间前(以发信邮戳日期为准)以快递方式邮寄,并在信封左下角注明“重大研究计划项目申请材料”。请勿使用邮政包裹,以免延误申请。 (四)其他注意事项。 1.为实现重大研究计划总体科学目标和多学科集成,获得资助的项目负责人应当承诺遵守相关数据和资料管理与共享的规定。 2.为加强项目的学术交流,促进项目群的形成和多学科交叉与集成,本重大研究计划每年将举办一次资助项目的年- 8 -
度学术交流会,不定期地组织相关领域的学术研讨会。获资助项目负责人有义务参加本重大研究计划指导专家组和管理工作组所组织的上述学术交流活动。