作物育种

摘要： 随着我国经济社会的发展和人民生活水平的不断提高,消费者对饮食的要求已经从单纯追求温饱和口感向营养和健康转变,居民膳食结构转型升级需求十分迫切,营养和健康品质导向的作物育种势在必行。本文从我国农作物育种目标的变迁出发,阐述了国内外营养导向型作物育种研究进展情况,梳理了我国作物育种中关注的营养品质指标,分析了作物新品种审定中已涉及的营养指标和存在的问题。结合消费需求,提出把营养指标纳入现行作物品种审定体系的建议与展望,以推动作物营养品质育种的快速发展,从源头支撑居民营养改善和“健康中国”建设。

摘要： 近期,黑龙江省农业农村厅组织有关作物育种、栽培、推广专家,研究制定了《黑龙江省2022年农作物优质高效品种种植区划布局》(以下简称《区划布局》),对种植户科学选种用种,促进粮食持续增产和农业高质量发展作出指导。《区划布局》从积温带的角度,将该省玉米、水稻、大豆等9大类农作物品种及适宜种植区域进行具体划分。

摘要： [目的/意义]通过创新发展要素供给分析,更全面研判学科热点发展趋势,为学科发展政策体系完善、专项计划科学部署及研究布局优化提供参考。[方法/过程]采用文本分析、信息关联法,梳理基础研究、技术创新、行业报告等成果产出热点,在“成果基础”模块的学科热点方向分析结果上,综合研究国家战略需求、政策导向推动、研发资金投入等多维创新要素对热点的集聚导向作用,研判学科热点趋势。[结果/结论]以作物育种学科为例,热点分为成果基础与创新资源集成类、创新资源要素集中类、潜在发展类3类。基因编辑育种、分子标记辅助育种、基因组育种、转基因技术等现代生物育种技术,以及作物性状调控关键基因挖掘及性状分子调控机理研究、作物性状改良等方向研究热度高、创新要素集中,未来有望产生一系列优质成果;在种质资源保护利用与精准鉴定,分子设计、数字化智能育种等定向精确育种技术创新等方向的创新要素投入集聚度高,成果有望进一步拓展与突破;倍性育种、遗传转化体系、组织培养、细胞工程育种等传统经典育种技术体系,以及作物表型研究等方向有待激发研究新动能。热点研究整体呈现“常规育种+现代生物技术育种+信息化精准化育种”发展趋势。

摘要： 科技的发展和生活水平的提高,对农作物的产量和品质提出了更高的要求,而将现代生物技术应用于作物育种中,不但能促进作物改良,显著提升农产品的质量,而且能提升种植效率,促进农业的可持续发展,建设环境友好型农业。本文作者简要介绍了生物技术育种的发展历程,详细阐述了生物技术在作物育种中的应用,并对其提出了前景展望,以期为生物技术育种产业化发展提供参考。

摘要： 优良的种子资源是作物优质高产的重要基础,但因传统育种技术存在周期长、工作量大等劣势,基因编辑技术已成为当前作物遗传改良研究中的重要途径.随着以CRISPR/Cas9为代表的基因编辑技术在作物遗传育种研究中的应用,让前期许多棘手的问题迎刃而解.从CRISPR/Cas9基因编辑体系的优点、CRISPR/CAS体系的原理,基因编辑技术在作物育种中的应用等方面进行了总结,以期为作物育种提供有益的参考.

摘要： 在我国实施种业振兴战略背景下,重点关注种子龙头企业与农业科技园区的协同创新。主要利用科技部2013至2015年发布的《国家农业科技园区创新能力评价报告》数据,对我国东、中、西部代表种子龙头企业和农业科技园区两个作物育种子系统及其协同创新复合系统进行协同度测量,并对其中影响因素进行分析。结果显示:各区域两系统的大多数序参量有序度逐年增加,其中种子龙头企业的序参量普遍高于农业科技园区,育种体系建设相关指标对子系统有序度贡献率最大;中部种子龙头企业、东部农业科技园区子系统的有序度最高,但两系统的复合系统协同度整体水平偏低,处于中度失调状态。因此,我国未来应继续加大对种业发展的支持,加强作物育种子系统各要素的配合,促进商业化育种体系建设,推动农业科技园区转型升级。

摘要： [目的/意义]随着单细胞测序、高通量技术的突破,植物基因组学也取得了巨大进步,可以低成本获取多维全基因组分子表型的海量数据。深度学习技术可以作为强大的数据挖掘工具对获取的分子表型进行进一步预测和解释。当前研究表明,深度学习在植物基因组学与作物育种研究任务中取得显著效果。但目前尚缺乏对于深度学习在植物基因组学中应用的完整综述。[方法/过程]本文首先概述了深度学习方法背景,包括最新的图神经网络;随后着重从基因特性、蛋白质特性方面综述了基因组学和深度学习交叉领域的两个突出问题:(1)如何对从植物基因组DNA序列到分子表型的信息流进行建模?(2)如何使用深度学习模型识别自然种群中的功能变异?[结果/结论]本文总结了当前研究中如何应用传统深度学习算法、图深度学习、生成对抗网络以及可解释性AI等方法解决上述两个问题。最后分析了深度学习在未来植物基因组学研究和作物遗传改良中的发展前景。

摘要： 基因编辑是一项对生物体基因进行靶向修饰的新技术。串联间隔短回文重复序列(CRISPR/Cas)为新一代基因定点编辑技术,因其操作简单快速的特性,已广泛应用于植物基因组编辑。通过介绍基因编辑技术的3个类型及作用原理,并论述CRISPR/Cas9在玉米水稻等作物育种中的应用现状,以期为今后植物育种的快速发展奠定基础。

摘要： 近日,中国农业科学院都市农业研究所植物工厂创新团队与中国水稻研究所钱前团队合作,在植物工厂环境下成功实现水稻种植60天左右收获的重要突破,将传统大田环境下120天以上的水稻生长周期缩短了一半。这为加速作物育种提供了新的技术途径。

摘要： 介绍基因编辑技术种类、技术原理,CRISPR/Cas9技术是基因编辑最为主流的工具,重点介绍CRISPR/Cas9技术原理,总结前人利用CRISPR/Cas9技术在作物育种上的应用,主要应用在提高作物产量,改善作物品质,提升作物抗逆性。本文还介绍了CRISPR/Cas9技术存在的问题及前景展望。本文为我国作物育种开展基因编辑研究提供理论参考。

摘要： 对作物育种的新理论—同异理论的研究现状进行了简要回顾.阐述了同异理论诞生的学术背景;揭示了作物育种中的同异现象;叙述了同异理论的研究与进展,将其概括为:四个学术构件、七个关键理论、九个基本原理、一条技术路线和一个决策平台;具体介绍了同异理论在小麦、水稻、玉米、棉花、大豆、谷子、绿豆、芸豆、马铃薯、甘蔗、葡萄、苦荞、向日葵、菊芋等15种作物育种中的应用;指出了存在问题与对策,并对该理论进一步发展的研究方向及应用前景进行了展望.

摘要： 目前,传统的转基因技术对环境和食品存在潜在风险,作为传统转基因技术的替代技术,同源转基因技术,可以通过重组同一交配亲本和近缘种属的特定基因功能元件,使用P-DNA替换T-DNA,产生无标记基因,无载体骨架的基因修饰作物.本论文综述了此技术应用过程中比较成功的3种方法:无标记基因转化法、标记基因的删除以及利用ipt标记基因选择无载体骨架转化体,并介绍了利用植物来源的P-DNA替换T-DNA的原理和策略.同源转基因技术的应用与发展,对于转基因技术的完善和转基因作物的商业化有积极的推动作用.

摘要： 作物育种由"产量育种"发展到"品质育种",是人类对食物需求由"吃饱"向"吃好"发展的具体反映.但在"吃饱"、"吃好"的基础上,却并不能很好地解决人类"吃入营养"、"吃出健康"的问题,作物育种有必要探索新的发展方向;微量营养元素铁、锌、维生素A等的缺乏导致的"隐性饥饿"问题加剧,使"营养功能育种"成为处于人类第一食物链的作物育种发展的必然选择.结合笔者从事的紫黑粒、蓝粒和白粒特异质小麦营养功能育种及其系列功能性食品开发利用工作的实践,探讨了"营养功能育种"的基本概念和内涵,并对特异质小麦、功能性小麦品种专利化、产业化发展的途径进行了研讨.

摘要： 植物种质资源是发展农业生产、开展作物育种以及提高生物工程的物质基础和重要关键.中国是世界栽培植物主要的起源中心之一,也是世界上植物资源和生物多样性最丰富的国家之一.加强植物种质资源保存与利用研究,具有深远的作用和意义。阐述了植物种质资源的保存现状与利用,危机与挑战,世界各国对植物种质资源的保护措施,以及中国植物种质资源的保存现状和存在的问题。

摘要： C4植物叶片具有特殊的解剖学结构(高密度的叶脉和"花环状"结构)及其特殊的C4光合作用途径,与C3植物相比,它具有更高的光合作用效率、更高的水分和氮素利用效率以及更高产量.将C4光合作用系统引入水稻、小麦等C3作物,改善C3作物光合作用的内在遗传基础,通过大幅度提升作物的光合效率来提高产量,一直是育种家的梦想.本报告回顾了通过向C3植物中导入C4基因改良作物的研究历史及存在的问题、详细介绍了近年来这一领域,尤其是C4植物叶片特殊解剖学结构形成的分子机制的最新研究进展,对未来如何利用C4途径进行作物高光效育种进行了深入思考.

摘要： C4植物叶片具有特殊的解剖学结构(高密度的叶脉和"花环状"结构)及其特殊的C4光合作用途径,与C3植物相比,它具有更高的光合作用效率、更高的水分和氮素利用效率以及更高产量.将C4光合作用系统引入水稻、小麦等C3作物,改善C3作物光合作用的内在遗传基础,通过大幅度提升作物的光合效率来提高产量,一直是育种家的梦想.本报告回顾了通过向C3植物中导入C4基因改良作物的研究历史及存在的问题、详细介绍了近年来这一领域,尤其是C4植物叶片特殊解剖学结构形成的分子机制的最新研究进展,对未来如何利用C4途径进行作物高光效育种进行了深入思考.

摘要： C4植物叶片具有特殊的解剖学结构(高密度的叶脉和"花环状"结构)及其特殊的C4光合作用途径,与C3植物相比,它具有更高的光合作用效率、更高的水分和氮素利用效率以及更高产量.将C4光合作用系统引入水稻、小麦等C3作物,改善C3作物光合作用的内在遗传基础,通过大幅度提升作物的光合效率来提高产量,一直是育种家的梦想.本报告回顾了通过向C3植物中导入C4基因改良作物的研究历史及存在的问题、详细介绍了近年来这一领域,尤其是C4植物叶片特殊解剖学结构形成的分子机制的最新研究进展,对未来如何利用C4途径进行作物高光效育种进行了深入思考.

摘要： C4植物叶片具有特殊的解剖学结构(高密度的叶脉和"花环状"结构)及其特殊的C4光合作用途径,与C3植物相比,它具有更高的光合作用效率、更高的水分和氮素利用效率以及更高产量.将C4光合作用系统引入水稻、小麦等C3作物,改善C3作物光合作用的内在遗传基础,通过大幅度提升作物的光合效率来提高产量,一直是育种家的梦想.本报告回顾了通过向C3植物中导入C4基因改良作物的研究历史及存在的问题、详细介绍了近年来这一领域,尤其是C4植物叶片特殊解剖学结构形成的分子机制的最新研究进展,对未来如何利用C4途径进行作物高光效育种进行了深入思考.

摘要： 分子标记技术已经广泛应用于遗传育种的各个方面,包括种质资源的评价、杂种优势群的划分、QTL的定位与克隆、分子标记辅助育种等.中国的科研单位在植物分子生物学、分子育种等领域做出了突出的成绩,尤其是在重要农艺性状基因的挖掘与功能研究方面发表了一系列高水平的论文;然而,中国的种业界在利用分子育种技术方面却十分落后,科学与产业"两张皮"的情况非常明显.本研究重点报道在把分子育种的理论研究成果有效地转化为分子育种实用技术方面的创新与实践。我公司联合国内15家大学和科研单位，把近10年来国内外公开报道和发表的基因及重要QTL进行挖掘、分析和验证，开发出了玉米、小麦、水稻、大豆、油菜等五种作物的育种芯片。每个作物的芯片包含了5K-15K的SNP位点，根据各个作物的基因组大小而有所变化。这些SNP位点包含了与抗病、抗旱、品质、高产等重要性状相关的功能标记位点、覆盖全基因组的多态性位点、在不同种质资源背景有代表性的位点等，是进行QTL定位、分子标记辅助育种、育种材料的快速鉴定、种质资源分析的有力工具。还开发出了具有独立自主知识产权的高通量种子切片机系统，该系统与分子标记技术相结合会大大加快育种进程、减少田间工作量，尤其是对回交育种、遗传性状导入、QTL精细定位等有很大的作用，是分子育种技术的重要组成部分。在玉米、小麦品种改良方面做了大量的工作。

摘要： 分子标记技术已经广泛应用于遗传育种的各个方面,包括种质资源的评价、杂种优势群的划分、QTL的定位与克隆、分子标记辅助育种等.中国的科研单位在植物分子生物学、分子育种等领域做出了突出的成绩,尤其是在重要农艺性状基因的挖掘与功能研究方面发表了一系列高水平的论文;然而,中国的种业界在利用分子育种技术方面却十分落后,科学与产业"两张皮"的情况非常明显.本研究重点报道在把分子育种的理论研究成果有效地转化为分子育种实用技术方面的创新与实践。我公司联合国内15家大学和科研单位，把近10年来国内外公开报道和发表的基因及重要QTL进行挖掘、分析和验证，开发出了玉米、小麦、水稻、大豆、油菜等五种作物的育种芯片。每个作物的芯片包含了5K-15K的SNP位点，根据各个作物的基因组大小而有所变化。这些SNP位点包含了与抗病、抗旱、品质、高产等重要性状相关的功能标记位点、覆盖全基因组的多态性位点、在不同种质资源背景有代表性的位点等，是进行QTL定位、分子标记辅助育种、育种材料的快速鉴定、种质资源分析的有力工具。还开发出了具有独立自主知识产权的高通量种子切片机系统，该系统与分子标记技术相结合会大大加快育种进程、减少田间工作量，尤其是对回交育种、遗传性状导入、QTL精细定位等有很大的作用，是分子育种技术的重要组成部分。在玉米、小麦品种改良方面做了大量的工作。

摘要： 本发明公开了一种OsbHLH6在提高作物磷吸收能力中的应用，用于作物耐低磷育种，即，用于作物耐低磷能力的遗传改良。本发明还同时提供了一种对水稻植株进行改造的方法：包括用OsbHLH6基因转化水稻细胞；和将转化的水稻细胞培育成植株；所述植株提高了磷吸收能力，具有耐低磷性能。

摘要： 本申请提供了一种农作物种子的育种设备及育种方法，包括水箱、育苗箱和箱盖，水箱的内部设置有灌溉机构，灌溉机构包括进水管、潜水泵和输水管，育苗箱固定在水箱的顶端，育苗箱的两端均开设有通风孔，两个通风孔的内部均设置有通风机构，其中一个通风孔的内部固定嵌设有电加热网，通风机构包括固定孔、换气扇和灰尘过滤网，育苗箱的内部设置有若干个分隔机构，分隔机构包括限位槽和分隔板。本申请可以保证育苗基土的湿度和空气的温度处于育种的最佳湿度范围；该装置实现了同一个育种箱内部同时进行多组育种实验，这样对于变量的控制就会更加的准确，同时会缩短育种时间，解决了现有技术中变量的控制不准确和育种时间较长的问题。

摘要： 本发明公开了一种OsbHLH6在提高作物磷吸收能力中的应用，用于作物耐低磷育种，即，用于作物耐低磷能力的遗传改良。本发明还同时提供了一种对水稻植株进行改造的方法：包括用OsbHLH6基因转化水稻细胞；和将转化的水稻细胞培育成植株；所述植株提高了磷吸收能力，具有耐低磷性能。

摘要： 本发明公开了一种耦合作物模型和机器学习的作物育种适应时间预测方法，包括如下步骤：S1：作物模型的校准和管理情景的模拟，以获得作物的生育期(DOY)和产量(Y)；S2：选择关键特征变量，S3：构建混合评估模型，包括结合机器学习方法，选出精度最高的混合评估模型；S4：评估气候变化的影响，包括计算每个品种的产量变化(Yc)；以及S5：识别育种适应的时间；包括计算各时间窗口内是否至少有任意的一半年份的所述产量变化的中值超过适应性阈值，如果满足条件，则确定该格点需要育种干预，育种适应的时间为所述时间窗口的中间时刻t；由此最终得到研究区在特定未来气候情景下需要育种适应的时间和地点。

摘要： 本发明公开了一种耦合作物模型和机器学习的作物育种适应时间预测方法，包括如下步骤：S1：作物模型的校准和管理情景的模拟，以获得作物的生育期(DOY)和产量(Y)；S2：选择关键特征变量，S3：构建混合评估模型，包括结合机器学习方法，选出精度最高的混合评估模型；S4：评估气候变化的影响，包括计算每个品种的产量变化(Yc)；以及S5：识别育种适应的时间；包括计算各时间窗口内是否至少有任意的一半年份的所述产量变化的中值超过适应性阈值，如果满足条件，则确定该格点需要育种干预，育种适应的时间为所述时间窗口的中间时刻t；由此最终得到研究区在特定未来气候情景下需要育种适应的时间和地点。

摘要： 本发明提供的作物育种材料排布方法、装置及系统，包括：获取收获材料的唯一标识信息；选取至少部分收获材料作为当前育种季的播种材料，以根据收获材料的唯一标识信息，构建播种材料集合；结合目标育种地块的种植规格信息，按照将播种材料排布于目标育种地块的不同小区内进行育种的需求，生成材料排布图和材料机播图；根据材料排布图和材料机播图，为每个播种材料配置一个唯一标识信息。本发明提供的作物育种材料排布方法、装置及系统，能实现育种收获材料的快速统计、播种材料的自动化排布和标准化快速标识，有效提升作物育种材料排布效率和准确率，降低育种人员的劳动强度，为大规模育种条件下的流水线作业提供了高效的方法和技术手段。

摘要： 本发明提供一种作物育种材料播种方案生成方法及装置，该方法包括：在当前育种季中的任一收获窗口，获取任一收获窗口所获取到的收获材料的标识信息和收获株数；根据收获材料的标识信息和收获株数，更新装种打标记录信息表；基于更新后的装种打标记录信息表，生成拟播种地块在任一收获窗口的作物育种材料播种方案；其中，装种打标记录信息表、任一收获窗口和拟播种地块之间具有对应关系。本发明提供的作物育种材料播种方案生成方法及装置，能在育种和收获同时进行的情况下，更灵活、更高效的生成拟播种地块在任一收获窗口的作物育种材料播种方案，能提高生成作物育种材料播种方案的时效性，能通过更便捷的操作降低作物育种的工作量和劳动强度。

摘要： 本实用新型提供了一种农作物育种用育种箱，属于农作物育种技术领域，该育种箱包含育种箱本体和输液机构。所述支撑板在所述育种箱本体内，所述育种盘设置在所述支撑板上，所述输液管的一端固定连通于所述输液腔，所述输液管的另一端固定连通于支撑板，所述橡胶塞密封滑动于所述输液腔，所述连接管的一端固定连通于所述橡胶塞，所述连接管的另一端固定连通于所述水管，所述单向阀固定连接于所述连接管内壁，所述浮块滑动连接于所述输液管内壁，所述水管贯穿所述移动孔，改善了育种箱在对农作物育种的过程中，不便于使用者对农作物进行浇灌，易使得营养液停留在培土表面的问题。

摘要： 本实用新型公开了一种农作物育种用育种箱，包括四个支撑座，四个所述支撑座上端固定连接有一个保温机构，所述保温机构内部底端固定连接有一个调节机构，所述调节机构上端两侧固定连接有一个夹持机构，本实用新型的有益效果是：通过设置第二步进电机和螺纹杆方便带动螺纹套转动，从而可以在滑槽和滑板的滑动限位作用下带动空心板和喷洒管移动，方便对不同位置进行均匀喷洒，通过设置第一步进电机和圆形槽方便在调节杆的滑动作用下可以稳定带动调节板转动，进一步保证育苗板上的水分均匀，同时通过设置转盘和螺纹孔方便带动螺纹杆转动，从而可以在两个调节口的滑动限位作用下带动夹板下降，便于稳定夹持不同规格的育苗板。

摘要： 本实用新型涉及农作物育种遮光装置，包括支撑杆以及安装在支撑杆顶部的遮光机构，所述遮光机构包括上下设置的上遮光部和下遮光部；上遮光部包括上下层叠设置的多个上支撑板以及固定在上支撑板上的上遮光布，多个上支撑板展开使上遮光布呈圆形结构，下遮光部包括上下层叠设置的多个下支撑板以及固定在下支撑板上的下遮光布，多个下支撑板展开使下遮光布呈圆形结构；上遮光布和下遮光布均包括交替设置的透光网和不透光网，透光网和不透光网展开均呈扇形结构；支撑杆顶部中空，插杆由支撑杆顶部插至支撑杆内部并与支撑杆转动连接，所述插杆通过驱动机构驱动转动以调节上遮光布和下遮光布的重叠位置。本实用新型能根据种苗的不同时期随时调节遮光量。