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雜交水稻生物技術范文1
關鍵詞:分子標記輔助選擇技術;水稻;育種;改良
中圖分類號:S511 文獻標識碼:A
引言
隨著社會的發展,人口的增加以及能源的逐漸減少,人們對高質量食品需求不斷提高,同時社會對糧食作為能源的需求不斷增大?,F階段中國的主要糧油作物產量最多的為水稻、玉米、小麥,而水稻的產量最多,因此加快水稻的育種進程,提高水稻的質量和產量,具有重要的實踐價值。高產、優質、抗病的水稻優良品種一直是育種家和生物技術工作者面臨的共同挑戰。傳統的水稻育種方法通過表現型間接對基因型進行選擇,育種時間長達數年而且需要豐富的經驗和觀察力。此外,對數量性狀(產量、品質)的選擇還受到諸多因素影響,操作性不強,因此,水稻育種、生產的關鍵就是提高育種選擇效率,避免選擇過程的盲目性。
分子標記輔助選擇(maker assisted selection,MAS)是通過分析與目的基因緊密連鎖的分子標記的基因型來進行育種,從而達到提高育種效率的目的。近年來隨著生物技術、分子生物學、遺傳學的發展以及新分子標記的開發,分子標記輔助育種技術開始趨于成熟,越來越受到育種家的青睞。在此,簡要綜述了分子標記輔助選擇的原理、策略,著重介紹了該技術近年來在水稻育種上的應用現狀,包括質量性狀改良、數量性狀改良、基因聚合、基因滲入和回交育種等方面的應用現狀,同時探討了該技術存在的問題以及發展前景和展望。
1 分子標記輔助選擇技術的原理和策略
1.1 分子標記輔助選擇技術原理
分子標記輔助選擇是將分子標記應用于作物品種改良過程中進行選擇的一種輔助手段。其基本原理是利用與目標基因緊密連鎖或表現共分離關系的分子標記選擇個體進行目標區域以及全基因組篩選,從而減少連鎖累贅,獲得期望的個體,以實現有目的的提高育種效率[1]。分子標記輔助選擇不受其他基因效應和環境因素的影響,是對目標性狀在分子水平上的一種選擇,選擇結果可靠,同時又可避免等位基因之間顯隱性關系的干擾[2]。
1.2 分子標記輔助選擇技術的基本策略
現階段分子標記輔助選擇技術的策略:精確定位目標基因,要求目標基因兩側最好各有一個預期緊密連鎖的分子標記,并且分子標記座位與目標基因座位之間的遺傳距離一般要小于5cm,盡量減少連鎖累贅;將RFLP分子標記轉換為PCR為基礎的分子標記,便于提高檢測的自動化水平;采用SCAR、STS等基于PCR擴增的途經檢測親本間的多態性;應用SCAR、STS等標記對育種群體進行分子標記輔助選擇[3]。
2 分子標記輔助選擇技術在水稻育種中的應用現狀
分子標記輔助育種技術在水稻育種中的應用已逐步趨于成熟,其應用主要體現在水稻質量性狀改良、數量性狀改良、基因聚合、基因滲入和回交育種等方面。
2.1 分子標記輔助選擇在水稻質量性狀改良中的應用現狀
分子標記輔助選擇可以將質量性狀準確的定位,大大的降低回交次數,縮減所需的年限。MAS從2個方面改良質量性狀:對目標基因的直接選擇,可以直接改良目標基因;對目標基因的間接作用選擇,即對目標基因周圍的遺傳背景基因進行選擇,從而對目標基因表達起到一定的作用。此外,應用分別位于目標基因兩側的標記基因對目標基因表達的性狀進行選擇可大大提高選擇的效率[4]。
范宏環等將與水稻白葉枯病抗性基因Xa23緊密連鎖的用EST標記的C189作為分子標記檢測目的基因,分別獲得71和52份攜有Xa23純合基因型恢復系。采用水稻白葉枯?、粜托》N代表菌株浙173進行剪葉接種,分別鑒定出61和44份抗病株系,它們的分子標記輔助選擇準確率分別為85.92%和84.61%[5]。金素娟等利用與抗性基因Pr-1緊密連鎖的SSR標記RM144標記目標基因,將Pr-1基因導入GD-8S中,對GD-8S的不同回交世代進行選擇,獲得5個改良株系,抗稻瘟病頻率為75.76%~100.00%,而對照組僅為9.09%[6]。曾正明等以優良雜交稻恢復系瀘恢17和瀘恢602為受體親本,通過雜交和復交,結合農藝性狀選擇,獲得5份目標基因純合并且農藝性狀優良的恢復材料。以四川近年來有代表性的32個菌株對這5份材料進行抗性鑒定,其抗性頻率達81.25%~87.50%[7]。
2.2 分子標記輔助選擇在水稻數量性狀改良中的應用現狀
數量性狀一般由多個基因聯合控制,表現型與基因型之間沒有明顯的顯隱性關系,分子標記輔助選擇無需透過表現型的觀察來選擇基因型,可以直接對基因型進行選擇,不但效率高、精確,而且可以排除環境因素和遺傳背景的影響[4][8]。
杜雪樹等為了選育香稻恢復系,以廣東香稻品種美香占為香味基因供體,以自育抗性恢復系豐986和R476為受體,通過設計功能性STS標記Aro,并在回交分離世代利用Aro標記開展香味基因的分子標記輔助選擇育種。同時,對香味基因純合的55個單株的香味性狀進行鑒定,鑒定結果表明Aro標記在香稻育種過程中選擇效率達到100% [9]。
2.3 分子標記輔助選擇在水稻目的基因聚合中的應用現狀
基因聚合就是將分散在不同品種中的有用基因聚合在同一個基因組中,進而優化某一品種的基因組,產生更具有實用價值的育種材料。分子標記輔助選擇應用在基因聚合中可以更加精確、高效的將目標基因聚合在同一個基因組中,進一步實現品種的良種化。育種家們通過聚合水稻中的優良基因,在水稻育種上取得了相當大的進展[4]。
陳圣等用分子標記輔助選擇將高抗水稻白葉枯病的Xa23、廣譜高抗稻瘟病的Pi9、抗水稻螟蟲和稻縱卷葉螟的Bt聚合到同一株系中,獲得了三基因聚合的純合株系。病、蟲抗性鑒定結果顯示:聚合了Xa23、Pi9和Bt基因的株系HB1471、HB1473能同時抗白葉枯病、稻瘟病和稻縱卷葉螟[10]。毛鐘警等用與Xa23緊密連鎖的標記C189,與bph20(t)緊密連鎖的標記BYL7進行分子標記輔助選擇,從BC2F2群體中培育出具有抗白葉枯病和褐飛虱雙抗基因的個體[11]。姚姝等用與Stv-bi共分離的SCAR標記及與Wx-mq緊密連鎖的CAPS功能標記對其分離世代進行標記位點的檢測,將條紋葉枯病抗性基因Stv-bi和暗胚乳突變基因Wx-mq同時轉育到高產品種中,篩選、培育出優質、抗病、高產且農藝性狀優良的水稻新品系寧9108[12]。
2.4 分子標記輔助選擇在水稻基因滲入中的應用現狀
基因滲入是指2個基因庫之間的基因流動,通常是經過種間雜交產生的,是一個長期的過程,它需要許多代雜交和回交,才能實現基因庫的交流。常規育種要實現不同品種水稻間的基因滲入需要時間長,操作繁瑣,而分子標記輔助選擇育種為基因滲入提供了捷徑,能夠準確迅速的實現基因庫之間的交流。育種家們借助MAS在水稻育種中取得了一定的進展。
文紹山等利用分子標記輔助選擇將水稻抗瘟病基因Pi-9(t)滲入水稻恢復系瀘恢17中,病圃鑒定表明,攜帶Pi-9(t)基因的瀘恢17背景的株系WR1023、WR1043、WR1056及WR1062與對照瀘恢17相比,葉瘟病級由8級降至3~4級,穗瘟發病率由85%降低到16%~28%,穗瘟病級由9級降低到5~7級,抗性改良效果仍很明顯[13]。
2.5 分子標記輔助選擇在回交育種中的應用現狀
在常規育種中常常通過回交在綜合性狀優良的品種基礎上,對其一個或少數幾個性狀進行改良,以期實現對親本的改良,最終獲得具有輪回親本遺傳背景但攜帶一個或少數幾個目標性狀的新材料。MAS的應用可以避免每隔1~2代進行目標基因存在確認的測交,可以優化操作程序。同時,可以利用與目標基因緊密連鎖的分子標記直接選擇發生重組的個體,進而減少連鎖累贅,實現快速精確改良親本的目的[4]。
蘭艷榮等以華201S為受體親本,以含Xa21和Xa7基因的抗白葉枯病材料華恢20為供體親本,進行1次雜交、3次回交和3次以上自交,每個世代用基因內標記PTA248對Xa21進行分子檢測,用連鎖標記ST SP3(與Xa7的遺傳距離為0.9cm)對Xa7進行檢測,新選育的4個株系主要農藝性狀、生育期、育性轉換特性與華201S基本相似,但對白葉枯病表現高抗[14]。
3 分子標記輔助育種在水稻育種中的存在的不足
MAS作為現代生物技術之一在水稻育種中應用具有精確、快速的獨特優勢,在水稻的抗性育種、水稻品質改良等方面發揮了一定作用,在水稻育種中有較廣泛應用。但是MAS在水稻數量形狀上的應用卻依然還有許多問題需要解決。表現在:由于控制同一性狀的基因大多數處于零散狀態,缺乏集中總結和歸納,主要農藝性狀基因發掘不足;分子標記與目的基因之間的遺傳距離有待進一步縮短,以期盡量減少甚至避免連鎖累贅對育種造成的影響;基因定位的研究有待于與育種應用緊密掛鉤,目標基因的定位應該加快走向育種應用;現階段DNA分子標記的分析鑒定成本較高,限制了MAS推廣應用,有待進一步優化該技術[4][2]。
4 分子標記輔助選擇的前景與展望
雖然在水稻育種中MAS存在諸多需要改進的地方,但是隨著現代生物技術的發展,這些不足正在嘗試被克服。在技術上,育種家們嘗試與目標基因緊密連鎖的兩側基因作為分子標記,以減少連鎖累贅的影響;在應用上,育種家們也終將會實現將實驗研究成果加快應用到現實生產中,將科技轉化成生產力,同時隨著現代生物技術的進步,MAS成本也必將會逐漸降低,以推動該技術的普及,加快全國整體水稻育種水平的提高速度。
分子標記輔助選擇(MAS)技術,將在現在和未來的水稻育種中起到不可替代的作用,在水稻育種進程甚至我國農業新技術革命中起到重要作用。隨著現代生物技術的發展以及水稻基因組研究的不斷深入,成本更低、精確度更高、效率更高、操作更加簡便新的實用的分子標記輔助選擇育種技術最終會成為一個更加系統、成熟的技術體系,在不久的將來也將會逐漸實現育種家們的預期。
參考文獻
[1] Ribaut J.M.,Hoisington D..Maker—assisted selection:new tools and strategies[J].Trends in plant Sci,1998(3):236-239.
[2] 黃晨,李思易.分子標記輔助選擇技術的應用研究[J].生命科學儀器,2008(6):47-50.
[3] 馬洪愛,馬洪文,殷延勃,等. 分子標記輔助選擇技術在水稻改良中的應用[J].寧夏農林科技,2007(4):43-44,15.
[4] 王麒.分子標記輔助選擇及其在水稻育種中應用與展望[J].黑龍江農業科學,2009(1):140-143.
[5] 范宏環,王林友,張禮霞,等.通過分子輔助育種選育攜有水稻白葉枯病抗性基因Xa23 的水稻株系[J].中國水稻科學,2011,25(3):331-341.
[6] 金素娟,柳武革,朱小源,等.利用分子標記輔助選擇改良溫敏核不育系GD28S 的稻瘟病抗性[J].中國水稻科學,2007,21(6):599-604.
[7] 曾正明,況浩池,羅俊濤,等.分子標記輔助選擇Pi9(t)基因培育雜交稻抗稻瘟病恢復系[J].山西農業大學學報,2011,31(4):338-342.
[8] 王彤彤.水稻分子標記輔助育種研究進展[J].黑龍江農業科學,2012(2):142-145.
[9] 杜雪樹,夏元明,李進波,等.分子標記輔助選擇選育香稻恢復系[J].華中農業大學學報,2009,28(6):651-654.
[10] 陳圣,倪大虎,陸徐忠,等.分子標記輔助選擇聚合Xa23,Pi9和Bt基因[J].生物學雜志,2009,26(3):7-9.
[11] 毛鐘警,劉丕慶,蔣利和,等.分子標記輔助選擇聚合水稻Xa23和bph20(t)基因[J].南方農業學報,2011,42(8):835-838.
[12] 姚姝,陳濤,張亞東,等.分子標記輔助選擇聚合水稻暗胚乳突變基因Wx-mp和抗條紋葉枯病基因Stv-bi[J].中國水稻科學,2010,24(4):341-347.
[13] 文紹山,高必軍.利用分子標記輔助選擇將抗稻瘟病基因Pi-9(t)滲入水稻恢復系瀘恢17[J]. 分子植物育種,2012,10(1):42-47.
雜交水稻生物技術范文2
關鍵詞:稻瘟病;發生原因;防治措施
稻瘟病是由子囊菌Magnaprthe grisea(Hebert)Barr(無性世代為Pyricularia grisea(Cooke)Sacc.)引起的真菌性病害[1]。稻瘟病的發生具有突發性、流行性和毀滅性,影響水稻產量和米質,給水稻生產造成嚴重損失。稻瘟病是水稻主要病害之一,全國各水稻產區都有發生,尤以山區、丘陵地區發生重,只要條件適宜,容易流行成災,流行年份一般減產10%~20%,重的減產40%~50%,甚至顆粒無收。
1流行規律
病菌主要在病谷、病稻草上越冬,它的發生主要與氣候條件和肥水管理關系密切,破口至齊穗期連續陰雨3d以上,偏施氮肥,長期深水灌溉,有利于稻瘟病的發生與流行。
2發病原因
2.1品種單一
品種單一化嚴重,引起水稻稻瘟病的病原菌為兼性小種?;约纳?不同的生理小種對不同品種的致病性不同。當一個品種大面積推廣時,能夠侵染該品種的生理小種得以大量繁殖并不斷積累菌量,一旦環境條件適宜即可大面積發病,直接導致該品種抗病性的喪失。
2.2環境條件適宜發病
適宜的環境條件是稻瘟病大發生的直接因素,其中受溫濕度、陰雨寡照的影響更大。當氣溫20~30℃,田間濕度90%以上,稻株體表水膜保持6~10h,稻瘟病容易發生;平均氣溫24~28℃,且有一晝夜以上飽和濕度,稻瘟病也易流行。水稻抽穗后遇到20℃以下低溫侵襲,可減弱植株抗病力,一旦陰雨多霧,容易引起穗頸瘟流行。
2.3栽培管理不當
栽培管理技術既影響水稻的抗病力,也影響病菌生長發育的田間小氣候。其中,以施肥和灌水尤為重要。偏施氮肥,容易導致植株幼嫩或徒長,植株抗病能力減弱,病菌因此易侵入;同時過量偏施氮肥,可能導致水稻個體、群體失衡、郁蔽為病菌繁衍發生營造局部環境。
3防治措施
3.1加強新的抗源材料的收集,加速育種進程
培育抗病品種的關鍵在于掌握較好的抗源材料??乖吹氖占饕▽鴥韧庖讯ㄎ换虻目乖?、病區長期自然選擇所保留的抗源以及含豐富抗源的野生稻的收集。常規抗病育種通過有性雜交,利用作物自身或親緣種中的抗性基因選育抗性品種。通過選擇親本入手,采用單交、復交和回交等手段,將真正的抗稻瘟病基因重組到一個品種中。但由于受到有性雜交親和性的制約,影響了外來基因型的廣泛利用,而生物技術的出現恰好彌補這樣的缺陷。不僅可以打破物種界限,克服有性雜交障礙,而且能快速有效地創造遺傳變異,縮短育種年限。因此,常規育種與生物技術育種相結合是水稻抗稻瘟病育種的發展方向。
3.2加強稻瘟病群體結構變化監測
生產上所用主栽品種的分布和替換,水稻病原菌群體的結構變化帶有明顯的區域差異,稻瘟病生理小種具有多樣性遺傳變異,因此應建立稻瘟病菌群體監測體系,定期監測稻瘟病菌群體結構,不斷地分析稻瘟病菌生理小種致病性、致病類型、小種分布狀況及優勢小種;準確掌握不同稻瘟病菌致病類型與當前生產和育種的抗源品種的相互關系,有選擇地使用抗病親本,減少抗病育種的盲目性。
3.3加強水稻栽培措施研究,利用生物多樣性減輕稻瘟病危害
稻田生態系統中,水稻品種、稻田病蟲草害及相關天敵、稻田水生生物群落及人工放養的鴨、魚、萍等物種能夠共同構成自然生態和人為干預相結合的復合生態系統。劉昌權等[2]研究表明,相對于常規水稻種植,稻魚共作生態模式,可以使水稻葉瘟平均病情指數下降5.57%,穗頸瘟病情指數下降6.08%。侯傳偉等[3]總結江蘇灌南有機稻米產業化實踐經驗表明,在以選用優質抗病品種和活化土壤的基礎上,有機稻區運用農藝、人工、物理措施,采用種子精選、淹水封、減蘗增穗、健身栽培增強稻體自身抗逆性等,有效控制了病蟲草害。劉二明等[4]研究發現,水稻品種多樣性混栽對稻瘟病有顯著的控制效果?;煸詤^的間栽品種與凈栽區的間栽品種比較,稻瘟病病葉面積率明顯下降,葉瘟減輕。不同組合的間栽品種對穗瘟的相對防治效果36.88%~55.10%;選擇抗性遺傳背景差異大和株高差異較大的品種組合,以1行優質稻、5行主栽稻混合間栽,能起到控瘟增產的作用。
4 ].中國稻米,():-.
雜交水稻生物技術范文3
袁隆平院士何出此言?記者采訪了湖南雜交水稻研究中心知識產權辦公室主任萬宜珍。
知識產權制度為雜交水稻研究“護航”
20世紀80年代初,雜交水稻作為我國出口的第一項農業科研成果被轉讓給美國。此后,又被聯合國糧農組織定為解決發展中國家糧食短缺問題的首選戰略措施,在東南亞、南亞等地區大規模推廣。
由于當時我國還沒有系統的知識產權保護制度,1985年開始實施的專利法還明確指出不對動植物品種進行保護,我國的雜交水稻技術在進行國際推廣時幾乎是無償的,發明人和相關單位沒有獲得應有的知識產權回報。此事促進了我國植物新品種保護制度的建立。對此,萬宜珍主任在接受記者采訪時也頗有感慨。
1997年10月1日,《中華人民共和國植物新品種保護條例》開始施行。此后,我國的種業知識產權保護進入了嶄新的發展階段。
湖南雜交水稻研究中心成立于1984年。1995年,國家雜交水稻工程技術研究中心成立,袁隆平院士任國家雜交水稻工程技術研究中心暨湖南雜交水稻研究中心主任。
在進行科研攻關獲得累累碩果的同時,湖南雜交水稻研究中心高度重視知識產權保護工作,亦取得了喜人的成就。萬宜珍主任告訴記者,中心成立了專門班子負責知識產權工作,建立了較為完善的知識產權管理制度,對中心的科研成果進行全面的知識產權保護。第一期超級雜交稻的母本“培矮64S”在我國植物新品種保護史上是一個劃時代的象征,其品種權的獲得,開啟了我國植物新品種保護的序幕。目前,中心擁有有效專利15項、植物新品種權80多項,近幾年每年的知識產權收益高達2000多萬元。
雜交水稻種業國際競爭日益激烈
中國工程院院士袁隆平等人發明的雜交水稻技術,在世界農業科技史上具有劃時代的意義,大幅度推動了水稻增產,為世界糧食產業的發展作出了杰出貢獻。袁隆平院士因此被譽為“雜交水稻之父”。
1995年,我國兩系法雜交水稻基本研究成功。在此基礎上,袁隆平提出了選育超級雜交稻分步進行的設想,他率領團隊分別于2000年和2004年實現了大面積畝產700公斤和800公斤的第一二期超級雜交稻產量目標。2011年9月,袁隆平指導的超級雜交稻第三期目標畝產900公斤高產攻關獲得成功,湖南省隆回縣百余畝試驗田“Y兩優2號”超級雜交稻平均畝產達到926.6公斤,這是世界雜交水稻產量的又一個高峰。
隨著全球化競爭的日益加劇和生物技術的迅猛發展,當前,國際上雜交水稻技術的發展極為迅速。美國、日本、印度等國家,國際水稻研究所等國際組織和拜爾、孟山都、杜邦先鋒等跨國公司已經開展了多年的雜交水稻育種研究和商業推廣。萬宜珍說,就雜交水稻種質資源而言,不論是兩系雜交稻還是三系雜交稻,國外實際上已經獲得了基本的遺傳資源,未來幾年完全有可能開發出適合各地應用的優良雜交水稻組合。
更值得一提的是,上述跨國公司和印度、菲律賓等國家的一些私營國際性公司都積極活躍在越南、菲律賓、印度尼西亞、馬來西亞、印度、孟加拉、巴基斯坦等亞洲水稻主產國的市場上,其中不少公司早在數年甚至十幾年前就開始對這些潛在市場進行戰略性布局,目前已有一些雜交水稻品種通過了當地國的各級試驗,獲得了品種審定,已經或正在進入商業化應用階段。中國雜交水稻的國際推廣面臨越來越激烈的競爭。
不久前,袁隆平院士在接受媒體采訪時,再次提出了超級雜交稻3年畝產突破1000公斤的設想。已經年過八旬的袁隆平院士,依然奮戰在科研第一線,率領他的團隊向下一個“超級”目標發起沖鋒。我們也期待,中國的超級稻能夠獲得更好的知識產權保護,從而在激烈的國際競爭中贏得應有的地位。
雜交水稻種子出口受到限制
而令袁隆平院士和他的同事們焦急萬分的是:由于相關政策限制,我國的雜交水稻新品種要在國外申請品種權,至今仍沒有一條暢通的正規渠道,導致我國雜交水稻品種和材料在國外得不到很好的知識產權保護。
與此同時,我國與很多國家的雜交水稻商業貿易十分頻繁,大量的雜交水稻新品種被賣到國外,又沒有申請當地國的知識產權保護,當地國的企業或個人就有可能把這些新品種稍加改良,以自己的名義保護起來,成為他們的知識產權,最終將導致我國的雜交水稻資源嚴重流失,讓中國雜交水稻在國際市場上失去競爭力。
萬宜珍說,在這種背景下,目前我國的雜交水稻知識產權和優良種質資源管理相關制度尚需要不斷完善和改進。袁隆平院士也指出:“雜交水稻要‘走出去’,知識產權需要得到更好的保護?!?/p>
“其中最重要的原因是進出口國家雜交水稻種子政策限制。進口國政府擔心,隨著種子貿易量的增加,過度依賴雜交水稻種子進口將會對本國糧食生產產生不利影響,甚至危及本國的糧食安全,因而對雜交水稻種子生產本地化的要求日益強烈。而我國目前對于雜交水稻種子出口有非常嚴格的政策限制。這些都和我國所采取的被動保護方式的種子出口政策有沖突,從而形成了貿易壁壘?!比f宜珍分析說。
根據《中華人民共和國種子法》第十條,“國家對種質資源享有,任何單位和個人向境外提供種質資源的,應當經國務院農業、林業行政主管部門批準”。
萬宜珍告訴記者,基于國家對農作物資源的保護,目前我國僅允許出口在國內已審定3年以上的三系雜交水稻品種和已審定5年的兩系雜交水稻的雜交種種子。
雜交水稻生物技術范文4
事實上,中國雜交水稻單產比常規稻高出不少,曾經因為出口到國外商品種子比當地主打品種顯著增產,被譽為“東方魔稻”。中國雜交水稻之父袁隆平院士更是聯合國糧農組織首席顧問。
自袁隆平、李必湖等科學家成功突破前人的科研瓶頸后,中國便逐步奠定了在雜交水稻育種領域上的世界領先水平。1950年中國水稻平均667平方米產量只有140千克,如今產量已達到443千克,比當時提高兩倍多。然而,產量躍升背后,隱藏著中國水稻種子在國際商業市場上的尷尬處境,以及種子企業的種種問題。
高產的“東方魔稻”
早在1926年,水稻雜種優勢現象就被美國人詹斯首先揭示;1964年,袁隆平在中國率先進行雜交水稻利用研究;1973年,雜交水稻在中國正式培育成功;翌年試種推廣,從此開啟了中國雜交水稻的風光之旅。
上世紀70年代袁隆平、李必湖等科學家成功尋找到合適的野生雄性不育系,并突破前人無法實現的雜交水稻技術,把雜交水稻從實驗室真正帶到田間地頭,中國雜交水稻育種的科研水平就此領先世界。
1980年,雜交水稻技術以我國第一個農業技術專利轉讓給美國,對比試驗表明,我國雜交水稻平均畝產比美國水稻良種增產165.5%~180.3%。1989年,世界上已有20多個國家和地區引進、轉讓了中國的雜交水稻。雜交水稻走出國門后,給當地糧食帶來顯著增產。越南引進中國雜交水稻種后,一躍成為世界第二大糧食出口國。
“在中國的高新技術中,能在國際上長期居領導地位的屈指可數,雜交水稻是其一?!痹∑皆菏咳ツ杲邮苊襟w采訪時指出,全球水稻平均產量(按667玉米計)普遍不高,為260千克;印度是全球種糧面積最大的國家,平均產量僅200千克;科研和栽培水平較高的日本平均產量為440千克;中國水稻平均產量是443千克。中國第三期超級雜交水稻已突破了900千克,而國際水稻所和日本研究超級稻提出的畝產800千克目標至今均未能實現。
5月19日,袁隆平在湖南湘潭舉行的中非商務合作論壇上提議,希望國家農業部開啟研發第四階段超級稻計劃,目標為每667平方米量1000千克。
據不完全統計,我國目前做雜交水稻育種的人數高達3萬。有專家分析,國家對水稻研究的支持決定了中國雜交水稻在常規育種上的霸主地位。
蹩腳的中國種企
然而,中國雜交水稻種子在國際市場上的表現并不那么亮眼。2000年開始,中國種業打破國有種子公司一統天下的局面回歸市場化,進入了多元資本發展的時代,但國內水稻種子企業緩慢的前進步伐,令“東方魔稻”魔力衰減。
在中國,經營雜交水稻的公司超過2000家,隆平高科、豐樂種業2008年全年種子營業收入分別為人民幣4.77億元、3.75億元,已經是中國種業的佼佼者。但世界種業巨頭孟山都和先正達同年的研發經費則分別為9.8億美元和9.69億美元,約占它們銷售收入的8%~12%。(下轉10頁)
(上接9頁)國家水稻產業技術體系首席科學家、中國水稻所所長程式華說,中國雜交水稻企業中擁有研發能力者不到總數的2%,連中國種業類上市公司在種子培育方面的研發投入也語焉不詳,敦煌種業只在2008年年報中公布了“研究開發費”和“特權使用費”,共計1034.8萬元,約占其收入的1%。據媒體報道,國內多數主要農業類上市公司的科研投入不足營收的1%。
科研投入存在差距的同時,中國和一些發達國家種企在育種技術上走的也是完全不同的道路,當中國還在使用常規手段的時候,美國已在用分子生物技術。
目前,美國水稻種植面積50%是雜交稻,僅次于中國,其中美國水稻技術公司一家獨占雜交稻76%的市場份額。據稱,該公司在中南美洲占有率達九成,印度也是其重要的市場。美國水稻種植的面積雖然不大,但產品一半用于出口,主要市場是中南美和歐洲。
在規?;品N方面,美國水稻技術公司和拜耳公司利用直升飛機在水稻楊花期輔助授粉,提高了授粉率和田間管理質量,其大規模制種父母本行比是8:24。前者的生產部門僅有6名員工,但可負責8000萬平方米的生產,而我國還是人工用繩子“趕粉”。此外,它們還實現種子全部烘干處理,增加了出芽率和抗風險能力,這方面國內還沒有起步。
拜耳則在植物保護、農作物性狀改良、種子科技上,都注重價值的提升,公司目前可以商業化品種,在美國、巴西、泰國各有1個,印度有5個;在東南亞和印度的商業推廣主要是在旱季,因為雨季的一些病害目前仍無法解決。
尷尬的國際市場地位
5月25日,程式華在廣州做學術報告時指出,中國雜交水稻商品種子出口量只占外國雜交水稻總需求量的小部分,且增速十分緩慢。
水稻種植面積全球第一的印度,目前種子市場由跨國企業所控制,拜耳PA6201、PA6444、Arize等組合占據了40%的市場份額。同時拜耳還向越南、菲律賓、印尼和巴西等國發放一批優良組合,先鋒PHB-71組合、孟山都RH204、RH209組合也紛紛強勢推出。
雜交水稻生物技術范文5
重點優先安排執行
據《中國青年報》消息,最高人民法院近日就進一步做好涉農民工工資案件的執行工作發出通知,要求各級人民法院要把做好涉農民工工資案件的執行工作作為當前的工作重點,優先安排解決涉農民工工資執行案件。
通知要求,各級法院應對涉農民工工資執行案件進行全面排查,掌握案件總數、種類等情況,研究提出對策。要充分發揮執行指揮中心的作用,對農民工申請執行人開辟綠色通道,對案件特別是群體性申請或上訪案件,要及時受理或處理,優先安排解決。按照有關規定減免申請執行費、實際執行支出等費用。對被執行人惡意拖欠、攜款逃匿等行為依法追究規避執行的責任,依法處罰。違法情節嚴重的,依法拘留、罰款直至追究刑事責任。
袁隆平表示爭取自己90歲前雜交稻
畝產1000公斤
據新華社2月3日消息, 正在吉隆坡接受2011年“馬哈蒂爾科學獎”的中國工程院院士、雜交水稻專家袁隆平對新華社記者表示,自己將爭取在90歲前實現超級雜交稻畝產1000公斤的目標。
馬來西亞前總理馬哈蒂爾日前向袁隆平頒發了這一獎項,表彰他在熱帶農業發展領域的貢獻。馬哈蒂爾高度贊揚了袁隆平的成就,并表示期望看到他的進一步研究成果。
袁隆平多次受邀為各國提供雜交水稻方面的技術援助。馬來西亞科學院院士阿卜杜勒?阿齊茲說,他希望袁隆平此次獲獎能加強馬來西亞和中國在雜交水稻領域的合作。
據悉,“馬哈蒂爾科學獎”于2004年設立,授予在全世界范圍內通過科學和技術為解決熱帶地區各種問題作出貢獻和帶來革新的科學家、機構或組織。
“大豆基因組測序”項目正式展開
據中廣網1月17日消息,華大基因與美國密蘇里大學國家大豆生物技術中心正式簽署合作協議,共同開展1008株大豆的基因組測序項目,輔助分子育種,從而加快高產、優質新品種培育的進程。
雜交水稻生物技術范文6
關鍵詞:三系雜交稻;金科優66;特征特性;選育
中圖分類號:S511;S334 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2017)04-0621-02
恩施土家族苗族自治州位于武陵山區的核心地區,境內群山起伏,溝壑縱橫,雨熱同季,降水分布不均勻,霧露重、濕度大,利于稻瘟病的發生與流行。當地稻瘟病常年發病面積約2.0萬hm2,是全國稻瘟病重發區之一[1]。生產上常年損失稻谷約10%~20%,嚴重年份可達40%~50%。實踐表明,選育和推廣種植抗性品種防治稻瘟病是最經濟、有效、安全的措施,尤其是高山的早熟水稻種植區。因此,選育抗稻瘟病水稻品種是當地水稻育種工作的長期主攻目標。
1 選育經過
金科優66是用金科1A與恩恢66配組選育而成的三系雜交秈稻新組合。母本金科1A是由武漢金科生物技術有限公司用金23B與岡46B雜交選育后與金23A回交轉育而成,具有花粉敗育徹底、不育性穩定、柱頭外露率高、異交結實率高、易于繁殖等特點,于2007年通過湖北省農作物品種審定委員會審定,審定編號為鄂審稻2007021[2]。
父本恩恢66[3]是用強恢復系中早熟中間材料006-17(恩恢58/1468的F6代)與蜀恢527雜交,于2006年選育而形成穩定的早中熟恢復系,具有優質、抗稻瘟病、恢復力強、配合力好、花粉量足等特點,所配組合中9優恩66于2013年通過湖北省農作物品種審定委員會審定,審定編號為鄂審稻2013013[4]。
2009年用金科1A與恩恢66進行試制種,2010年參加品種比較試驗,2012~2013年參加湖北省恩施州早中熟水稻品種區域試驗,2013年參加生產試驗,2016年通過湖北省農作物品種審定委員會審定,審定編號為鄂審稻2016019。
2 產量表現
2010年參加恩施州農業科學院進行的品種比較試驗,產量8.69 t/hm2,比對照福優195增產18.0%,增產顯著。2012~2013年參加湖北省恩施州水稻區試,2年平均產量8.54 t/hm2,比對照福優195增產4.37%,其中2012年產量8.41 t/hm2,比對照增產3.02%,增產顯著,居第二位;2013年產量8.66 t/hm2,比對照增產5.71%,增產顯著,居第三位。兩年13個試驗點有11個點增產,增產點率84.6%。2013年參加生產試驗,平均產量7.41 t/hm2,比對照增產0.78%,居第一位。
3 特征特性
3.1 農藝形狀
兩年區試結果,全生育期平均152.9 d,比對照早熟6.3 d。該組合植株整齊,株型較矮小,分蘗能力中等,劍葉長且挺直,谷粒長形。株高99.6 cm,有效穗261.2萬/hm2,穗長22.9 cm,穗總粒數125.0粒,實粒數111.1粒,結實率88.5%,千粒重29.1 g??沟鼓芰?,耐寒性強,熟期轉色好。
3.2 抗性表現
金科優66經鑒定,在生產試驗中平均綜合抗性指數1.8,最高病級1.0級,抗稻瘟??;兩年區試稻瘟病平均綜合指數2.7,損失率最高病級3.0級,中抗稻瘟病,感紋枯病,未發生稻曲病。
3.3 米質
米質經農業部食品質量監督檢驗測試中心(武漢)檢測:出糙率79.8%,整精米率49.4%,堊白粒率45.0%,堊白度6.8%,透明度2.0級,膠稠度47.0 mm,直鏈淀粉含量21.1%,長寬比3.1。
4 栽培技術要點
金科優66適于在海拔800~1 200 m的地區作中稻種植,一般于4月上旬播種為宜,采用旱育早發等育秧技術,秧田播種量225.0 kg/hm2,大田用種量在15.0 kg/hm2,秧齡30.0 d左右,稀播結合噴施多效唑,二葉一心和移栽前各追肥1次,促進低位分蘗,培育帶蘗壯秧。秧田要做好稻飛虱、稻薊馬等蟲害的防治工作。插植密度為22.5萬~30.0萬穴/hm2,每穴1~2粒谷苗,插植基本苗150.0萬/hm2左右,成穗270.0萬/hm2左右,移栽后,適當灌水護苗,做到寸水活棵,淺水分蘗,足苗曬田。當莖蘗數達到計劃苗數的80%時排水曬田,以控制無效分蘗,至幼穗分化前復水。濕潤壯子,防止過早脫水造成空秕粒的增加。合理水肥管理和病蟲害防治。施足基肥,早施分蘗肥,施純氮180.0~225.0 kg/hm2,氮、磷、鉀比例為1.0∶0.5∶0.7,基肥、分蘗肥、穗肥的比例為5∶3∶2,分蘗肥應在插秧后10 d以內施用,后期切忌過量施用氮肥,防止葉披垂,貪青影響產量。水分管理應以淺水促蘗,夠苗擱田,濕潤分化,薄水揚花,干濕灌漿,適期斷水的方針進行管理。病蟲害的防治根據天氣及當地病蟲害的預測預報及早及時防治,重點防治紋枯病、稻瘟病以及二化螟、稻飛虱等病蟲害。
5 制種技術要點
制種時,應掌握好父母本播差期。金科1A春制播始歷期為70 d左右,主莖葉片數12.5~13.0葉;夏制播始歷期為65 d左右,主莖葉片數11.5~12.0葉。金科優66制種播期差為:春制時差26 d,葉差4.0~4.5葉;夏制時差21 d,葉差3.0~3.5葉。父本分兩期播種,時間間隔7~8 d。制種大田母本用種量45.0 kg/hm2,秧齡掌握在20~25 d,行株距采用13.3 cm×13.3 cm,插3粒谷苗,插足基本苗250.0萬/hm2左右;父本用種量7.5 kg/hm2,秧齡掌握在30.0 d以內,行株距采用16.7 cm×20.0 cm。父母本行比采用2∶12或2∶14的比例。
科學統籌肥水管理,秧田要施足基肥,整田時施水稻專用復合肥375.0 kg/hm2,秧苗移栽前5 d再施尿素22.5 kg/hm2。早施重施分蘗肥,促進低位分蘗早生快發,保證足夠的有效穗。把握父母本正常生長發育的需肥水平,對父本應偏施一次肥料,促進父本早生快發,增強后勁。施肥時應注重增施有機肥、磷鉀肥和微肥,有利于高質量群體的形成和雙親發育平穩正常?;ㄆ谙嘤鰳藴室阅副颈雀副驹缡妓?~3 d為宜。在幼穗分化期要定期做好幼穗剝查,及時對花期進行調整。一般噴施“九二”3次,第一次在母本破口到抽穗10%r施用,用量為60.0 g/hm2,抽穗達40%時噴施第二次,用量為120.0 g/hm2,抽穗達50%時噴施第三次,用量為75.0 g/hm2。制種田應及時防治紋枯病、稻瘟病、稻粒黑粉病和螟蟲、稻飛虱、稻縱卷葉螟等病蟲害。制種全過程應嚴格去雜,特別是始穗前后,同時應注意隔離安全和機械混雜,確保種子純度和質量。
參考文獻:
[1] 楊隆維,袁利群,王光建,等.持久抗稻瘟病中秈恢復系恩恢80的選育與利用[J].湖北農業科學,2005,44(1).:25-27.
[2] 李繼輝,段太品,楊隆維,等.高產優質抗病恢抗病雜交稻Ⅱ優69的選育[J].湖北農業科學,2006,45(1):33-34.