彩色小麦基因发掘和种质资源育种利用北大核心CSCD

随着人类对彩色营养功能小麦需求越来越大,彩色小麦遗传研究越来越深入,彩色小麦品种越来越多,但我国彩色小麦种质资源家底不清。为了满足国内外对彩色小麦营养遗传育种方面的迅猛需求,本文综述了彩色小麦基因和种质资源育种利用进展,首先介绍了彩色小麦基因来源的种质资源,其次介绍了彩色小麦染色体组及系谱,第三是首次全面总结了我国彩色小麦育种和种质资源创新的进展。我国近24年来审定了61个彩色小麦品种,其中紫(黑)粒品种50个,蓝粒小麦品种10个,绿粒小麦品种1个,还育成了19个彩色小麦种质新资源,其中近4年是我国彩色小麦品种审定最多的年份。河南省、山东省、河北省、山西省是我国4大彩色小麦育种和产业化基地。彩色小麦品种大部分来源于彩色小麦和普通小麦杂交,彩色小麦基因主要来自于小麦与野生一粒小麦、野生二粒小麦、偃麦草、黑麦、赖草等远缘杂交。有48个彩色小麦品种籽粒蛋白质含量超过14%,4个彩色小麦品种籽粒蛋白质含量超过18%,4个彩色小麦品种面团稳定时间超过10 min。针对彩色小麦遗传育种和产业化存在的问题,建议作物种质资源保护与利用要遵循“有差异,就选择;能遗传,可定向;有价值,就保藏;需鉴定,要精准;扬其长,广利用”的基本原则。以上资料将为我国彩色小麦遗传育种研究提供大量有用信息和基因种质资源,推动我国彩色小麦遗传育种研究深入发展。     

作物锌生物强化研究进展

微量营养元素缺乏又称"隐性饥饿",已经成为全球最普遍的公共健康问题,尤其是对于发展中国家的妇女和学前儿童。锌是人体必需的微量营养元素,培育和推广富锌作物品种是减少贫困地区锌缺乏的有效手段,国际生物强化项目(Harvest Plus)在这一领域处于全球领导地位。介绍了Harvest Plus项目的发展历程,总结了国内外锌生物强化的最新进展,并结合CIMMYT开展小麦锌生物强化育种的实例,对育种中相关问题进行了探讨。     

营养型农业的发展背景及进展

随着社会经济的发展,我国正朝着全面建设小康社会的目标迈进,但仍面临诸多挑战。本文首先分析了目前我国人群正面临的营养健康问题,数据显示我国人群正面临着隐性饥饿和营养过剩的双重负担,并造成了严重的社会经济损失。以作物营养强化技术为核心的营养型农业是解决该问题的重要途径之一,国际上已培育了多种营养强化型农作物新品种并在多个国家种植,效果显著,我国已先后培育出多种富含矿物元素(铁、锌)、维生素(β-胡萝卜素、叶酸、维生素E等),以及健康功能因子(膳食纤维、花青素、叶黄素等)的作物新品种,生物有效性分析表明营养强化农作物能够有效改善人群健康状况,具有重要的应用前景。通过发展以作物营养强化技术为核心的营养型农业,一方面可以改善国民营养健康,另一方面可以增加农民收入,促进农业生产方式的转变,助力我国乡村振兴。     

糜子品质研究进展与展望

糜子(Panicum miliaceum)生育期短、水分利用率高、耐盐碱、耐虫害,是种植业结构调整中的重要作物。糜子富含淀粉、蛋白质、必需氨基酸、不饱和脂肪酸、维生素(烟酸、B族维生素和叶酸等)、矿物质(磷、钙、锌和铁)、膳食纤维和酚类物质等,是麸质过敏人群的理想食物(无谷蛋白食物)。此外,糜子还具有降血糖、消炎及预防心脑血管疾病等功效。因此,作为环境友好型和营养保健型谷物,糜子可成为未来我国应对隐性饥饿的智慧食物。该文从糜子外观、营养和加工品质的角度,总结糜子品质研究进展,旨在为糜子品质研究及加工利用提供参考。     

山东小麦地方品种资源铁和锌含量分析

利用等离子体发射光谱仪,对426份山东小麦地方品种资源进行了铁和锌微量元素含量的测定,摸清了山东省小麦地方品种资源铁和锌含量的分布情况。结果表明,山东小麦地方品种资源铁含量的分布范围为5.2～44.1mg/kg,锌含量的分布范围为6.2～50.4mg/kg。铁含量最高的种质是土耳其和落麦,分别为44.1mg/kg和41.8mg/kg;锌含量最高的种质是大青芒,为50.4mg/kg。利用这些铁锌含量高、子粒商品性及面制品口味好的小麦地方品种作育种亲本,对培育子粒中富含铁锌微量元素的高营养小麦新种质,具有十分重要的意义。     

硒与叶酸在抗病毒治疗中的作用及其在植物中的应用前景分析

2020年,科学家在新型冠状病毒肺炎的治疗过程中发现,治疗效果与患者体内的硒和叶酸水平有一定相关性。这说明提高人体内硒和叶酸含量的膳食方案,可以有效地增加人体免疫能力来应对病毒性疾病的冲击。通过膳食保障人体硒和叶酸的摄入是植物营养强化的主要任务之一,但目前硒和叶酸的复合营养强化工作鲜见报道。综述了硒和叶酸这两种微量营养素在抗病毒治疗中的机制、以及硒和叶酸在植物中的应用前景,为提升营养品质、创制富含硒和叶酸的营养强化植物提供理论支撑。     

硒的生理功能、摄入现状与对策研究进展

硒是谷胱甘肽过氧化物酶、甲状腺素脱碘酶、硒蛋白K、硒蛋白W等多达25种硒蛋白的重要组分,与抗氧化、激素调节、矿质元素代谢等功能密切相关。综述了近10年来国内外对微量元素硒在人体中的生理功能、参考摄入量标准、硒摄入不足所导致的"硒隐性饥饿"问题的现状及其相应的对策等方面的研究进展,以期为硒的营养强化研究提供参考。     

富铁锌彩粒小麦营养品质与开发利用研究

目前与微量营养元素缺乏的有关疾病日趋严重,尤其是铁、锌、维生素A等的缺乏现状不容乐观。食品的多样化并不能有效解决铁、锌缺乏的问题;在食品中添加化学营养元素或化学强化往往存在着安全性的担忧。因此,发展富含天然铁、锌等微量营养元素的粮食新品种及其功能食品才是根本的目标。本项研究在对富铁锌彩粒小麦秦黑1号(血麦)已有分析测定结果的基础上,通过对富铁锌彩粒小麦秦黑1号(血麦)营养品质的某些理化指标的测定、对比分析,根据其特有的性状和功能可开发出相关系列产品,探讨通过传统食物安全、有效而经济地防治人类缺铁少锌病症的新途径。     

金藜麦耐盐性分析及营养评价

对我国沿海地区新收集种质资源金藜麦(Chenopodium quinoa Willd.)进行了耐盐性及营养品质评价。结果表明:金藜麦在对盐胁迫相对敏感的芽期和苗期表现出相对较高的耐盐性;子粒蛋白质含量为14.2%,蛋白营养价值优于牛奶以及小麦、水稻、玉米、大豆等作物;子粒中富含维生素B、E等以及钙、锰、铁、铜、锌等矿质元素,特别是钙含量高达190.16 mg/100g,是小米钙含量的35倍;且金藜麦子粒含有丰富的必需脂肪酸,如亚油酸(3.58 g/100g)和亚麻酸(0.44 g/100g),天然抗氧化剂维生素E含量为7.66 mg/100g。这些研究结果表明,新收集的金藜麦种质资源具有较高的营养价值和耐盐性,将为我国藜麦研究和种植提供重要的种质资源。     

节节麦遗传多样性及在改良普通小麦中的应用

节节麦是普通小麦D基因组的供体种,具有丰富的遗传变异,在普通小麦遗传背景日渐狭窄的今天,节节麦为普通小麦育种提供了宝贵的遗传资源。系统总结了国内外对节节麦的研究进展,对节节麦的遗传多样性和在小麦育种中的利用等方面进行综述,以期为更好地利用节节麦种质资源提供参考。     

植物硒生理及与重金属交互的研究进展

硒是一种重要的微量元素,在低浓度时对生物有益,但高浓度时呈现与重金属类似的毒性。植物作为人体硒摄入的主要来源,其硒代谢对于植物硒积累乃至人体硒营养水平十分重要。研究植物硒吸收、代谢和积累机理能指导富硒粮食的生产,是解决人体硒摄入不足/超量问题的有效途径。本文在阐述土壤硒含量、形态、生物有效性及分布的基础上,综述了植物对硒的吸收、代谢机理的研究进展,并讨论了农业生物强化以及遗传育种生物强化等两种硒生物强化的实践方法,以及利用硒生物强化缓解重金属毒性减少积累;最后,提出了植物硒代谢及硒生物强化研究的前沿问题,以期为改善人体硒营养水平提高人体健康状况提供理论和实践依据。     

紫黑米种质功能成分综合研究与利用

紫黑米富含花青素、黄酮、多酚等功能成分,着重介绍了花青素等功能成分的含量差异及其影响因素、功能研究、基于代谢机理与育种及食品加工工艺的功能成分强化研究、功能成分的利用及提取工艺等领域的研究进展。针对国内外紫黑米功能成分综合研究利用进展,提出紫黑米的育种利用、食品保健、医药研发和分子机理研究及其新型功能食品研制与产业化对策,以期为紫黑米相关研究提供参考。     

大花三色堇育种研究进展

该文概括总结了目前国内外有关大花三色堇(Viola × wittrockiana Gams.)的种质资源、主要性状遗传改良和育种技术等方面的研究进展。大花三色堇品种丰富, 且近缘种众多; 国内外对大花三色堇的主要观赏性状、营养性状及抗性等的遗传与改良进行了较为细致的研究; 通过采用杂交育种、多倍体育种、诱变育种和组织培养等技术取得了众多研究成果。雄性不育、花色花斑遗传规律和生物技术成为大花三色堇育种研究的工作重点。我国今后应在保护和利用其种质资源的基础上, 加快对大花三色堇新品种的培育。     

大花三色堇育种研究进展

该文概括总结了目前国内外有关大花三色堇（Viola × wittrockiana Gams.）的种质资源、主要性状遗传改良和育种技术等方面的研究进展。大花三色堇品种丰富, 且近缘种众多; 国内外对大花三色堇的主要观赏性状、营养性状及抗性等的遗传与改良进行了较为细致的研究; 通过采用杂交育种、多倍体育种、诱变育种和组织培养等技术取得了众多研究成果。雄性不育、花色花斑遗传规律和生物技术成为大花三色堇育种研究的工作重点。我国今后应在保护和利用其种质资源的基础上, 加快对大花三色堇新品种的培育。     

作物叶酸生物强化

叶酸(folates)是一类水溶性B族维生素,包括四氢叶酸(tetrahydrofolate,THF)及其衍生物,是动植物体中参与C1转移反应的重要辅酶,在嘌呤、胸苷酸、DNA、氨基酸和蛋白质的生物合成以及甲基循环中发挥重要作用,也是动植物体生长发育所必需的微量营养素。由于人类不具备自身合成叶酸的能力,因此,需要从植物和微生物中摄取。人类缺乏叶酸会增加许多疾病风险,全球叶酸缺乏的人群仍比较普遍,利用生物强化提高作物的叶酸含量是一个解决全球性叶酸缺乏问题的有效方法,对人类生存与健康具有重要意义。现综述了近年来国内外叶酸代谢和作物叶酸生物强化的主要研究成果,并对叶酸生物强化分子设计育种的未来发展方向进行了展望。     

植物维生素E生物强化研究进展

维生素E是一种只能在光合组织中合成的脂溶性小分子有机化合物,是人体和动物营养不可缺少的重要维生素。由于植物中维生素E含量较低,人类大多处于慢性缺乏维生素E--“隐性饥饿”的状态,而动物饲料中则需要添加外源合成的维生素E以满足其营养需求。因此,提高植物中维生素E的含量是改善维生素E缺乏的重要途径之一。从维生素E的合成途径入手,详细地综述了维生素E合成关键酶基因的表达变化以及前体物质的含量变化对维生素E合成的影响,发现三烯生育酚和α-生育酚的生物强化效果较好,而生育酚总量提高受限;进而从遗传的角度探讨了维生素E合成受限的原因以及遗传上可能影响维生素E合成的其他代谢途径;最后结合可能影响维生素E合成的调控因子以及其前体物质的转运等方面为今后维生素E的生物强化提出了新的思路。     

苦荞种质资源评价及遗传育种研究展望

苦荞起源于中国西藏喜马拉雅地区,有上千年的栽培历史。苦荞富含蛋白质、氨基酸、不饱和脂肪酸等丰富的营养物质和黄铜、酚酸等生物活性物质,是药食同源作物。近年来,苦荞的营养保健功能逐渐得到认可,需求量日益增加,苦荞产业也得到了快速发展。中国有着极其丰富的苦荞种质资源(883份),但中国苦荞育种起步晚,育种技术落后,专用型苦荞品种缺乏,严重限制了其产业的发展。该研究对当前中国苦荞种质资源的收集与保存、评价(包括农艺性状、营养成分、功能成分以及抗逆性)和育种等方面的研究进展进行综述,对存在的问题进行了阐述,并对未来中国苦荞育种研究进行了分析展望,以期为中国苦荞研究及育种工作提供参考。     

紫心甘薯育种现状及展望

紫心甘薯中富含花青素等多种营养成分,具有抗氧化、抗突变、抗菌、保护肝脏、预防心血管疾病等多种生理功能,目前国内外以紫心甘薯为原料已开发出一系列加工产品,紫心甘薯的开发利用已引起广泛的关注,紫心甘薯品种的选育也越来越受到重视。本文就紫心甘薯的种质创新、性状的遗传、相关性研究和国内外紫心甘薯品种选育现状进行了概述,并对我国今后的紫心甘薯育种提出了展望。     

隐性饥饿的研究现状与应对策略

为了进一步系统研究隐性饥饿问题,对隐性饥饿的概念与危害及医学检验、食物强化、生物强化等方面的研究进展进行综述。提出面对隐性饥饿要强化系统理念,努力提高国家、地方和家庭经济水平,健全体检制度、丰富食物多样性、有针对性地开展食物强化与生物强化。     

健康中国,营养先行

正饱腹,并不等同于脱离饥饿!虽然全球抗击饥饿的成果显著,但是另外一种因微量营养素摄入不足而导致的"隐性饥饿"却正在悄悄地危害着人类健康。膳食中长期缺乏铁、锌、维生素A等必需微量营养素,将直接导致机体健康受损或营养失衡,引发生长发育缺陷或各种疾病。"隐性饥饿"通常很难被发现和意识到,且由其所造成的不良影响往往具有滞后性而被忽略其重要性。2016年6月17日国际食物政策研究所(IFPRI)发布的《2016年全球营养报告》指出,全球有三分之一的人口营养不良,营养不良已成为一种全球"新常态"。我国隐性饥饿及营养失衡人口在全球排第二位,隐性饥饿、超重和肥胖人数是1991年的1.5~2倍,近10年来消