利用合成生物学原理提高光合作用效率的研究进展

我国人口增多与耕地面积减少的矛盾日益突出,粮食安全已成为我国国民经济可持续发展的重要保障。光合作用是作物产量形成的物质基础,提高作物光能利用效率是提高作物产量的重要途径之一。本文从光合作用过程中光能高效吸收、传递与转化,光能高效利用和碳同化等三大模块综述了近期科学家利用合成生物学对光合作用改造的最新进展。最后我们对其在农业中的应用前景进行了展望,通过合成生物学原理提高光合作用效率可能将为增加粮食产量提供重要理论支撑和关键生物技术。     

光合作用与农业生产

光合作用被誉为是地球上最重要的化学反应,没有光合作用就不可能有人类社会的产生和发展。光合作用是作物产量形成的物质基础,如何充分利用太阳能进行光合作用是农业生产中的一个根本性问题。文章从作物光能利用率与光合作用效率、光合作用过程及其运转的调控、农业发展动向与高光效三个方面简要分析了光合作用与农业生产的关系,以期为今后的相关研究提供一些思考。     

高技术产业化为我国现代农业发展插上腾飞的翅膀

我国是世界农业生产和农产品消费大国,大力发展现代农业、大幅度提高农业综合生产能力．切实保障粮食安全和食品有效供给,对于维护安定团结的政治局面、稳定经济社会发展的基础、全面建设小康社会、实现科学与和谐发展具有牵一发而动全身的战略地位和重要作用。在党中央和国务院的长期高度重视下,我国农业实现了农产品供给由长期短缺到总量基本平衡、丰年有余的历史性转变,创造了世界农业发展的奇迹,不仅保障了国内粮食安全和食品有效供给,而且对全球粮食生产和市场供应起到了稳定器的作用。     

贵州省粮食安全的综合评价分析

贵州省地处我国西南部,农业基础条件落后,贫困人口众多,粮食安全问题令人关注。为明确贵州省的粮食安全状况,保障贵州省的粮食安全,从粮食生产资源、粮食供给量和稳定性、粮食获取能力等3个方面选取15项指标,构建贵州省的粮食安全评价体系;运用熵值法,对1998—2014年贵州省的粮食安全状况进行定量评价。结果表明：尽管贵州省粮食供给量和稳定性较低,但贵州省粮食安全水平总体是上升的;财政支农支出、道路密集度、人均耕地面积和有效灌溉面积是影响贵州省粮食安全的主要因素。     

小麦育种行业创新现状与发展趋势

小麦是重要的粮食作物,我国是世界最大的小麦生产国和消费国,发展小麦生产对保障我国粮食安全和市场需求具有重要作用。本文分析和阐述了我国小麦生产现状、存在的主要问题和未来发展趋势,对2017年小麦重要研究成果进行了总结。     

美国农场规模、收入及对我国的启示

通过对美国农场发展的现状、基本特点以及现存问题进行归纳和研究,结合我国农业发展实情得出启示：随着农业生产规模化水平的提高,未来新型农业经营主体将成为我国粮食安全保障的重要力量,农户收入也将会超过当地平均收入水平;此外,我国应注重培养新一代农业接班人,发展劳动密集型有机农产品。     

光合作用及其模拟技术在人类疾病治疗中的应用

光合作用的深入研究和模拟极大地促进了人类社会的发展。本文简单总结提高光合作用效率、通过光合作用模拟及蓝藻基因工程改造生产清洁能源分别在粮食安全和生态文明建设中的作用,详细综述利用藻类光合作用生产氧气在心脏病、肿瘤、糖尿病慢性伤口愈合和中风等缺氧疾病治疗中的应用,以及模拟叶绿素光反应的光动力治疗技术在下肢炎症、肿瘤、动脉粥样硬化、皮肤病、口腔疾病、皮肤伤口愈合和年龄相关性黄斑变性等疾病治疗中的应用,为光合作用的拓展应用提供一定的参考。     

江苏省水稻品质性状遗传和重要基因克隆研究进展

水稻(Oryza sativa L.)是保障我国粮食安全和农业可持续发展的主粮作物,江苏是我国重要的水稻种植区.经过40多年的发展,江苏水稻产量和品质性状研究都取得了重要进展.稻米品质性状组成复杂,涉及生产、加工、销售和消费多方面.本文对江苏省水稻几个主要品质性状的遗传研究历程进行了概括,重点对水稻外观品质、蒸煮食味品...     

玉米育种行业创新现状与发展趋势

玉米是全世界也是我国种植范围最广、用途最多、总产量最高的作物。发展玉米生产对保障我国粮食安全和满足市场需要发挥着至关重要的作用。本文分析和阐述了我国玉米生产的现状、现阶段的主要问题及未来的发展趋势,并提出了相应的对策和建议。此外,对2017年玉米主要研究进展进行了总结。     

“光生物学”在农业生产上的应用——崭露头角的有色地膜介绍

地膜覆盖是一项新兴的农业栽培技术,它已在我国农业生产中推广使用,并取得了显著的增产效果。近年来,地膜覆盖技术又有了新的发展,有色地膜在农业生产中的应用已开始崭露头角,它犹如一朵艳丽的鲜花正在开放。大家知道,绿色植物只有在光照下才能进行光合作用,科学工作者在观察和研究植物的光合作用时,发现了一个有趣的现象:不同的植物喜欢不同的色光。有的     

全球气候变化对农业生态系统的影响研究进展

全球大气中CO2浓度升高、气温升高及降水量的变化等是全球气候变化对农业生产和农业生态系统影响最为重要的几个生态因子,其影响主要表现在对农作物产量、生长发育、病虫害、农业水资源及农业生态系统结构和功能等方面.在过去的几十年,全球气候变化已对我国农业和农业生态系统,特别是我国北方旱区农业造成重大影响,其中不少影响是负面的或不利的.本文综述了全球气候变化对农业水资源、农田土壤养分变化、农作物生长发育、农作物病虫害与杂草、粮食安全及农业生态系统的结构和功能等方面的影响.针对21世纪全球气候变化对我国农业生产和农业生态系统带来的挑战,探讨了今后研究的重点和难点问题.     

光合作用的科学前沿

光合作用是生物体将光能转化为化学能的过程。由于地球人口的迅速膨胀,可以说光合作用不仅仅是生命科学中的重大基础理论问题,而且与当今人类面临的粮食危机、能源危机、资源危机和环境变化等问题的解决密切相关。这是因为：提高农作物光能转化和利用效率是农业增产的核心问题;人类今天所用燃料主要是远古和当今植物光合作用产物转化而来;光合作用吸收二氧化碳对于减缓地球大气层的温室效应具有很大作用。     

探究生物燃料对于我国粮食生产的重要性

本文对生物燃料对我国粮食生产的积极作用进行了分析,发展生物燃料可以更好的优化我国的粮食生产结构和效率,并且优化粮食安全在财政方面投入的成本,让粮食生产效率更高。     

关于组织开展太阳能生物利用调研的建议

七十年代以来,能源、食物、环境、人口和资源五大问题受到世界各国普遍的重视。它们均与光合作用有非常密切的关系。我们所吃的食物,无论是粮食、蔬菜或鱼、肉、禽、蛋等都直接或间接来源于植物光合作用;工业中所用的许多原料,从棉花、木材、油脂、纸浆到其它数不清门类的物资都需要植物光合作用来提供;生产和生活中所消耗的能源,包括煤炭、石油、天然气和柴薪、沼气,都是古代或当代光合作用产物所变成的:人类赖以生存的大气环境中的合适气体成分,尤其是氧和二氧化碳的平衡,都全靠植物光合作用来建立和维持的。因此,植物的光合作用及其产物的转化利用不但是科学研究的一个基本问题。而且对国民经济、生产建设及人民生活也是非常重要的。     

光合作用在世纪之交的研究动向

当前光合作用的研究动向大致可分为３个方面：１）深入探讨光合作用反应机理,结构功能,特别是关于从水分子释放出氧气的过程和腺三磷的合成机理;２）了解光合机构的组装,运转与调节,包括叶绿体有关组分的生物合成与组装,光合作用各部分反应间的弹性衔接和协调,光合机构的运转与植物其它生命活动的配合及对环境变动的适应,在分子水平上进行生理研究等;３）研究与光合作用有关的生产实践上的重大问题,如农业生产和生态环境的     

中国粮食安全问题研究进展——基于CSSCI文献计量的综述

运用文献计量分析方法，基于CSSCI来源期刊1998—2019年的“粮食安全”相关文献，对我国粮食安全问题研究动态进行梳理分析。粮食安全研究领域发文量多年来变化不明显，粮食生产、粮食产量、国家粮食安全、粮食政策是比较重要的关键词，多集中于粮食安全的概念内涵与评价体系，供给和需求、政策和国际环境等因素对粮食安全的影响。研究动态上还表现出今后可能在粮食安全的概念内涵以及评价指标、可持续发展与粮食安全、提高粮食综合生产力、政府粮食安全政策与战略研究等方面继续探索。     

基于农户尺度的陕北退耕区粮食安全

对陕北退耕区米脂县(人口高密度区)和吴起县(低密度区)农户尺度粮食生产能力进行分析,应用最小人均耕地面积和生产函数方法研究了该区粮食安全状况及影响因素.结果表明:人口低密度区的粮食生产能力可基本保障其粮食安全,而人口高密度区不能确保粮食安全;基本农田面积和农业科技投入是影响农户粮食安全的主要因素,劳动力投入、素质和粮食补贴也有正向影响,但目前的农业科技水平和劳动力素质未达到粮食生产能力的囤蓄要求.应加大基本农田和农业科学技术的囤蓄力度,达到最小人均基本农田0.14 hm2,重视农业劳动力的技术培训,并制定合理的退耕后续政策.     

烤烟-粮经作物间套作模式及在重庆的应用

间套作种植模式作为中国农业传统遗产,既可提高质量,又能增加经济收入,在我国粮食增长与农业增收中一直发挥着重要作用.仓禀实而民心安,粮食安全是“国之大者”;而烟草是我国重要的经济作物,是国家税收的重要来源.在国家强化粮食安全背景下,烟粮争地问题愈来愈突出.在烟区发展烤烟-粮经作物间套作种植模式,形成以烟稳粮、以烟促粮的良好局面,具有重要意义.本文综述了烤烟间套作生理生态效应、套作对烟叶产质量及病害的影响、烟草适宜的间套作作物、烤烟套作存在的问题及其解决措施等,并对重庆市第一烤烟种植大县彭水县发展烤烟间套作种植模式进行了展望.     

跨农业:研制水稻智能育种机器人的探讨

当前我国面临粮食需求持续增加但粮食产量增速明显放缓的粮食安全问题,探索育种新技术新方法的创新是实现作物新品种选育重大突破,促进粮食单产和总产较大幅度稳步提高,保障我国粮食安全的关键和核心。在结合传统农业研究理论和方法的基础上,探索一种整合多学科的"跨农业"研究模式,可为实现上述目标提供全新的思维和研究模式。"跨农业"是现代农业概念的延伸和发展,是指在面临全球气候变化、资源短缺和粮食安全等重大农业问题背景下,整合政治、经济、科技和农业等各学科领域的优势资源,开展跨学科、跨领域和跨产业的联合攻关与集成创新,以解决重大农业问题的研究模式和解决方案。目前水稻育种理论、基因组学、表型组学、图像识别与处理技术、自动化技术和信息技术的快速发展已为这种"跨农业"的研究模式提供了必要条件。论文在"跨农业"思维指导下,结合课题组在"种子基因分型仪及水稻SSR指纹图谱云计算终端"上的联合研制工作,对水稻智能育种机器人的研制背景、基础与技术条件、可行性、研制方案和应用前景等进行了分析、探讨和展望。     

转基因作物将为我国农业发展注入新动力

随着基因组学研究和生物技术的不断突破,应用生物技术改良农作物品种正成为引发新的农业技术革命的关键。由于转基因品种在生产上表现出的巨大效益,其研发和产业化在全球迅猛发展,并逐渐成为世界各国抢占的生物技术制高点。本文从转基因技术的内涵、国际转基因作物的研发态势、我国转基因作物的研发和产业化现状等方面进行阐述,探讨了大力发展转基因作物对于解决我国目前农业生产上面临的挑战、保障我国粮食安全和农业可持续发展的重要意义。