生物化学调控与农业

生物化学调控简称化控。它是本世纪中叶农业上兴起的新事物,是植物生理继化学施肥之后,对农业的又一重大贡献。利用小量的生物化学制剂,施用在植株上或土壤中,即可调节控制作物发展的进程。从种子萌动起,生根、发芽、抽枝、展叶、开花、受粉、结实,直到成熟死亡,每一过程都能用化控加以调节。化控在农用药剂中,异军突起,用途广泛,在品种与数量上,一、二十年间一跃而居首位！我国正在进行的田间作业改革,引用化控技术,可以促进收获器官的发育和控制冗余部位的生长而得高产;用制剂喷洒可轻而易举地代替田间繁重劳动而得高效;及时供应完备的营养与改进代谢来得到优质。 生物化学调控的理论依据 下列植物生理的理论研究成果,是生物化学调控技术的依据。     

微生物菌肥在农业生产中的价值和应用

随着农业生产技术的提升，人们越来越注重利用高效的生物防治技术来预防农业病虫害，如微生物菌肥。通过有效施用微生物菌肥能促使植株生长、增加作物产量。但从目前微生物菌肥在农业生产中的应用现状来看，由于对微生物菌肥的常规应用方法不够熟悉，农户只认可NPK含量高的肥料，而忽略了长期利用化肥对土壤的破坏，微生物菌肥可以很好地弥补这一不足。尤其是在如今绿色农业可持续发展战略要求深入人心的背景下，微生物菌肥具有良好的发展前景，将成为未来肥料领域的重要成员。     

利用生物技术创建主要作物雄性不育杂交育种和制种的技术体系

雄性不育技术在作物杂种优势利用和杂交种生产中发挥着重要作用。基于核质互作雄性不育的“三系法”与光温敏核不育的“两系法”已经在水稻等主要作物的杂交制种中获得了广泛应用,但是存在着资源利用效率低、育性不稳定、易受外界环境影响等诸多问题。近三十年来,利用生物技术创建不同类型的植物雄性不育系取得了一系列突破性进展。主要针对玉米、水稻、小麦三大作物的基因工程雄性不育技术的最新进展进行总结,特别详细地描述了本实验室最近研究创制的玉米多控不育技术体系,以期为相关研究和产业化应用提供技术参考。     

无机焦磷酸化酶基因转化甘蔗的遗传研究

甘蔗是我国最为重要的糖料作物,也是一种重要的能源作物,提高甘蔗的含糖量是甘蔗育种的主要目标.通过农杆菌介导法将无机焦磷酸化酶(PPase)基因导入甘蔗,以期获得提高蔗糖含量的转基因植株.经过PPT抗性筛选获得72株抗性植株,并对其进行PPase基因和bar筛选标记基因的双重PCR检测,其中有13株都呈阳性.结果初步证明无机焦磷酸化酶基因已整合到甘蔗的基因组中.     

农业其它

<正>生物技术可望在九十年代和九十年代后对作物改良和生产力起重要的作用。早期的进展可能是选择无害微生物农药和将1~3个基因转移给关键农作物。虽然微生物农药在技术上是相当简单的,但是用重组技术从遗传上改良作物植株,则有一些技术问题有待解决。起始的工作是发展转化载体     

植物非编码RNA调控春化作用的表观遗传

在自然界中许多高等植物需要通过冬季的低温阶段实现从营养生长到生殖生长的时期转化,这一生物学过程称作春化作用。小麦(Triticum aestivum L.)和油菜(Brassica napus L.)等作物以种子为产品器官,生产上往往通过茬口安排和栽培措施使植株尽早通过春化作用,以促进花芽形成和花器官发育,而大白菜(B rapa ssp.pekinenesis)和甘蓝(B.oleracea)等作物以叶球等营养器官作为产品器官,生产上则设法避免低温引起的春化作用,以保证产品器官的充分生长。FLOWERING LOCUS C(FLC)作为一种重要的开花抑制蛋白负调控春化作用,参与植株从营养生长向生殖生长的转化过程。文章综述了春化中FLC表达受抑制主要通过低温诱导表达FLC基因区域的非编码RNA以及VRN1、VRN2、VIN3等蛋白参与介导组蛋白甲基化,从而在表观遗传上控制春化作用的进程和产品器官的正常发育。     

"稻-蛛-螺"种养生态调控复合模式的综合效益研究

通过对全国稻田蜘蛛地理区系分布特点、群落结构和功能的多年研究,结合湖南岳阳君山实施的稻田生物灾害生态调控大田示范实验,提出了“稻-蛛-螺”种养生态调控复合模式.本模式采用“保蛛控虫,养螺灭草肥田,辅以高效生物农药控制爆发性害虫”等主要配套措施.2002～2003年在岳阳君山区示范试验结果表明:采取“以蛛控虫、养螺灭草”的主要措施,调控田化学农药用量降低了65%,土壤和稻谷的甲胺磷含量均低于化防田,但物种多样性指数明显高于化防田,能有效地保护稻区的生物多样性;调控田的杂草群落由于南美螺的啃食而显著低于化防田,同时由于螺的大量排泄物可以补充作物生长发育所需要的营养,无需追肥,降低了化肥用量;因实施了种养立体化,调控田的土地生产率、产值利税率、农副产品商品率和纯收入均高于化防田.     

从大豆及豌豆下胚轴愈伤组织诱导幼苗成功

近年来植物细胞和组织培养技术不仅广泛用于生物学研究,而且日渐应用于植物育种。最近我国用花药培养方法快速育成烟草新品种“单育一号”就是用组织培养技术解决生产问题的一个例子。在植物组织培养研究中,诱导愈伤组织分化植株是一个重要问题。目前虽然已有几十种植物的离体细胞、组织或花粉通过人工诱导再生植株,但一些有重要经济价值的作物如大豆、玉米等尚未见成功的报道。特别是豆科植物愈伤组织的幼苗分化比较困难。     

马尾松高效再生体系的建立(简报)

利用组织培养技术快速繁殖针叶树,不仅为植树造林所需大量苗木开辟了一条快速高效的新途径,是生产优良无性系的捷径,而且也是植物基因工程技术应用于针叶树品种改良的前提条件。它将在林木种苗产业化和林木良种化进程中发挥重要作用。针叶树的离体培养和植株再生一直是植物组织培养研究中难度较大的一个领域。近几十年来,随着世界各国对发展无性系育林业的日益重视,针叶树组织培养研究取得了很大的进展[1-3]。马尾松(Pinus massoniana Lamb.)是我国南方主要的造林及绿化树种,其木材和松脂具有重要的经济价值。然而在生产实践中,种子园种子…     

旱地作物生态工程的设计

旱地作物生态工程是运用生态学和系统科学的原理和方法而设计和组建的旱地作物生产工艺体系。它把作物及其环境作为一个系统,统筹兼顾,相互协调,全面安排,综合利用。其最终目标是建立高效的,相对平衡的旱地作物生态系统。工程的最大特点在于它的整体性和综合性。它是作物先进生产技术的科学组装     

水稻单倍体再生苗的人工加倍及其后代遗传学观察

几年来的花培实践表明,水稻花粉植株中单倍体比例一般占30—50％。随着花药培养技术的不断发展,单倍体植株的人工加倍已日益成为单倍体育种研究的重要内容之一。由于籼稻花粉植株诱导频率较低,加上单倍体植株娇嫩细弱,目前尚缺乏高效而又安全的加倍方法。     

新型定点重组酶系统在植物基因转化和基因叠加中的应用前景

定点重组转基因技术是调节外源基因表达, 提高转基因效率的重要手段之一。核苷酸的重组反应介导基因之间的易位、倒位、删除和整合, 从而影响基因在不同组织器官和不同发育阶段的表达。将位点特异性重组系统应用在转基因技术中, 不仅可以用来在短时间内获得大量结构正常, 表达稳定的转化植株, 提供育种新资源, 还可用于高效鉴定新基因的功能。基于定点重组的基因叠加技术使转基因作物向复合型性状聚合体的方向发展, 加快了新品系的研发进程, 将为我国转基因作物的研发提供新的技术思路。     

苎麻组织培养植株的大田实验及其主要经济性状

已有多种植物通过组织培养进行快速繁殖。苎麻[Boehmeria nivea(L.) Gaud]是我国重要的多年生纤维作物之一,生产上急需解决快速繁殖优良品系问题。1980年作者从苎麻“黑皮蔸”品种的子叶、下胚轴、茎、叶等诱导出再生植株后,又开展了腋生株繁殖技术的研究,并对大田生长的组培植株进行了观察。近年来颜昌敬等也用苎     

伤根对玉米光合作用和水分利用效率的影响

1　引　　言在世界范围内 ,水资源的短缺日益受到人们的关注 ,农业水资源的高效利用已是世界农业亟待解决的主要问题 .因此 ,现代农业不应再单纯满足于高产 ,还应着眼于节约资源 ,提高水资源利用效率 .近年来 ,为了提高产量及水分利用效率 ,农业科技工作者在植物 水分方面做了大量的工作[1～ 3 ,5～ 7,9～ 12 ] .在人类的农业生产实践中 ,水稻插秧、幼苗移栽以及对作物的中耕等都可以使植株生长状况好转 ,作物产量提高 ,而这些措施都会对植物根系产生一定的影响 .对作物根系进行人为的伤害 ,也可能会改善作物生长状况 ,调节作物对有限土壤水…     

通过矿盐浓度的调整筛选小麦花药培养基

近年来,利用作物花药离体培养法诱导花粉植株,为进行单倍体育种提供了一种新的技术方法,并在某些作物的育种方面取得了一定成绩。就小麦的花粉单倍体培养来说,提高花粉愈伤组织诱导频率和分化频率是关系到这一方法能否应用于育种实践的关键,而培养基筛选的研究,又是提高花粉愈伤组织诱导频率和花粉植株分化频率的重要因素之一。朱至清等通过氮源调整试     

反义基因促进芥菜形态发生

新加坡大学利用编码1-氨基环丙烷-1-羧酸盐(ACC)氧化酶(一种催化ACC转化成乙烯的酶)的反义基因转化了芥菜植株。结果发现,与未转化的对照植株相比,转基因植株的乙烯生产量降低,离体培养物再生苗能力显著增加。高效再生性转基因植株始终保持ACC氧化酶活性和乙烯生产量降低。在R1代亦出现反义基因的效应。     

植物细胞全能性和再生

细胞全能性和多能性是植物再生的细胞学基础. 2005年, Science杂志公布了125个最具挑战性的科学问题,其中植物细胞全能性被列为最重要的25个科学问题之一.植物体细胞的命运如何在激素作用下进行重编程,通过细胞分裂和分化发育成为一个独立的植株或器官是建立植物高效再生方法的理论基础.植物再生技术的发展和基因组编辑技术的应用将引领作物分子育种技术的变革,培育出更多高产、多抗、环境友好的未来作物,助推世界农业的可持续发展.本文回顾了新中国成立70年以来我国在植物组织培养和细胞全能性领域的研究成果和发展历程,通过总结国内外最新的研究进展提出本领域亟需回答的重要科学问题以及学科将来的发展方向.     

花生(Arachis hypogaea)叶片愈伤组织的诱导与植株再生

在农业生产上应用植物组织培养技术对有些作物来说,有可能加速良种的繁殖、优良突变体的选择以及克服一些常规育种难以解决的问题等等。因此,在农业生产上正在逐步为人们所接受,并在许多大田作物上成功地诱导出再生植株。本文报道花生叶组织诱导植株再生的结果,以探索组织培养在花生生产上应用的可能性。     

胜红蓟化感作用研究 Ⅷ.植株对花生和相关杂草的田间化感效应

在田间条件下,胜红蓟化感效应与处理植株的方式和时间显相关。覆盖处理对花生出苗和生长不产生化感抑制效应,而是显示一定的促进效应,翻埋处理对花生出苗和生长都产生显的化感抑制效应,然而覆盖处理30d,翻埋处理10d后再播种花生,花生出苗均受显抑制,两种处理都能减少许多杂草的萌发,但对不同种属杂草萌发的抑制作用有差异。进一步用高效液相色谱（HPLC）技术研究证实;覆盖处理条件下,胜红蓟植株直到第14天才向土壤中缓慢释放化感物质胜红蓟素,第30天达到最大值后逐渐减少,而翻埋处理的第2天,植株就向土壤中释放胜红蓟素,第10天达到最大值后缓慢减少,但第26天后土壤中胜红蓟素含量又上升,然后再逐步下降。这些结果显示不同处理条件下,胜红蓟植株对花生和相关杂草的田间化感效应是与胜红蓟植株在不同时间释放的化感物质在土壤中的存在状态和有效作用浓度显相关的。     

生物工程在作物育种中的应用

生物工程是生物学、生物化学、微生物学和化学工程在工农业生产诸方面的应用,它包括发酵工程、酶工程、遗传工程和细胞工程等。以往作物育种多半是在产生完整植株过程终了时,挑选那些具有高产或抗病等性状的植物个体,或者利用嫁接、杂交和辐射等技术进行作物育种。自七十年代后,由于生物学技术发展,人们在坚持传统育种的同时又从生物工程方面对它进行了研究,以期改良作物和弄清高等植物发育机制问题。