水稻垩白性状遗传育种研究进展

水稻(Oryza sativa L.)垩白包括垩白率和垩白度,是重要的外观品质之一,对其他品质性状也有重要影响,阐明水稻垩白性状的遗传机制十分重要。近年来随着水稻功能基因组学和分子标记技术的发展,越来越多的垩白基因获得了克隆。本文综述了水稻垩白的评价指标、与其他品质性状的关系、遗传基础、垩白QTL定位和垩白基因克隆,并提出了借助显性核不育系进行轮回选择改良水稻垩白的分子育种策略,以期为水稻垩白性状的分子改良提供参考和借鉴。     

鱼类经济性状遗传解析及分子育种应用研究

人类需要不断改良养殖鱼类的生产性状以提供更多优质的动物蛋白.鱼类的经济性状由多基因的数量性状位点所控制,其中大部分基因是微效的,但是少数基因可能具有决定性的影响.基于近10年来遗传学和基因组学研究中的主要进展,本文简要介绍和评述一些重要养殖鱼类在生长、抗病(逆)、性别等经济性状开展分子育种基础和应用研究的状况,探讨组学和下一代测序技术在鱼类经济性状遗传解析和分子设计育种中的应用潜力.这些研究有助于最终揭示鱼类经济性状的遗传调控机制并将相关研究成果应用于养殖鱼类目标性状的遗传改良.     

茄子果实相关农艺性状全基因组关联分析研究进展与展望

茄子是重要的园艺作物,也是茄科植物中种植最广泛的蔬菜之一。茄子果实相关农艺性状是一种复杂的数量性状,传统育种选育效率低、周期长。高通量测序技术与生物信息学技术的快速发展,使得全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)在解析茄子果实相关复杂农艺性状的遗传规律方面展现出巨大的应用前景。本文对全基因组关联分析在茄子的果形、果色等果实相关农艺性状中的研究进展进行了综述;针对茄子数量性状遗传研究中普遍存在的“丢失遗传力”(missing heritability)问题,从4个GWAS策略在茄子果实相关农艺性状研究中的应用热点出发,提出了未来茄子GWAS的发展对策;并结合当前茄子遗传改良的实践需求,展望了GWAS策略在茄子分子育种领域的广阔应用前景。本文为今后利用GWAS解析各种茄子果实相关性状的遗传基础以及选育符合消费者需求的果实材料提供了理论依据和参考。     

短柄草与麦类作物的比较基因组学研究进展

麦类作物是人类主要的食物来源,其遗传改良对于保障世界粮食生产具有重要作用。获得麦类作物的基因组和功能基因组信息是作物遗传育种学家解析种质资源高产及抗逆机理,并准确选择目标性状、实现分子设计育种目标的有效途径。目前,二穗短柄草（Brachypodium distachyum）是早熟禾亚科中唯一完成全基因组测序的植物。以二穗短柄草为模式植物,利用比较基因组学方法获得早熟禾亚科中基因组庞大而复杂的麦类作物的相关信息,必将加速麦类作物的遗传改良进程。本文重点介绍近十年来短柄草在麦类作物比较基因组学方面的研究进展。     

小麦叶型遗传的初步研究

近代作物育种学从群体光能利用的观点出 发,研究作物的各个性状在产量形成过程中的 生理作用,考虑有关性状的改良间题,从而引进 了“生理育种”的新概念。在这个观点指导下, 许多研究者从生理学的角度,阐明了叶片的不 同形态在提高光能利用率上的作用,证明了在 高产栽培条件下,直立的叶片比平伸的叶片更 为有利。这样,在小麦高产育种中叶片形态成 了育种目标之一。但是,迄今为止,关于叶型遗 传的研究资料很少。为了给株型育种提供遗传 学的实验依据,作者自1973年以来,研究了小 麦株叶型遗传问题。本文将报告有关叶片的开 张角、长度、宽度和叶面积等性状遗传的实验结 果。     

冬小麦数量性状的遗传模式

对被改良性状的遗传基础的了解,是开展有效育种的基本条件。本文试图对小麦一些重要性状进行遗传模式分析,估算其遗传分量和这些分量在育种中的应用。     

冬小麦数量性状的遗传模式

对被改良性状的遗传基础的了解,是开展有效育种的基本条件。本文试图对小麦一些重要性状进行遗传模式分析,估算其遗传分量和这些分量在育种中的应用。     

60份国内外藜麦材料子粒的品质性状分析

研究藜麦子粒的品质性状,可以为藜麦育种、加工及消费提供参考。本研究对4份国内和56份国外藜麦材料子粒的品质性状进行了分析,结果表明60份藜麦材料子粒的千粒重、灰分、蛋白质、淀粉、脂肪、粗纤维、总黄酮和总多酚平均含量分别为4.23 g、2.28%、14.03%、57.71%、6.53%、2.46%、1.83 mg/g和1.49 mg/g。国内藜麦材料的灰分、蛋白质和总多酚平均含量较高,分别为3.47%、14.92%和1.78 mg/g;秘鲁藜麦材料的脂肪、粗纤维和总黄酮平均含量较高,分别为6.69%、2.66%和2.03 mg/g;美国藜麦材料的淀粉平均含量较高,为59.91%;玻利维亚藜麦材料的千粒重较高,为4.32 g;不同子粒颜色藜麦材料之间的品质存在差异,黑色藜麦材料的蛋白质含量较高,白色和红色藜麦材料的淀粉含量较高,红色和黑色藜麦材料的粗纤维、总黄酮和总多酚含量较高。     

重新设计与快速驯化创造新型作物

作物驯化和遗传改良对于产量性状的过分追求常导致其抗逆性和遗传多样性的降低,在全球气候变化加剧和自然灾害频发的大背景下,该效应使得世界粮食稳产和食物安全面临威胁,亟需创新育种策略。作物重新设计与快速驯化是指选用耐逆、品质营养等性状或其他目标性状优异的野生或者半野生植物,综合运用基因组学、基因编辑和合成生物学等方法,对其农艺性状进行重新设计,在保持其原有优异性状的前提下,快速驯化获得新型作物的全新育种策略。本文回顾了作物驯化的发展历程及其对农业发展和人类文明的贡献,着重阐述了育种策略创新的紧迫性,并对作物重新设计与快速驯化创造新型作物的可行性、最新进展和发展前景进行探讨和展望。     

水稻QTL定位研究进展

水稻的许多重要农艺性状均属于数量性状,研究水稻数量性状遗传对水稻育种具有十分重要的意义.近年来大量的研究揭示了水稻QTL的基本特征,剖析了重要农艺性状的遗传基础,给水稻遗传改良带来了新策略,不断深入的研究已经完成了水稻特定数量基因的精细定位和克隆,到目前为止已经有一万多个水稻QTL进行了定位,其中有19个进行了克隆,这对水稻育种具有十分重要的意义.本文主要综述了QTL定位的理论基础,水稻QTL定位的研究进展,并对水稻QTL研究的趋势进行了展望.     

普通菜豆基因组学及抗炭疽病遗传研究进展

普通菜豆是重要的食用豆类之一,在世界各大洲普遍种植。近年来,普通菜豆在遗传图谱构建、新标记开发与利用、抗性基因定位以及比较基因组学等方面取得了很大进展。遗传连锁图谱的构建是基因定位与克隆的基础,是遗传研究中的重要内容;利用分子连锁图谱鉴定、标记和定位抗病基因将在种质改良和分子标记辅助育种方面发挥重要作用。豆科植物比较基因组学的研究成果为菜豆遗传连锁图谱的发展提供了新的思路。本文从普通菜豆遗传连锁图谱的获得、普通菜豆与大豆同线性比较以及抗炭疽病基因定位等方面进行了综述,以期为普通菜豆遗传改良和抗病育种提供参考。 关键词：普通菜豆;遗传连锁图;同线性比较;抗菜豆炭疽病     

筱麦主要性状遗传力和遗传相关性的初步研究

筱麦育种工作的一个重要环节是在筱麦杂 种群体或人工引变群体中选择合乎需要的理想 材料。因此,了解筱麦主要性状的遗传力和遗 传相关性,对于指导育种工作具有一定的积极 作用。本文对筱麦品种主要性状的遗传参数进 行了初步探讨,为提高育种效果提供依据。     

基于作物种质资源的优异等位基因挖掘：进展与展望

作物种质资源中蕴含着大量优异等位基因,如何鉴定并将这些变异应用于作物遗传改良是种质资源研究的中心任务之一。等位基因挖掘对种质资源遗传多样性分析、作物起源与演化研究、重要性状形成的分子基础阐释、种质创新与作物育种具有重要意义,也是作物分子设计育种的基石。因此,未来需要进一步研发更加高效的等位基因挖掘策略与技术方法,加速优异等位基因的发现及其在作物遗传改良中的应用。本文重点评述了等位基因发掘的主要策略与技术途径,提出了今后的重点任务与发展方向。     

水稻垩白相关基因及其功能的研究进展

水稻是我国最重要的粮食作物之一,高垩白性状严重降低了稻米的食用与加工品质。水稻的垩白性状主要由遗传控制,并受环境因素的影响。降低稻米的垩白含量是水稻育种改良的重要目标。近年来,研究者们揭示了多个与垩白相关的遗传学机制。本文从能量产生、能量物质分配、淀粉合成和淀粉体堆积结构等途径综述了水稻垩白性状相关基因及其遗传特性的最新研究进展,从而为水稻垩白形成的机理研究与稻米品质遗传改良提供参考。     

藜麦的驯化栽培与遗传育种

藜麦(Chenopodium quinoa Willd.)起源于南美洲提提喀喀湖区,是苋科(Amaranthaceae)藜属(Chenopodium)一年生作物。因其营养全面且对多种非生物逆境胁迫具有抗性,被认为是尚未被充分开发且具有高应用潜力的作物,深受育种学家的关注。近年来,随着人们对健康的关注和高品质生活的追求,对藜麦的需求量急剧增加,加之藜麦能有效缓解全球粮食安全,对其栽培与育种等研究已成为热点。为了加深对藜麦的认识和推动其产业的发展,本文结合本课题组多年来对源于安第斯山藜麦种质资源的收集、评价与利用的实践,从藜麦营养价值与应用、起源与分布、遗传研究、品种选育进展及发展趋势等方面进行了总结,以期为我国藜麦新品种(系)的培育与栽培、产业可持续发展、贫困地区人群增收及新增我国粮食生产途径等方面提供参考信息。     

水稻品质性状的遗传改良及其关键科学问题

改善稻米品质是水稻遗传改良及基础研究的重要目标。破解控制稻米重要品质性状形成的调控机制,对稻米品质改良和品种选育具有十分重要的意义。近十多年来,稻米品质功能基因组研究成果为其遗传改良提供了丰富的功能基因、有效的功能性分子标记及良好的改良策略。但是,稻米品质本身由多个性状构成,且各品质性状间、品质与产量性状间、品质与环境间均互相影响,极大地限制了稻米品质的遗传改良。因此,文中提出了未来水稻品质性状基础研究及遗传改良的六个关键科学问题。     

基于测序技术的畜禽基因组学研究进展

人类通过数千年的驯化和近代以来有计划性的育种,形成了当今多样化的畜禽品种,从而提供丰富的动物源性蛋白满足人类需求。在过去的100年里,数量遗传学应用于动物育种领域引发了畜禽育种技术的革命,但畜禽机体遗传发育体系相当复杂,一些性状仍然难以通过基于系谱的育种值进行高效选育,遗传潜能尚未充分发掘。人类基因组计划带来的理念和技术极大促进了畜禽基因组学的发展,使得人们可以从全基因组水平精准定位功能变异,挖掘功能元件的生物学意义,为畜禽分子设计育种提供重要的理论基础。本文对近10年来猪(Sus scrofa)、牛(Bos taurus)、牦牛(Bos grunniens)、山羊(Capra hircus)、绵羊(Ovis aries)、鸡(Gallus gallus)、鸭(Anas platyrhynchos)和鹅(Anser cygnoides)等主要畜禽的基因组学研究进展进行综述,分别从参考基因组构建和群体基因组学分析两个方面进行论述,并对畜禽基因组未来的研究工作进行了展望。     

生物技术用于黄瓜遗传育种

“十五”期间,生物技术在黄瓜遗传育种上的应用更加广泛,分子标记辅助育种、单倍体育种以及黄瓜基因工程改良取得了重要进展。本文综述了黄瓜基因分子标记、遗传图谱构建、基因定位、基因克隆与表达、品种DNA指纹图谱分析、分子技术鉴定病害、单倍体和三倍体培养、遗传转化体系建立及基因工程改良方面的最新进展,并讨论了存在的问题和前景。     

绿色性状的基因定位和基因组选择的多变量方法

绿色性状的遗传改良为绿色超级稻的培育奠定了坚实的基础。绿色性状,如高产、抗病、抗逆、氮磷高效利用等,大多是受多基因控制的复杂性状。关联分析和基因组选择是对植物复杂数量性状进行遗传解析和改良的重要方法。在绿色超级稻的育种实践中,需要同时改良多个绿色性状。然而,目前关联分析和基因组选择方法大多仍专注于对单个性状的分析,忽略了性状间的相关性。现分别提出关联分析和基因组选择的多性状方法,两者充分利用了性状之间的遗传相关和环境相关信息;而模拟研究和实证研究均表明,多性状方法能有效提高基因定位和表型预测的准确性,为绿色性状的遗传改良提供重要技术支撑。     

机器学习方法在植物基因组信息预测中的研究现状

随着高通量测序技术的飞速发展,植物基因组学研究目前已经积累了海量多组学数据。因此如何开发和改进相关处理软件工具,从而有效利用这些海量数据发掘有用的生物学信息,成为当下亟需解决的重要科学问题。其中机器学习方法凭借其显著的预测、分类、数据挖掘和集成能力,在此领域受到广泛关注。本文系统综述了不同类型机器学习方法的基本原理和流程,以及这些方法在植物基因组功能预测中的研究进展,重点总结了机器学习模型在植物分子相互作用预测、重要功能位点预测、功能注释、作物育种等方面的应用成果,并展望了该领域未来的发展方向和应用前景。本文有助于植物研究者快速了解和应用机器学习方法,从而推进植物遗传相关机制的研究和作物性状改良。