主要农作物驯化研究进展与展望

农作物的驯化过程与农耕文明的发端密切相关,是作物种质资源遗传基础不断丰富衍化,利用价值不断完善的主要途径之一。本文重点从作物驯化的主要性状、基因组遗传区段、重要驯化基因的克隆、作物驯化后的传播与基因渗透、作物驯化理论与研究方法以及作物驯化研究的新趋势等方面评述近年来取得的主要研究进展,讨论研究存在的主要问题并对深入开展作物驯化研究进行展望。     

长江流域农作物起源及其与生物多样性特征的关联

长江流域的农耕文明是中华文明的重要组成部分。作为世界著名的农作物起源中心之一, 长江流域拥有丰富的生物多样性, 孕育了大量的栽培植物。本文梳理了起源于长江流域的农作物的资料以及新石器时代文化遗址的植物遗存信息; 结合对长江流域的自然环境特征与全新世以来植被变化的总结, 尝试厘清长江流域对植物资源利用的动态变化, 探讨本地栽培植物与生物多样性的关联。结果表明长江流域农耕文明以稻作为最主要的生产方式, 驯化了大量果树与水生蔬菜, 反映出对本地亚热带常绿阔叶林与湿地的依赖与适应。与其他流域相比, 长江流域具有相对优越的生态要素配置, 其驯化作物类型表现出典型的亚热带湿润森林植被区特征。研究长江流域农作物驯化相关的自然与人类因素, 有助于我们更好地把握长江流域农耕文明的起源。本文不但可为长江流域植物遗传资源的保护与开发提供参考, 而且对于推进长江流域的生态文明建设和可持续发展具有指导作用。     

我国牛驯化发现的背后故事

<正>云南师范大学张虎才教授带领的国际合作研究团队通过对发现于东北哈尔滨附近具有人类驯化痕迹的牛类化石进行研究,在完成了年代学、形态学、DNA测序等多指标的综合分析后,确认该化石的人类驯化痕迹,证明我国东北地区可能是至今未知的动物驯化源地之一,改写了学术界普遍认为中东地区是全球动物驯化的单一起源地的传统观点。2013年11月8日《自然-通讯》在线刊发该项研究成果。然而,该项研究的背后却有着一段鲜为人知的机缘巧合的故事。     

国家自然科学基金资助农作物生物技术研究项目现状与展望

近年来,我国农作物生物技术研究和应用取得了很大进展。自然科学基金作为资助自然科学基础性研究的重要渠道之一,资助了大量有关农作物生物技术研究的课题。本文介绍了国家自然科学基金从重大项目、重点项目和面上项目三个层次上资助农作物生物技术研究项目的情况,分析了我国农作物生物技术研究中存在的问题,并展望了国家自然科学基金未来资助农作物生物技术研究的几个重要方面。     

菌肥及其在花卉生产上的应用

所谓菌肥,就是将经过筛选驯化诱变或工程化的微生物大量培养后施用到土壤中或喷洒在植物叶片上,使其定居和繁殖,从而改变植物的生态系统结构,使其朝着有利于植物生长发育的方向发展,以达到提高农作物产量和质量的目。随着近几年我国花卉产业的迅猛发展,人们越来越认识到菌肥在改良土壤、促进花卉生长等方面的重要性。其实人们早就知道微生物制剂能提高土壤肥力、增加农作物产量,如使用根瘤菌和固氮菌增加土壤中氮素供给,使用放线菌产生多种代谢物质抑制病原菌的生长和促进农作物的生长发育等,只不过传统农业的效益较低,人们不愿投…     

群体遗传学下动物驯化研究进展

动物驯化是将野生动物改变为能够长期稳定饲养的家养动物的过程。作为新石器时代农业革命的内容,驯化是人类社会文明进步的重要标志之一。由于和人类的密切关系,驯化不仅改变了动物的野生状态,也改变了人类的生活习性和文明进程。动物驯化研究的关键问题包含驯化祖先是谁、驯化所产生的改变及驯化时间地点等。随着高通量基因组技术和对应分析方法的发展,目前研究动物驯化一般基于群体水平,在群体遗传学的框架下研究动物驯化过程中的重要事件。本文总结了群体遗传学下动物驯化研究的相关内容,包括群体动态历史、选择信号、基因交流等,着重介绍了基因选择初始时间和基因交流时间两个新的拓展内容及分析方法,概述了家猪(Sus scrofa f. domestica)、家鸡(Gallus gallus domesticus)、绵羊(Ovis aries)和山羊(Caprine hircus)等几种主要农业动物近期驯化研究的进展,以期为动物驯化研究提供了新的方向和视角。     

植物抗寒冻基因工程研究进展

低湿寒害是限制农作物产量和分布的一种全球性的自然灾害。提高农作物的抗寒性具有重要意义。目前随着植物寒害机理、抗寒冻和冷驯化分子机理的深入发展,已研究发现了多种抗寒基因,包括各种抗寒调控基因和各种抗寒功能基因,从而使植物抗寒冻基因工程的研究与应用得以了广泛开展,以期最终有效地提高农作物的抗寒性,增加农业产量。本文综合概述了国内外有关植物抗寒冻基因工程的最新研究方向、进展及成就,并提出了此领域尚存在的一些问题及其前景展望。     

植物抗寒冻基因工程研究进展

低温寒害是限制农作物产量和分布的一种全球性的自然灾害,提高农作物的抗寒性具有重要意义。目前随着植物寒害机理、抗寒冻和冷驯化分子机理的深入发展,已研究发现了多种抗寒基因,包括各种抗寒调控基因和各种抗寒功能基因,从而使植物抗寒冻基因工程的研究与应用得到了广泛开展,以期最终有效地提高农作物的抗寒性,增加农业产量。本文综合概述了国内外有关植物抗寒冻基因工程的最新研究方向、进展及成就,并提出了此领域尚存在的一些问题及其前景展望。     

水稻产量相关性状驯化研究进展

水稻具有悠久的栽培历史,是重要的粮食作物,养育了1/3的世界人口。现代栽培稻(Oryza sativa)由野生稻(O.rufipogon)驯化而来,产量是驯化筛选的关键性状之一。株型、穗型和种子大小是决定水稻产量的重要性状,这些性状在水稻栽培过程中均受到了定向筛选。该文以水稻产量性状为核心,综述了株型、穗型和种子大小等性状的驯化分子机理研究进展,讨论了水稻产量驯化研究中存在的问题,展望了驯化性状和相关基因的研究前景,以期为水稻产量相关性状的驯化机理研究和水稻育种工作提供有价值的线索。     

绵羊遗传进化史的一次全新解析

<正>动物驯化是人类活动与自然环境互作的重要事件,也是人类文明发展的先决条件之一.绵羊(Ovis aries)作为最早被驯化的动物之一,早期的研究证据显示,现代家养绵羊驯化自亚洲摩弗伦羊(O.orientalis)[1],其驯化约在8000~11000年以前的新月沃土(fertile crescent)地区完成.驯化后的绵羊随着人类活动扩散至世界各地,在不断扩散过程中经过长期的自然选择与高强度的人工选择,形成多达1400余个绵羊品种.而在此过程中,人类活动对于品种内、种群间的遗传模式与基因交流起到了决定性作用[2].因此,对于整个欧亚大陆范围内地方绵羊品种     

产纤维素酶耐高温真菌在有机肥料生产中的潜在价值

农作物秸秆是农作物生产中一种富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等有效成分的可再生资源,我国每年的农作物秸秆废弃物产量巨大,因此,如何有效地"转废为宝",实现对农作物秸秆废弃物的再利用一直是我国学者关注的问题.秸秆堆腐还田技术是有机废弃物再利用的理想途径之一,其作用原理是利用微生物的分解作用,促使农作物秸秆发酵腐熟后成为优良的绿色有机肥.农作物秸秆属于高纤维素含量废弃物,且纤维素的结构复杂、降解困难,如何加速纤维素的分解是实现农作物秸秆堆肥物料快速分解、达到腐熟的关键问题.已有研究表明,在堆肥中接种高温或耐高温降解菌可促进有机物降解,提高堆肥高温期温度,延长高温期,加快堆肥腐熟.     

牛年话牛肴

"牛马年,好种田"。憧憬新的一年,人们都盼望在自己那片希望的土地上,凭着一股牛劲,精耕细作,收获累累硕果!牛是人们熟悉而又喜爱的家畜之一,有关它的科普知识已成为人们关心的话题。牛属反刍类哺乳动物,体大有角。牛是最早受驯化的畜种之一。考古证明,现代的家牛起源于野牛。我国对牛驯化的历史,可以追溯到伏羲氏时代,当时已发明了用来训练牛马的鞭杖。根据甲骨文和金文的"犁"字中都有"牛"旁,可以想像当时的人们已对牛进行役使。     

土壤生态制剂

人们早就开始使用微生物制剂提高土壤肥力增加农作物产量,如使用根瘤菌和同氮菌增加土壤中氮素供给,使用放线菌产生多种次生代谢物质抑制病原菌的生长和促进农作物的生长发育。近10年来,在土壤微生物制剂方面有了很大的发展。从观念上,从所使用的微生物种类上和从起的作用上都有很大的进步。从现代观念来看,土壤微生物菌剂是一项生物技术,将经过筛选驯化诱变或工     

名犬轶事

名犬轶事彭学彦狗是人类最早驯化的动物之一,在西班牙阿尔卑拉发现的１４０００年前的岩石壁画中,除绘有原始人、牛、马、驯鹿、班羚等动物之外,还有３只外形像狗的动物。从它那平伸向后的尾巴形态来看,尚处于半驯化状态。由此可见,在旧石器时代末期,人类就开始驯化...     

水稻驯化与长江文明

水稻(即亚洲栽培稻Oryza sativa)是世界上最重要的粮食作物之一, 全球有超过半数以上人口以稻米为食。关于水稻是何时、何地、在什么环境下开始驯化等问题一直是学术界关注的热点。得益于分析技术的进步, 近年来考古学和遗传学研究在水稻驯化起源问题上取得了重要进展。本文简要综述了有关长江流域的水稻驯化起源的遗传学和考古学的研究进展, 并讨论了水稻驯化与稻作文化及长江文明的关系。遗传学研究结果认为水稻(粳稻)最早起源于中国长江流域及以南地区(珠江流域), 考古学证据则表明水稻最先于10,000-8,000 BP在中国长江流域被驯化, 水稻驯化和稻作农业的发展催生了长江文明。这些进展促进了我们对水稻驯化、稻作文化和长江文明的认识, 对长江流域重要植物资源的保护也有启示意义。     

对水稻羣体讨论中几个基本问题的认识

农作物(?)体概念的提出,是我国农业和其他有关学科的工作者,在最近几年来总结农业生产经验,向农民学习而取得的重大成果之一。农业生产是以农作物(?)体为对象,因而在过去侧重研究了解个体的基础上,进一步运用(?)体概念来研究和探讨解决农业生产中的     

漫谈中国的养鸭史

鸭是我国劳动人民最早驯化的家禽之一。鸭肉细腻鲜美,鸭蛋营养丰富,鸭毛加工绒装。鸭的形姿还以各种精致美雅的造型在人们生活中显示出来。家鸭原始家鸭是从野鸭驯化而来的。家鸭的祖先叫绿头鸭,它的故乡在亚洲、欧洲和北美洲广大地区。雄鸭头羽辉绿,全身毛色鲜艳,翼羽镶嵌绿斑;雌鸭全身棕黄,杂有黑色斑点,又称为大麻鸭。19世纪末,美国著名畜牧学     

从头驯化：作物品种设计与培育的新方向

全球气候变化对农业生产带来了巨大挑战。在农业投入减少的前提下如何保障粮食生产持续稳步增长,满足人们吃饱、吃好的需求是亟需考虑的问题。培育高产、稳产、绿色、营养的新型作物品种仍然是解决该挑战的有效措施之一。作物新品种的培育高度依赖育种材料遗传多样性的拓宽和育种技术的创新。从头驯化是一种作物品种创新的全新育种策略,以具有某些优异性状的未驯化、半驯化植物作为底盘物种,通过农艺性状重新设计和驯化基因导入实现野生植物快速驯化,从而满足人类多样化需求。本文回顾了作物驯化、遗传改良历程,阐明了丰富作物多样性的必要性,强调野生植物丰富的遗传多样性对于拓展作物重新设计空间的重要价值,提出育种策略革新是加速作物育种的关键,探讨了通过从头驯化快速培育新型作物品种的可行性和发展前景。     

安徽临泉宫庄遗址大汶口文化早期与龙山文化时期稻作农业发展的植硅体证据

新石器时代晚期(7.0-5.0ka BP)是淮河中游地区单一稻作农业向稻旱兼作农业转变的关键阶段,然而,由于相关研究资料的匮乏,目前学术界对这一转变过程以及该时期淮河中游地区农作物的驯化水平等问题依然不清楚。本文利用植硅体分析方法,结合相对应年代分析结果,对安徽临泉宫庄遗址大汶口文化早期、龙山文化时期的的农业发展与植物资源利用情况进行了研究,结果在宫庄遗址大汶口文化早期和龙山文化时期的大多数土样中都发现有水稻特征型植硅体,且水稻植硅体的百分含量随时间推移呈现出逐渐增加的趋势,同时未发现粟、黍等其它农作物遗存的证据。这一结果表明大汶口文化早期和龙山文化时期,该遗址先民从事的是单一稻作农业,基本沿袭着淮河中游地区新石器时代中期以来的稻作农业传统。对水稻扇型植硅体边缘鱼鳞状纹饰数量统计结果显示,宫庄遗址大汶口文化早期水稻的驯化水平已接近于现代栽培稻。此外,本研究还在该遗址所有样品中发现有较丰富的竹亚科植物特征型植硅体,推测宫庄遗址先民可能较普遍的利用竹亚科植物作为工具、建筑、食物等的原材料。本文研究结果可为淮河中游地区新石器时代晚、末期先民的植物资源利用概况,农作物结构演替,水稻的驯化历程等研究提供重要的科学依据。     

家养动物驯化起源的研究方法与进展

驯化动物伴随了人类上万年的进化历程。在驯化过程中, 家养动物表型和行为特征发生巨大改变, 并与人类生产生活的进步相适应。研究动物驯化问题对于了解遗传多样性及适应性进化, 解析复杂性状的遗传机制等具有重要的意义, 成为生物学领域的重点研究内容之一。本文专注于动物驯化的初始阶段, 首先介绍了驯化起源的时间与地点、驯化途径和驱动因、驯化后的扩散和品种选育; 其次从驯化对象的角度着重介绍了考古学、分子和群体遗传学两方面的家养动物驯化起源的研究策略、优势与不足, 以及未来的发展方向; 最后, 我们综合多方面的证据, 介绍了在中国驯化的家猪(Sus domesticus)和家鸡(Gallus gallus domesticus)以及其他主要家养动物考古和分子水平上驯化起源的研究进展。本文整合多种证据为家养动物驯化起源的研究提供了相对完整的视角和新的思路。