我国水稻种质资源创新研究与利用进展

农业种质资源主要包括农作物、畜禽、农业微生物和药用植物等种质资源。截止到2023年,我国保存的作物种质资源有超过54万份,其中有8万多份是水稻种质资源,如何对这么庞大的水稻种质资源进行精确评价与利用,这将对今后水稻种质创新与育种具有重要意义。本文梳理了我国水稻种质资源收集、评价与精确鉴定、水稻新品系创制、水稻杂种优势利用、水稻种质创制新技术、新方法以及水稻优异基因资源的挖掘与利用等方面的进展,并归纳形成了水稻种质资源创制与利用的新模式。最后,本文就当前水稻核心种质构建、种质资源鉴定与挖掘以及种质资源共享共赢机制等方面的问题进行了探讨,并就如何加强专用型核心种资的构建、种质资源的精确鉴定、种质资源的创新研究、种质资源的共享机制以及种质资源的合作交流进行了分析与展望,以期为进一步深入开展水稻种质资源鉴定评价与创新利用提供一定的参考和帮助。     

国家农作物种质资源平台的建立和应用

农作物种质资源是生物多样性的重要组成部分, 是作物育种和农业生产的物质基础。长期以来, 我国农作物种质资源标准不统一、资源保存相对分散、信息网络设施薄弱, 制约了农作物种质资源的共享利用。本文提出了国家农作物种质资源平台的概念和架构, 它是一个虚拟式的农作物种质资源机构, 由国家长期种质库、国家复份种质库、国家中期种质库、国家种质圃和国家种质信息中心组成。阐述了农作物种质资源技术规范体系构建的原则和方法, 建立了由110种作物的描述规范、数据规范和数据质量控制规范组成的技术规范体系。提出了以信息共享带动实物共享的思路、方法和途径, 建成了拥有39万份种质信息的国家农作物种质资源数据库和中国作物种质资源信息网(http://www.cgris.net/)。创建了日常性服务、展示性服务、针对性服务、需求性服务和引导性服务等5种农作物种质资源服务模式, 有效解决了农作物种质资源共享利用的难题。     

中国黍稷种质资源收集、保护、创新与共享利用

项目实施13年。收集、保护了一批濒临灭绝的黍稷种质;对国家长期库黍稷种质进行了繁殖更新与补充鉴定;研究制定了黍稷种质资源繁种更新与鉴定评价技术规范;为国家长期种质库提供了黍稷新的种质资源、数据资源;建立国家黍稷种质中期保存库;评价创新了一批黍稷种质资源,为生产、育种、加工提供了优异种质(品种),取得了明显的社会经济效益。     

湖南省农作物种质资源收集保护和创新利用进展

根据湖南省第一次(1956-1957年)和第二次(1979-1983年)全国农作物种质资源调查、收集及研究利用的工作开展情况,总结了湖南省种质资源保护和利用的现状及取得的成果,特别是水稻、油菜、辣椒、茶叶等在资源创新利用上取得了优异成绩;分析了湖南省农作物种质资源保护仍存在地方品种资源日益减少、资源收集困难、农作物种质资源保存体系不够完善、资源专业团队缺乏、资源利用率低等限制本地区农作物种质资源创新利用的问题。提出了以"第三次全国农作物种质资源普查与收集行动"为契机,建立完善的种质资源保护体系、精准评价体系及共享共用机制等促进农作物种质资源保存与利用工作良性循环的建议。     

牧草种质资源中心库存资源的多样性及其利用

对我国牧草种质资源中心库入库资源的多样性进行了综述。入库资源种类及种质类型多样,特有牧草种质资源突出,栽培牧草的野生祖型及野生近缘种、优良牧草种类多;对牧草种质资源中心库入库资源的开发利用情况进行了介绍;建议今后扩大种质搜集、加强研究、规范入库资源的质量控制,为牧草种质资源的高效利用奠定基础。     

中国甘薯种质资源研究现状及发展战略

中国保存的甘薯种质资源约2000份,绝大部分进行了抗性鉴定评价及营养成分含量测定。甘薯种质资源的保存方式有田间种质圃和试管苗库。作为种质利用的资源材料有地方品种、引进品种、育成品种(系)、突变体和近缘野生种等。根据我国甘薯种质资源研究现状,本提出了未来研究重点,包括调整资源收集重点、建立完整的资源保存体系、深入开展鉴定评价、建立核心种质库、进行种质创新等。     

作物种质资源调查收集的理论基础与方法

作物种质资源调查与收集是作物种质资源保护、基础研究、鉴定评价和创新利用的基础。调查获得的地理分布、生态类型、特征特性等可为作物起源进化和保护生物学研究提供信息支撑,收集到的作物种质资源的多样性对是否能够发掘出具有重要利用价值的资源具有决定性作用。本文简要回顾了作物种质资源调查收集历史,从物种分布不平衡性、作物起源中心与种质资源分布、人类文明对作物起源与品种演化的影响等3个方面阐述了作物种质资源调查收集相关的理论基础,详细介绍了作物种质资源调查收集的方法,提出了未来作物种质资源调查收集的发展趋势。     

中国作物种质资源安全保存理论与实践

我国是作物种质资源大国,目前已经收集保存了340种作物,保存资源总量达50万份,如何确保安全保存是种质资源管理的首要课题。自"九五"以来,系统地开展了作物种质资源安全保存理论与技术的研究,揭示了种质活力丧失存在关键节点及其生物学机制;明确了发芽率低于关键节点后进行更新,会导致群体遗传完整性降低;提出了种质安全保存寿命的概念,以及延长安全保存寿命的关键因素。研发了种质活力监测预警、繁殖更新与离体保存等关键技术,制定了种质资源入库圃保存、监测预警、繁殖更新、离体保存和设施建设等技术规程,创建了中国作物种质资源安全保存技术体系。该体系应用于全国作物种质资源的保存实践,最大程度延长种质安全保存寿命,并监测预警出需更新的种质,避免因活力和遗传完整性丧失而导致种质资源得而复失,为实现我国作物种质资源长久安全保存提供了有力保障。     

桃花器和开花特性研究

对国家果树种质资源南京桃圃保存的507份桃种质资源进行了花期、花型、花径、雌蕊高度(与雄蕊比)、花粉育性的调查,结果表明,需冷量少的品种花期早于其他大部分种质资源,始花期以及花期持续的时间与当年的气候和花期天气尤其是温度有关.84.4%的种质资源具蔷薇形花,78.5%的铃形花种质资源为黄桃;66.1%的种质资源花径在3.7～4.7cm,花径最大的是观赏鲜食兼用的重瓣花种质资源花玉露;90. 5%的种质资源雌蕊高于或近等于雄蕊,蟠桃88.2%的种质资源雌蕊低于雄蕊;花粉可育种质资源443份,占种质资源总数的87.4%.     

中国燕麦种质资源国外引种与利用

综述了中国从国外引进燕麦种质资源及其利用情况。经过长期努力,中国从28个国家引进29个物种的燕麦种质资源共计2099份,大大增加了中国燕麦种质资源的数量,丰富了中国保存燕麦种质资源的物种和遗传多样性。与此同时,利用国外燕麦种质资源改良和培育出了一批优良品种,极大地提高了中国燕麦生产水平。利用引进的燕麦野生资源,开展了燕麦种质创新、起源进化和遗传学研究,取得了显著进展。建议继续加强国外燕麦种质资源的引进,对野生燕麦进行深入鉴定评价和利用,同时加强燕麦种质资源国际合作研究。     

作物种质资源品质性状鉴定评价现状与展望

作物种质资源品质性状鉴定评价是作物种质资源研究的重要方面,是深入挖掘、广泛利用作物种质资源的基础。本文对近年来作物种质资源品质性状鉴定评价情况进行了回顾,总结了鉴定评价工作取得的主要进展:完成了近20万份的作物种质资源(约占保存总数的50%)主要营养品质性状的初步鉴定评价;作物种质资源品质鉴定评价内容涉及面广、鉴定的品质性状变异性大、多样性丰富;提高了作物种质资源品质性状鉴定评价标准化程度。此外还介绍了国际上有关品质性状鉴定的发展趋势,并对未来国内作物种质资源品质性状鉴定评价提出了意见和建议。     

自花授粉作物种质资源繁殖更新的策略研究

有效的种质资源繁殖更新是保持作物异位保存种质资源活力和遗传完整性的首要工作.降低贮藏种子基因突变的累积效应,控制种质资源繁殖更新过程中由于遗传漂变、选择和污染所引起的遗传改变,对制定科学的种质资源繁殖更新策略十分重要.本文综述了国内外自花授粉作物种质资源繁殖更新策略研究的最新进展,并对更新种质资源活力、繁殖群体规模和种子收获方式对种质资源遗传完整性的影响进行讨论.     

寒地果树种质资源研究与利用进展

中国寒地果树种质资源研究工作始于20世纪50年代。本文回顾了寒地果树种质资源研究利用的历史,简述了寒地果树种质资源收集、保存、鉴定、评价、利用与创新工作所取得的成就,提出了今后中国寒地果树种质资源研究工作的主攻方向。     

农作物种质资源登记区块链模型研究

农作物种质资源工作发展至今取得了巨大的成就,但也存在着农作物种质资源家底不清、共享利用效率不高及种质权属不清等问题,开展农作物种质资源登记工作能够有效解决以上问题.本研究从资源登记信息的流向角度出发,梳理了登记的整体工作流程,并结合区块链技术的优势,提出了农作物种质资源登记区块链网络模型.首先根据农作物种质资源登记的业...     

用EST-SSR分子标记技术构建大白菜核心种质及其指纹图谱库

利用EST-SSR分子标记对大白菜种质资源基因库中686份样品所代表的1 900份大白菜种质资源进行分析研究.构建大白菜种质资源的核心种质并且形成核心种质的EST-SSR指纹图谱库.结果表明利用4组鉴定白菜品种的EST-SSR的特异性标记组合,获得近158个EST-SSR多态的标记,对大白菜种质资源基因库中686份样品所代表的1 900份大白菜种质资源进行核心种质的构建提供了分析数据.形成的核心种质包括168份样品,占库存资源的8.8%,它的多态位点百分率保持了原群体的100%.所构建的核心种质涵盖了原资源的绝大部分区域来源的品种,包含了早、中、晚熟品种中所有典型的大白菜类型和其相关的特征特性.并进一步进行了核心种质资源遗传多样性分析.核心种质的EST-SSR指纹图谱库中,每一份样品的指纹都是唯一的,为登记、评价、整理、分发、繁殖等种质资源库的管理和育种者对其材料的利用提供了重要的有价值的信息.EST-SSR标记组合是构建中国大白菜核心种质及其指纹图谱的经济、高效的方法.     

青藏高原植物种质资源数据库及应用平台建设

为了实现青藏高原植物种质资源信息数据的有效管理、保藏、共享、交流和利用,根据科技部基础性工作专项对项目成果共享的要求和青藏高原极端环境下野生植物种质资源调查和采集项目执行管理的需求,针对青藏高原植物种质资源本身固有的特征,通过关系数据库模式构建了青藏高原植物种质资源信息数据库,设计和开发了数据采集、审核、入库等实用工具.利用微软.NET技术,基于三层架构模式,构建了基于青藏高原植物种质资源数据库的应用平台,实现了植物种质数据的数字化存储、开放共享等功能.为青藏高原极端环境下植物种质资源调查和资源利用奠定了基础.     

桃种质资源亲缘关系的研究进展

种质资源是现代育种和生物技术研究的物质基础。桃种质资源亲缘关系的研究将为探讨桃的起源、进化、分类、育种和资源利用提供科学依据。本文从形态学、细胞学、孢粉学、生物化学及DNA分子标记等几个方面综述了桃种质资源亲缘关系的研究进展,探讨了桃种质资源亲缘关系的研究现状、前景及尚需解决的问题,并就进一步开展桃种质资源亲缘关系的研究进行了分析,提出桃种质野生种、近缘野生种厦不同栽培品种群间的分子系统学关系是今后研究的重点。     

基于空间统计学分析农作物种质资源的空间分布特征

掌握农作物种质资源的空间分布特征,分析种质资源在地理空间上的聚集离散特征,对于作物种质资源全面收集、有效保护和高效利用具有重要意义。本研究基于空间统计学原理和方法,借助Arc GIS软件,对全国种质资源的分布进行了冷热点分析,定性分析了我国种质资源分布的聚集和离散区域;然后分析了不同种植业区域内种质资源的数量和重心分布特征,确定各类主导作物区的资源密度和均质性情况。最后分析了各种植业分区内资源分布的方位特征,确定资源分布的范围、角度和方向性。结果表明:我国华北平原和部分黄土高原地区属于种质资源分布的聚集区,甘肃中部、四川及新疆西部、青海东部属于种质资源分布的离散区,除了部分空白区外,其余部分为种质资源的随机分布区;西北绿洲麦棉甜菜葡萄区、青藏高原青稞小麦油菜区、东北大豆春麦玉米甜菜区和北部高原小杂粮甜菜区4区,资源分布密度低且分布不均匀,说明这4个地区的部分种质资源相对集中分布在局部地区,而东南部6区的种质资源分布不仅密度大,而且分布相对均匀,说明我国东西部种质资源分布特点差异明显;西北绿洲麦棉甜菜葡萄区的资源分布范围最广,华南双季稻甘蔗热带作物甘蔗区的资源分布方向趋势性最明显。北部高原小杂粮甜菜区、东北大豆春麦玉米甜菜区和青藏高原青稞小麦油菜区的种质资源大部分分布在区域的南部,西北绿洲麦棉甜菜葡萄区的种质资源的分布偏向北部,东南6区的资源分布则不存在明显的偏向性。     

作物种质资源的价值及其评估体系的初步构建

通过对作物种质资源的价值评估与核算的维度与要素的分析,提出了作物种质资源价值评估与核算理论的基本框架,初步建立起了包括作物种质资源的实物量核算、价值量核算和质量指数核算、个体核算和总体核算、数量向量核算、质量向量核算在内的多维度作物种质资源价值评估核算体系。作物种质资源的数量向量核算,首先建立种质资源的账户,以反映资源的增减量,通过作物种质资源的现行市场或既往市场价格构成因素,采取对比法、成本法和收益还原法等不同的核算方法进行价值核算;作物种质资源的质量向量的核算评估,包括质量因子核算以及遗传多样性的评估,具体采用DTOPSIS法进行多效应作物种质资源基准价值核算,运用统计学的方差分析方法和分子水平上遗传多样性相关参数的度量,进行遗传多样性评价。     

作物种质资源的价值及其评估体系的初步构建

通过对作物种质资源的价值评估与核算的维度与要素的分析,提出了作物种质资源价值评估与核算理论的基本框架,初步建立起了包括作物种质资源的实物量核算、价值量核算和质量指数核算、个体核算和总体核算、数量向量核算、质量向量核算在内的多维度作物种质资源价值评估核算体系.作物种质资源的数量向量核算,首先建立种质资源的账户,以反映资源的增减量,通过作物种质资源的现行市场或既往市场价格构成因素,采取对比法、成本法和收益还原法等不同的核算方法进行价值核算;作物种质资源的质量向量的核算评估,包括质量因子核算以及遗传多样性的评估,具体采用DTOPSIS法进行多效应作物种质资源基准价值核算,运用统计学的方差分析方法和分子水平上遗传多样性相关参数的度量,进行遗传多样性评价.