杂交水稻生物技术范例6篇

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杂交水稻生物技术

杂交水稻生物技术范文1

关键词:分子标记辅助选择技术;水稻;育种;改良

中图分类号:S511 文献标识码:A

引言

随着社会的发展,人口的增加以及能源的逐渐减少,人们对高质量食品需求不断提高,同时社会对粮食作为能源的需求不断增大。现阶段中国的主要粮油作物产量最多的为水稻、玉米、小麦,而水稻的产量最多,因此加快水稻的育种进程,提高水稻的质量和产量,具有重要的实践价值。高产、优质、抗病的水稻优良品种一直是育种家和生物技术工作者面临的共同挑战。传统的水稻育种方法通过表现型间接对基因型进行选择,育种时间长达数年而且需要丰富的经验和观察力。此外,对数量性状(产量、品质)的选择还受到诸多因素影响,操作性不强,因此,水稻育种、生产的关键就是提高育种选择效率,避免选择过程的盲目性。

分子标记辅助选择(maker assisted selection,MAS)是通过分析与目的基因紧密连锁的分子标记的基因型来进行育种,从而达到提高育种效率的目的。近年来随着生物技术、分子生物学、遗传学的发展以及新分子标记的开发,分子标记辅助育种技术开始趋于成熟,越来越受到育种家的青睐。在此,简要综述了分子标记辅助选择的原理、策略,着重介绍了该技术近年来在水稻育种上的应用现状,包括质量性状改良、数量性状改良、基因聚合、基因渗入和回交育种等方面的应用现状,同时探讨了该技术存在的问题以及发展前景和展望。

1 分子标记辅助选择技术的原理和策略

1.1 分子标记辅助选择技术原理

分子标记辅助选择是将分子标记应用于作物品种改良过程中进行选择的一种辅助手段。其基本原理是利用与目标基因紧密连锁或表现共分离关系的分子标记选择个体进行目标区域以及全基因组筛选,从而减少连锁累赘,获得期望的个体,以实现有目的的提高育种效率[1]。分子标记辅助选择不受其他基因效应和环境因素的影响,是对目标性状在分子水平上的一种选择,选择结果可靠,同时又可避免等位基因之间显隐性关系的干扰[2]。

1.2 分子标记辅助选择技术的基本策略

现阶段分子标记辅助选择技术的策略:精确定位目标基因,要求目标基因两侧最好各有一个预期紧密连锁的分子标记,并且分子标记座位与目标基因座位之间的遗传距离一般要小于5cm,尽量减少连锁累赘;将RFLP分子标记转换为PCR为基础的分子标记,便于提高检测的自动化水平;采用SCAR、STS等基于PCR扩增的途经检测亲本间的多态性;应用SCAR、STS等标记对育种群体进行分子标记辅助选择[3]。

2 分子标记辅助选择技术在水稻育种中的应用现状

分子标记辅助育种技术在水稻育种中的应用已逐步趋于成熟,其应用主要体现在水稻质量性状改良、数量性状改良、基因聚合、基因渗入和回交育种等方面。

2.1 分子标记辅助选择在水稻质量性状改良中的应用现状

分子标记辅助选择可以将质量性状准确的定位,大大的降低回交次数,缩减所需的年限。MAS从2个方面改良质量性状:对目标基因的直接选择,可以直接改良目标基因;对目标基因的间接作用选择,即对目标基因周围的遗传背景基因进行选择,从而对目标基因表达起到一定的作用。此外,应用分别位于目标基因两侧的标记基因对目标基因表达的性状进行选择可大大提高选择的效率[4]。

范宏环等将与水稻白叶枯病抗性基因Xa23紧密连锁的用EST标记的C189作为分子标记检测目的基因,分别获得71和52份携有Xa23纯合基因型恢复系。采用水稻白叶枯病Ⅳ型小种代表菌株浙173进行剪叶接种,分别鉴定出61和44份抗病株系,它们的分子标记辅助选择准确率分别为85.92%和84.61%[5]。金素娟等利用与抗性基因Pr-1紧密连锁的SSR标记RM144标记目标基因,将Pr-1基因导入GD-8S中,对GD-8S的不同回交世代进行选择,获得5个改良株系,抗稻瘟病频率为75.76%~100.00%,而对照组仅为9.09%[6]。曾正明等以优良杂交稻恢复系泸恢17和泸恢602为受体亲本,通过杂交和复交,结合农艺性状选择,获得5份目标基因纯合并且农艺性状优良的恢复材料。以四川近年来有代表性的32个菌株对这5份材料进行抗性鉴定,其抗性频率达81.25%~87.50%[7]。

2.2 分子标记辅助选择在水稻数量性状改良中的应用现状

数量性状一般由多个基因联合控制,表现型与基因型之间没有明显的显隐性关系,分子标记辅助选择无需透过表现型的观察来选择基因型,可以直接对基因型进行选择,不但效率高、精确,而且可以排除环境因素和遗传背景的影响[4][8]。

杜雪树等为了选育香稻恢复系,以广东香稻品种美香占为香味基因供体,以自育抗性恢复系丰986和R476为受体,通过设计功能性STS标记Aro,并在回交分离世代利用Aro标记开展香味基因的分子标记辅助选择育种。同时,对香味基因纯合的55个单株的香味性状进行鉴定,鉴定结果表明Aro标记在香稻育种过程中选择效率达到100% [9]。

2.3 分子标记辅助选择在水稻目的基因聚合中的应用现状

基因聚合就是将分散在不同品种中的有用基因聚合在同一个基因组中,进而优化某一品种的基因组,产生更具有实用价值的育种材料。分子标记辅助选择应用在基因聚合中可以更加精确、高效的将目标基因聚合在同一个基因组中,进一步实现品种的良种化。育种家们通过聚合水稻中的优良基因,在水稻育种上取得了相当大的进展[4]。

陈圣等用分子标记辅助选择将高抗水稻白叶枯病的Xa23、广谱高抗稻瘟病的Pi9、抗水稻螟虫和稻纵卷叶螟的Bt聚合到同一株系中,获得了三基因聚合的纯合株系。病、虫抗性鉴定结果显示:聚合了Xa23、Pi9和Bt基因的株系HB1471、HB1473能同时抗白叶枯病、稻瘟病和稻纵卷叶螟[10]。毛钟警等用与Xa23紧密连锁的标记C189,与bph20(t)紧密连锁的标记BYL7进行分子标记辅助选择,从BC2F2群体中培育出具有抗白叶枯病和褐飞虱双抗基因的个体[11]。姚姝等用与Stv-bi共分离的SCAR标记及与Wx-mq紧密连锁的CAPS功能标记对其分离世代进行标记位点的检测,将条纹叶枯病抗性基因Stv-bi和暗胚乳突变基因Wx-mq同时转育到高产品种中,筛选、培育出优质、抗病、高产且农艺性状优良的水稻新品系宁9108[12]。

2.4 分子标记辅助选择在水稻基因渗入中的应用现状

基因渗入是指2个基因库之间的基因流动,通常是经过种间杂交产生的,是一个长期的过程,它需要许多代杂交和回交,才能实现基因库的交流。常规育种要实现不同品种水稻间的基因渗入需要时间长,操作繁琐,而分子标记辅助选择育种为基因渗入提供了捷径,能够准确迅速的实现基因库之间的交流。育种家们借助MAS在水稻育种中取得了一定的进展。

文绍山等利用分子标记辅助选择将水稻抗瘟病基因Pi-9(t)渗入水稻恢复系泸恢17中,病圃鉴定表明,携带Pi-9(t)基因的泸恢17背景的株系WR1023、WR1043、WR1056及WR1062与对照泸恢17相比,叶瘟病级由8级降至3~4级,穗瘟发病率由85%降低到16%~28%,穗瘟病级由9级降低到5~7级,抗性改良效果仍很明显[13]。

2.5 分子标记辅助选择在回交育种中的应用现状

在常规育种中常常通过回交在综合性状优良的品种基础上,对其一个或少数几个性状进行改良,以期实现对亲本的改良,最终获得具有轮回亲本遗传背景但携带一个或少数几个目标性状的新材料。MAS的应用可以避免每隔1~2代进行目标基因存在确认的测交,可以优化操作程序。同时,可以利用与目标基因紧密连锁的分子标记直接选择发生重组的个体,进而减少连锁累赘,实现快速精确改良亲本的目的[4]。

兰艳荣等以华201S为受体亲本,以含Xa21和Xa7基因的抗白叶枯病材料华恢20为供体亲本,进行1次杂交、3次回交和3次以上自交,每个世代用基因内标记PTA248对Xa21进行分子检测,用连锁标记ST SP3(与Xa7的遗传距离为0.9cm)对Xa7进行检测,新选育的4个株系主要农艺性状、生育期、育性转换特性与华201S基本相似,但对白叶枯病表现高抗[14]。

3 分子标记辅助育种在水稻育种中的存在的不足

MAS作为现代生物技术之一在水稻育种中应用具有精确、快速的独特优势,在水稻的抗性育种、水稻品质改良等方面发挥了一定作用,在水稻育种中有较广泛应用。但是MAS在水稻数量形状上的应用却依然还有许多问题需要解决。表现在:由于控制同一性状的基因大多数处于零散状态,缺乏集中总结和归纳,主要农艺性状基因发掘不足;分子标记与目的基因之间的遗传距离有待进一步缩短,以期尽量减少甚至避免连锁累赘对育种造成的影响;基因定位的研究有待于与育种应用紧密挂钩,目标基因的定位应该加快走向育种应用;现阶段DNA分子标记的分析鉴定成本较高,限制了MAS推广应用,有待进一步优化该技术[4][2]。

4 分子标记辅助选择的前景与展望

虽然在水稻育种中MAS存在诸多需要改进的地方,但是随着现代生物技术的发展,这些不足正在尝试被克服。在技术上,育种家们尝试与目标基因紧密连锁的两侧基因作为分子标记,以减少连锁累赘的影响;在应用上,育种家们也终将会实现将实验研究成果加快应用到现实生产中,将科技转化成生产力,同时随着现代生物技术的进步,MAS成本也必将会逐渐降低,以推动该技术的普及,加快全国整体水稻育种水平的提高速度。

分子标记辅助选择(MAS)技术,将在现在和未来的水稻育种中起到不可替代的作用,在水稻育种进程甚至我国农业新技术革命中起到重要作用。随着现代生物技术的发展以及水稻基因组研究的不断深入,成本更低、精确度更高、效率更高、操作更加简便新的实用的分子标记辅助选择育种技术最终会成为一个更加系统、成熟的技术体系,在不久的将来也将会逐渐实现育种家们的预期。

参考文献

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[9] 杜雪树,夏元明,李进波,等.分子标记辅助选择选育香稻恢复系[J].华中农业大学学报,2009,28(6):651-654.

[10] 陈圣,倪大虎,陆徐忠,等.分子标记辅助选择聚合Xa23,Pi9和Bt基因[J].生物学杂志,2009,26(3):7-9.

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[13] 文绍山,高必军.利用分子标记辅助选择将抗稻瘟病基因Pi-9(t)渗入水稻恢复系泸恢17[J]. 分子植物育种,2012,10(1):42-47.

杂交水稻生物技术范文2

关键词:稻瘟病;发生原因;防治措施

稻瘟病是由子囊菌Magnaprthe grisea(Hebert)Barr(无性世代为Pyricularia grisea(Cooke)Sacc.)引起的真菌性病害[1]。稻瘟病的发生具有突发性、流行性和毁灭性,影响水稻产量和米质,给水稻生产造成严重损失。稻瘟病是水稻主要病害之一,全国各水稻产区都有发生,尤以山区、丘陵地区发生重,只要条件适宜,容易流行成灾,流行年份一般减产10%~20%,重的减产40%~50%,甚至颗粒无收。

1流行规律

病菌主要在病谷、病稻草上越冬,它的发生主要与气候条件和肥水管理关系密切,破口至齐穗期连续阴雨3d以上,偏施氮肥,长期深水灌溉,有利于稻瘟病的发生与流行。

2发病原因

2.1品种单一

品种单一化严重,引起水稻稻瘟病的病原菌为兼性小种专化性寄生菌,不同的生理小种对不同品种的致病性不同。当一个品种大面积推广时,能够侵染该品种的生理小种得以大量繁殖并不断积累菌量,一旦环境条件适宜即可大面积发病,直接导致该品种抗病性的丧失。

2.2环境条件适宜发病

适宜的环境条件是稻瘟病大发生的直接因素,其中受温湿度、阴雨寡照的影响更大。当气温20~30℃,田间湿度90%以上,稻株体表水膜保持6~10h,稻瘟病容易发生;平均气温24~28℃,且有一昼夜以上饱和湿度,稻瘟病也易流行。水稻抽穗后遇到20℃以下低温侵袭,可减弱植株抗病力,一旦阴雨多雾,容易引起穗颈瘟流行。

2.3栽培管理不当

栽培管理技术既影响水稻的抗病力,也影响病菌生长发育的田间小气候。其中,以施肥和灌水尤为重要。偏施氮肥,容易导致植株幼嫩或徒长,植株抗病能力减弱,病菌因此易侵入;同时过量偏施氮肥,可能导致水稻个体、群体失衡、郁蔽为病菌繁衍发生营造局部环境。

3防治措施

3.1加强新的抗源材料的收集,加速育种进程

培育抗病品种的关键在于掌握较好的抗源材料。抗源的收集主要包括对国内外已定位基因的抗源、病区长期自然选择所保留的抗源以及含丰富抗源的野生稻的收集。常规抗病育种通过有性杂交,利用作物自身或亲缘种中的抗性基因选育抗性品种。通过选择亲本入手,采用单交、复交和回交等手段,将真正的抗稻瘟病基因重组到一个品种中。但由于受到有性杂交亲和性的制约,影响了外来基因型的广泛利用,而生物技术的出现恰好弥补这样的缺陷。不仅可以打破物种界限,克服有性杂交障碍,而且能快速有效地创造遗传变异,缩短育种年限。因此,常规育种与生物技术育种相结合是水稻抗稻瘟病育种的发展方向。

3.2加强稻瘟病群体结构变化监测

生产上所用主栽品种的分布和替换,水稻病原菌群体的结构变化带有明显的区域差异,稻瘟病生理小种具有多样性遗传变异,因此应建立稻瘟病菌群体监测体系,定期监测稻瘟病菌群体结构,不断地分析稻瘟病菌生理小种致病性、致病类型、小种分布状况及优势小种;准确掌握不同稻瘟病菌致病类型与当前生产和育种的抗源品种的相互关系,有选择地使用抗病亲本,减少抗病育种的盲目性。

3.3加强水稻栽培措施研究,利用生物多样性减轻稻瘟病危害

稻田生态系统中,水稻品种、稻田病虫草害及相关天敌、稻田水生生物群落及人工放养的鸭、鱼、萍等物种能够共同构成自然生态和人为干预相结合的复合生态系统。刘昌权等[2]研究表明,相对于常规水稻种植,稻鱼共作生态模式,可以使水稻叶瘟平均病情指数下降5.57%,穗颈瘟病情指数下降6.08%。侯传伟等[3]总结江苏灌南有机稻米产业化实践经验表明,在以选用优质抗病品种和活化土壤的基础上,有机稻区运用农艺、人工、物理措施,采用种子精选、淹水封、减蘖增穗、健身栽培增强稻体自身抗逆性等,有效控制了病虫草害。刘二明等[4]研究发现,水稻品种多样性混栽对稻瘟病有显著的控制效果。混栽区的间栽品种与净栽区的间栽品种比较,稻瘟病病叶面积率明显下降,叶瘟减轻。不同组合的间栽品种对穗瘟的相对防治效果36.88%~55.10%;选择抗性遗传背景差异大和株高差异较大的品种组合,以1行优质稻、5行主栽稻混合间栽,能起到控瘟增产的作用。

4 ].中国稻米,():-.

杂交水稻生物技术范文3

袁隆平院士何出此言?记者采访了湖南杂交水稻研究中心知识产权办公室主任万宜珍。

知识产权制度为杂交水稻研究“护航”

20世纪80年代初,杂交水稻作为我国出口的第一项农业科研成果被转让给美国。此后,又被联合国粮农组织定为解决发展中国家粮食短缺问题的首选战略措施,在东南亚、南亚等地区大规模推广。

由于当时我国还没有系统的知识产权保护制度,1985年开始实施的专利法还明确指出不对动植物品种进行保护,我国的杂交水稻技术在进行国际推广时几乎是无偿的,发明人和相关单位没有获得应有的知识产权回报。此事促进了我国植物新品种保护制度的建立。对此,万宜珍主任在接受记者采访时也颇有感慨。

1997年10月1日,《中华人民共和国植物新品种保护条例》开始施行。此后,我国的种业知识产权保护进入了崭新的发展阶段。

湖南杂交水稻研究中心成立于1984年。1995年,国家杂交水稻工程技术研究中心成立,袁隆平院士任国家杂交水稻工程技术研究中心暨湖南杂交水稻研究中心主任。

在进行科研攻关获得累累硕果的同时,湖南杂交水稻研究中心高度重视知识产权保护工作,亦取得了喜人的成就。万宜珍主任告诉记者,中心成立了专门班子负责知识产权工作,建立了较为完善的知识产权管理制度,对中心的科研成果进行全面的知识产权保护。第一期超级杂交稻的母本“培矮64S”在我国植物新品种保护史上是一个划时代的象征,其品种权的获得,开启了我国植物新品种保护的序幕。目前,中心拥有有效专利15项、植物新品种权80多项,近几年每年的知识产权收益高达2000多万元。

杂交水稻种业国际竞争日益激烈

中国工程院院士袁隆平等人发明的杂交水稻技术,在世界农业科技史上具有划时代的意义,大幅度推动了水稻增产,为世界粮食产业的发展作出了杰出贡献。袁隆平院士因此被誉为“杂交水稻之父”。

1995年,我国两系法杂交水稻基本研究成功。在此基础上,袁隆平提出了选育超级杂交稻分步进行的设想,他率领团队分别于2000年和2004年实现了大面积亩产700公斤和800公斤的第一二期超级杂交稻产量目标。2011年9月,袁隆平指导的超级杂交稻第三期目标亩产900公斤高产攻关获得成功,湖南省隆回县百余亩试验田“Y两优2号”超级杂交稻平均亩产达到926.6公斤,这是世界杂交水稻产量的又一个高峰。

随着全球化竞争的日益加剧和生物技术的迅猛发展,当前,国际上杂交水稻技术的发展极为迅速。美国、日本、印度等国家,国际水稻研究所等国际组织和拜尔、孟山都、杜邦先锋等跨国公司已经开展了多年的杂交水稻育种研究和商业推广。万宜珍说,就杂交水稻种质资源而言,不论是两系杂交稻还是三系杂交稻,国外实际上已经获得了基本的遗传资源,未来几年完全有可能开发出适合各地应用的优良杂交水稻组合。

更值得一提的是,上述跨国公司和印度、菲律宾等国家的一些私营国际性公司都积极活跃在越南、菲律宾、印度尼西亚、马来西亚、印度、孟加拉、巴基斯坦等亚洲水稻主产国的市场上,其中不少公司早在数年甚至十几年前就开始对这些潜在市场进行战略性布局,目前已有一些杂交水稻品种通过了当地国的各级试验,获得了品种审定,已经或正在进入商业化应用阶段。中国杂交水稻的国际推广面临越来越激烈的竞争。

不久前,袁隆平院士在接受媒体采访时,再次提出了超级杂交稻3年亩产突破1000公斤的设想。已经年过八旬的袁隆平院士,依然奋战在科研第一线,率领他的团队向下一个“超级”目标发起冲锋。我们也期待,中国的超级稻能够获得更好的知识产权保护,从而在激烈的国际竞争中赢得应有的地位。

杂交水稻种子出口受到限制

而令袁隆平院士和他的同事们焦急万分的是:由于相关政策限制,我国的杂交水稻新品种要在国外申请品种权,至今仍没有一条畅通的正规渠道,导致我国杂交水稻品种和材料在国外得不到很好的知识产权保护。

与此同时,我国与很多国家的杂交水稻商业贸易十分频繁,大量的杂交水稻新品种被卖到国外,又没有申请当地国的知识产权保护,当地国的企业或个人就有可能把这些新品种稍加改良,以自己的名义保护起来,成为他们的知识产权,最终将导致我国的杂交水稻资源严重流失,让中国杂交水稻在国际市场上失去竞争力。

万宜珍说,在这种背景下,目前我国的杂交水稻知识产权和优良种质资源管理相关制度尚需要不断完善和改进。袁隆平院士也指出:“杂交水稻要‘走出去’,知识产权需要得到更好的保护。”

“其中最重要的原因是进出口国家杂交水稻种子政策限制。进口国政府担心,随着种子贸易量的增加,过度依赖杂交水稻种子进口将会对本国粮食生产产生不利影响,甚至危及本国的粮食安全,因而对杂交水稻种子生产本地化的要求日益强烈。而我国目前对于杂交水稻种子出口有非常严格的政策限制。这些都和我国所采取的被动保护方式的种子出口政策有冲突,从而形成了贸易壁垒。”万宜珍分析说。

根据《中华人民共和国种子法》第十条,“国家对种质资源享有,任何单位和个人向境外提供种质资源的,应当经国务院农业、林业行政主管部门批准”。

万宜珍告诉记者,基于国家对农作物资源的保护,目前我国仅允许出口在国内已审定3年以上的三系杂交水稻品种和已审定5年的两系杂交水稻的杂交种种子。

杂交水稻生物技术范文4

事实上,中国杂交水稻单产比常规稻高出不少,曾经因为出口到国外商品种子比当地主打品种显著增产,被誉为“东方魔稻”。中国杂交水稻之父袁隆平院士更是联合国粮农组织首席顾问。

自袁隆平、李必湖等科学家成功突破前人的科研瓶颈后,中国便逐步奠定了在杂交水稻育种领域上的世界领先水平。1950年中国水稻平均667平方米产量只有140千克,如今产量已达到443千克,比当时提高两倍多。然而,产量跃升背后,隐藏着中国水稻种子在国际商业市场上的尴尬处境,以及种子企业的种种问题。

高产的“东方魔稻”

早在1926年,水稻杂种优势现象就被美国人詹斯首先揭示;1964年,袁隆平在中国率先进行杂交水稻利用研究;1973年,杂交水稻在中国正式培育成功;翌年试种推广,从此开启了中国杂交水稻的风光之旅。

上世纪70年代袁隆平、李必湖等科学家成功寻找到合适的野生雄性不育系,并突破前人无法实现的杂交水稻技术,把杂交水稻从实验室真正带到田间地头,中国杂交水稻育种的科研水平就此领先世界。

1980年,杂交水稻技术以我国第一个农业技术专利转让给美国,对比试验表明,我国杂交水稻平均亩产比美国水稻良种增产165.5%~180.3%。1989年,世界上已有20多个国家和地区引进、转让了中国的杂交水稻。杂交水稻走出国门后,给当地粮食带来显着增产。越南引进中国杂交水稻种后,一跃成为世界第二大粮食出口国。

“在中国的高新技术中,能在国际上长期居领导地位的屈指可数,杂交水稻是其一。”袁隆平院士去年接受媒体采访时指出,全球水稻平均产量(按667玉米计)普遍不高,为260千克;印度是全球种粮面积最大的国家,平均产量仅200千克;科研和栽培水平较高的日本平均产量为440千克;中国水稻平均产量是443千克。中国第三期超级杂交水稻已突破了900千克,而国际水稻所和日本研究超级稻提出的亩产800千克目标至今均未能实现。

5月19日,袁隆平在湖南湘潭举行的中非商务合作论坛上提议,希望国家农业部开启研发第四阶段超级稻计划,目标为每667平方米量1000千克。

据不完全统计,我国目前做杂交水稻育种的人数高达3万。有专家分析,国家对水稻研究的支持决定了中国杂交水稻在常规育种上的霸主地位。

蹩脚的中国种企

然而,中国杂交水稻种子在国际市场上的表现并不那么亮眼。2000年开始,中国种业打破国有种子公司一统天下的局面回归市场化,进入了多元资本发展的时代,但国内水稻种子企业缓慢的前进步伐,令“东方魔稻”魔力衰减。

在中国,经营杂交水稻的公司超过2000家,隆平高科、丰乐种业2008年全年种子营业收入分别为人民币4.77亿元、3.75亿元,已经是中国种业的佼佼者。但世界种业巨头孟山都和先正达同年的研发经费则分别为9.8亿美元和9.69亿美元,约占它们销售收入的8%~12%。(下转10页)

(上接9页)国家水稻产业技术体系首席科学家、中国水稻所所长程式华说,中国杂交水稻企业中拥有研发能力者不到总数的2%,连中国种业类上市公司在种子培育方面的研发投入也语焉不详,敦煌种业只在2008年年报中公布了“研究开发费”和“特权使用费”,共计1034.8万元,约占其收入的1%。据媒体报道,国内多数主要农业类上市公司的科研投入不足营收的1%。

科研投入存在差距的同时,中国和一些发达国家种企在育种技术上走的也是完全不同的道路,当中国还在使用常规手段的时候,美国已在用分子生物技术。

目前,美国水稻种植面积50%是杂交稻,仅次于中国,其中美国水稻技术公司一家独占杂交稻76%的市场份额。据称,该公司在中南美洲占有率达九成,印度也是其重要的市场。美国水稻种植的面积虽然不大,但产品一半用于出口,主要市场是中南美和欧洲。

在规模化制种方面,美国水稻技术公司和拜耳公司利用直升飞机在水稻杨花期辅助授粉,提高了授粉率和田间管理质量,其大规模制种父母本行比是8:24。前者的生产部门仅有6名员工,但可负责8000万平方米的生产,而我国还是人工用绳子“赶粉”。此外,它们还实现种子全部烘干处理,增加了出芽率和抗风险能力,这方面国内还没有起步。

拜耳则在植物保护、农作物性状改良、种子科技上,都注重价值的提升,公司目前可以商业化品种,在美国、巴西、泰国各有1个,印度有5个;在东南亚和印度的商业推广主要是在旱季,因为雨季的一些病害目前仍无法解决。

尴尬的国际市场地位

5月25日,程式华在广州做学术报告时指出,中国杂交水稻商品种子出口量只占外国杂交水稻总需求量的小部分,且增速十分缓慢。

水稻种植面积全球第一的印度,目前种子市场由跨国企业所控制,拜耳PA6201、PA6444、Arize等组合占据了40%的市场份额。同时拜耳还向越南、菲律宾、印尼和巴西等国发放一批优良组合,先锋PHB-71组合、孟山都RH204、RH209组合也纷纷强势推出。

杂交水稻生物技术范文5

重点优先安排执行

据《中国青年报》消息,最高人民法院近日就进一步做好涉农民工工资案件的执行工作发出通知,要求各级人民法院要把做好涉农民工工资案件的执行工作作为当前的工作重点,优先安排解决涉农民工工资执行案件。

通知要求,各级法院应对涉农民工工资执行案件进行全面排查,掌握案件总数、种类等情况,研究提出对策。要充分发挥执行指挥中心的作用,对农民工申请执行人开辟绿色通道,对案件特别是群体性申请或上访案件,要及时受理或处理,优先安排解决。按照有关规定减免申请执行费、实际执行支出等费用。对被执行人恶意拖欠、携款逃匿等行为依法追究规避执行的责任,依法处罚。违法情节严重的,依法拘留、罚款直至追究刑事责任。

袁隆平表示争取自己90岁前杂交稻

亩产1000公斤

据新华社2月3日消息, 正在吉隆坡接受2011年“马哈蒂尔科学奖”的中国工程院院士、杂交水稻专家袁隆平对新华社记者表示,自己将争取在90岁前实现超级杂交稻亩产1000公斤的目标。

马来西亚前总理马哈蒂尔日前向袁隆平颁发了这一奖项,表彰他在热带农业发展领域的贡献。马哈蒂尔高度赞扬了袁隆平的成就,并表示期望看到他的进一步研究成果。

袁隆平多次受邀为各国提供杂交水稻方面的技术援助。马来西亚科学院院士阿卜杜勒・阿齐兹说,他希望袁隆平此次获奖能加强马来西亚和中国在杂交水稻领域的合作。

据悉,“马哈蒂尔科学奖”于2004年设立,授予在全世界范围内通过科学和技术为解决热带地区各种问题作出贡献和带来革新的科学家、机构或组织。

“大豆基因组测序”项目正式展开

据中广网1月17日消息,华大基因与美国密苏里大学国家大豆生物技术中心正式签署合作协议,共同开展1008株大豆的基因组测序项目,辅助分子育种,从而加快高产、优质新品种培育的进程。

杂交水稻生物技术范文6

关键词:三系杂交稻;金科优66;特征特性;选育

中图分类号:S511;S334 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2017)04-0621-02

恩施土家族苗族自治州位于武陵山区的核心地区,境内群山起伏,沟壑纵横,雨热同季,降水分布不均匀,雾露重、湿度大,利于稻瘟病的发生与流行。当地稻瘟病常年发病面积约2.0万hm2,是全国稻瘟病重发区之一[1]。生产上常年损失稻谷约10%~20%,严重年份可达40%~50%。实践表明,选育和推广种植抗性品种防治稻瘟病是最经济、有效、安全的措施,尤其是高山的早熟水稻种植区。因此,选育抗稻瘟病水稻品种是当地水稻育种工作的长期主攻目标。

1 选育经过

金科优66是用金科1A与恩恢66配组选育而成的三系杂交籼稻新组合。母本金科1A是由武汉金科生物技术有限公司用金23B与冈46B杂交选育后与金23A回交转育而成,具有花粉败育彻底、不育性稳定、柱头外露率高、异交结实率高、易于繁殖等特点,于2007年通过湖北省农作物品种审定委员会审定,审定编号为鄂审稻2007021[2]。

父本恩恢66[3]是用强恢复系中早熟中间材料006-17(恩恢58/1468的F6代)与蜀恢527杂交,于2006年选育而形成稳定的早中熟恢复系,具有优质、抗稻瘟病、恢复力强、配合力好、花粉量足等特点,所配组合中9优恩66于2013年通过湖北省农作物品种审定委员会审定,审定编号为鄂审稻2013013[4]。

2009年用金科1A与恩恢66进行试制种,2010年参加品种比较试验,2012~2013年参加湖北省恩施州早中熟水稻品种区域试验,2013年参加生产试验,2016年通过湖北省农作物品种审定委员会审定,审定编号为鄂审稻2016019。

2 产量表现

2010年参加恩施州农业科学院进行的品种比较试验,产量8.69 t/hm2,比对照福优195增产18.0%,增产显著。2012~2013年参加湖北省恩施州水稻区试,2年平均产量8.54 t/hm2,比对照福优195增产4.37%,其中2012年产量8.41 t/hm2,比对照增产3.02%,增产显著,居第二位;2013年产量8.66 t/hm2,比对照增产5.71%,增产显著,居第三位。两年13个试验点有11个点增产,增产点率84.6%。2013年参加生产试验,平均产量7.41 t/hm2,比对照增产0.78%,居第一位。

3 特征特性

3.1 农艺形状

两年区试结果,全生育期平均152.9 d,比对照早熟6.3 d。该组合植株整齐,株型较矮小,分蘖能力中等,剑叶长且挺直,谷粒长形。株高99.6 cm,有效穗261.2万/hm2,穗长22.9 cm,穗总粒数125.0粒,实粒数111.1粒,结实率88.5%,千粒重29.1 g。抗倒能力好,耐寒性强,熟期转色好。

3.2 抗性表现

金科优66经鉴定,在生产试验中平均综合抗性指数1.8,最高病级1.0级,抗稻瘟病;两年区试稻瘟病平均综合指数2.7,损失率最高病级3.0级,中抗稻瘟病,感纹枯病,未发生稻曲病。

3.3 米质

米质经农业部食品质量监督检验测试中心(武汉)检测:出糙率79.8%,整精米率49.4%,垩白粒率45.0%,垩白度6.8%,透明度2.0级,胶稠度47.0 mm,直链淀粉含量21.1%,长宽比3.1。

4 栽培技术要点

金科优66适于在海拔800~1 200 m的地区作中稻种植,一般于4月上旬播种为宜,采用旱育早发等育秧技术,秧田播种量225.0 kg/hm2,大田用种量在15.0 kg/hm2,秧龄30.0 d左右,稀播结合喷施多效唑,二叶一心和移栽前各追肥1次,促进低位分蘖,培育带蘖壮秧。秧田要做好稻飞虱、稻蓟马等虫害的防治工作。插植密度为22.5万~30.0万穴/hm2,每穴1~2粒谷苗,插植基本苗150.0万/hm2左右,成穗270.0万/hm2左右,移栽后,适当灌水护苗,做到寸水活棵,浅水分蘖,足苗晒田。当茎蘖数达到计划苗数的80%时排水晒田,以控制无效分蘖,至幼穗分化前复水。湿润壮子,防止过早脱水造成空秕粒的增加。合理水肥管理和病虫害防治。施足基肥,早施分蘖肥,施纯氮180.0~225.0 kg/hm2,氮、磷、钾比例为1.0∶0.5∶0.7,基肥、分蘖肥、穗肥的比例为5∶3∶2,分蘖肥应在插秧后10 d以内施用,后期切忌过量施用氮肥,防止叶披垂,贪青影响产量。水分管理应以浅水促蘖,够苗搁田,湿润分化,薄水扬花,干湿灌浆,适期断水的方针进行管理。病虫害的防治根据天气及当地病虫害的预测预报及早及时防治,重点防治纹枯病、稻瘟病以及二化螟、稻飞虱等病虫害。

5 制种技术要点

制种时,应掌握好父母本播差期。金科1A春制播始历期为70 d左右,主茎叶片数12.5~13.0叶;夏制播始历期为65 d左右,主茎叶片数11.5~12.0叶。金科优66制种播期差为:春制时差26 d,叶差4.0~4.5叶;夏制时差21 d,叶差3.0~3.5叶。父本分两期播种,时间间隔7~8 d。制种大田母本用种量45.0 kg/hm2,秧龄掌握在20~25 d,行株距采用13.3 cm×13.3 cm,插3粒谷苗,插足基本苗250.0万/hm2左右;父本用种量7.5 kg/hm2,秧龄掌握在30.0 d以内,行株距采用16.7 cm×20.0 cm。父母本行比采用2∶12或2∶14的比例。

科学统筹肥水管理,秧田要施足基肥,整田时施水稻专用复合肥375.0 kg/hm2,秧苗移栽前5 d再施尿素22.5 kg/hm2。早施重施分蘖肥,促进低位分蘖早生快发,保证足够的有效穗。把握父母本正常生长发育的需肥水平,对父本应偏施一次肥料,促进父本早生快发,增强后劲。施肥时应注重增施有机肥、磷钾肥和微肥,有利于高质量群体的形成和双亲发育平稳正常。花期相遇标准以母本比父本早始穗2~3 d为宜。在幼穗分化期要定期做好幼穗剥查,及时对花期进行调整。一般喷施“九二”3次,第一次在母本破口到抽穗10%r施用,用量为60.0 g/hm2,抽穗达40%时喷施第二次,用量为120.0 g/hm2,抽穗达50%时喷施第三次,用量为75.0 g/hm2。制种田应及时防治纹枯病、稻瘟病、稻粒黑粉病和螟虫、稻飞虱、稻纵卷叶螟等病虫害。制种全过程应严格去杂,特别是始穗前后,同时应注意隔离安全和机械混杂,确保种子纯度和质量。

参考文献:

[1] 杨隆维,袁利群,王光建,等.持久抗稻瘟病中籼恢复系恩恢80的选育与利用[J].湖北农业科学,2005,44(1).:25-27.

[2] 李继辉,段太品,杨隆维,等.高产优质抗病恢抗病杂交稻Ⅱ优69的选育[J].湖北农业科学,2006,45(1):33-34.