摘要：CCT家族基因影响植物开花,在玉米中,ZmCCT10、ZmCCT9基因是光周期敏感基因,ZmGhd7基因是与开花期相关的基因。利用CRISPR/Cas9技术靶向编辑ZmCCT10、ZmCCT9、ZmGhd7基因为研究基因的功能和快速改良玉米的开花期提供了可能。本研究以玉米ZmCCT10、ZmCCT9、ZmGhd7基因为编辑对象,以KN5585为稳定转化受体、以CML312SR、LCL-1、LCL-2为预改良的晚熟材料受体,首先通过Sanger测序验证了3个基因靶标区域在4份玉米材料中的保守性,其次根据sgRNA设计原则选择了1个sgRNA复合编辑3个基因,并利用同源重组方法构建了将由胚特异性启动子Zm3896驱动的DsRed表达盒和由ZmU6-2启动子驱动的sgRNA表达盒串联的CRISPR/Cas9基因编辑敲除载体CCT-CPD,然后采用酶切法和Sanger测序法分析T0代KN5585中3个基因的突变率和突变类型,验证了该系统的基因编辑效果,最后通过对稳定遗传转化植株所结籽粒在籽粒水平、组织水平进行DsRed荧光标记表型鉴定,验证了该系统中DsRed荧光筛选标记的有效性。在此基础上,通过杂交育种法以晚熟材料为母本、以T1代KN5585阳性株为父本获得F1并经过DsRed荧光筛选获得含有有效编辑转基因元件的晚熟材料。本研究构建的编辑ZmCCT10/ZmCCT9/ZmGhd7基因的串联DsRed荧光表达盒的CRISPR/Cas9系统为创制单基因突变体,双基因突变体,三基因突变体奠定了基础,该系统中DsRed荧光筛选标记的应用可以快速筛选区分有无转基因成分的玉米籽粒,成本低,鉴定效率高,具有大规模籽粒筛选的潜力,本研究为鉴定ZmCCT10、ZmCCT9、ZmGhd7三个基因的功能和创制玉米光周期钝感材料奠定了材料基础和高效的技术基础。

摘要：近年来,随着基因组测序等多种技术实现突破,基因组学、表型组学等多门"组学"及生物信息学得到迅猛发展,作物育种理论和技术也发生了重大变革。以分子标记育种、转基因育种、分子设计育种为代表的现代作物分子育种技术逐渐成为了全世界作物育种的主流,在我国也正在成为作物遗传改良的重要手段。本文在界定分子育种的基础上,简要分析了中国作物分子育种研究现状和面临的问题,探讨了未来我国作物分子育种的发展策略。

摘要：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。

摘要：作物种质资源库主要包括低温种质库、种质圃、试管苗库和超低温库。我国已经建成由55个库(圃)组成的国家作物种质资源保存设施体系,包括国家作物种质长期库1个、复份库1个、中期库10个、种质圃43个(含2个试管苗库),保存资源总量突破52万份,居世界第2位。由于我国是作物种质资源大国,种质资源保护设施不完善、容量不足等问题是制约农业种质资源保护与利用快速发展的瓶颈之一,国家和部分省市正在筹建或改扩建种质库。种质库的设计与建设是一项技术性很强的科技项目,然而目前尚未有种质库的设计与建设标准,致使部分种质库存在诸多缺陷,影响了其发挥正常功能。本文系统概述作物种质库保存设施类型及其保存对象、我国作物种质库的职责定位、种质库设计原则和技术参数等要求,以期对作物种质资源保存设施建设起到指导借鉴作用。鉴于种质库建设一次性投入较大,且在今后运行过程中需要一定人力和物力,进一步提出了3点建议,以供在投资建设种质库时慎重参考。

摘要：澳大利亚拥有开花植物23000种,名列世界第5。根据降水量和植被分布,全国可划分为集约农业区、农牧区和天然场区三大农业区域。澳大利亚已建立完善国家植物遗传资源保护体系,其中原生境保护体系以国家保护地为主体,面积达国土面积的11.65%;异生境保护体系以166个植物园和7个基因库为主体,保存植物遗传资源18.6万份。植物遗传资源的日常管理和对外交流由各州政府负责,联邦政府环境、遗传和艺术部负责全国活动的协调。

摘要：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务特点,确定登记主体和登记流程,从数据的填报、审核与共享3个阶段阐明了资源登记的整体流程。在此基础上设计了农作物种质资源登记区块链网络模型、工作流模型和数据模型,并根据农作物种质资源实际工作需求改善了DPOS共识机制,给出了激励机制的构建方式。农作物种质资源登记区块链模型通过去中心化实现登记数据的分布式存储,通过共识机制增加数据的可靠性,通过区块链的特殊数据结构确保链中数据难篡改、易追溯,提高数据安全性,为今后资源登记系统的设计提供了新思路。

摘要：超级稻育种的目标是在水稻矮化育种和杂种优势利用取得突破的基础上,通过理想株型的构建结合籼粳亚种间杂种优势利用,来实现寻求水稻单产、品质、适应性的新突破。作物分子设计育种是通过各种技术的整合与集成,对作物从基因(分子)到整体(系统)不同层次进行设计和操作。将分子设计育种的知识和手段应用于超级稻育种,可以在尽可能短的时间里培育出更多、更好的超级稻品种或杂交组合。因此,对水稻分子设计育种的基本理论和相关领域的最新研究进展进行了综述,展望了分子设计育种对提升传统育种效率和培育超级稻新品种的前景,指出了未来超级稻发展的方向。

摘要：为研究国家作物种质库中保存菜豆种质携带种传菜豆普通花叶病毒（BCMV）的状况，根据BCMV的印基因序列设计一对特异性引物，从BCMV侵染的菜豆叶片上扩增出与理论大小一致的714bp的片段。在此基础上，应用改进CTAB法从菜豆干种子中提取总RNA并特异性扩增出相同大小的片段。对目的片段进行克隆、测序和序列同源性比较，结果表明，扩增片段的序列与其它BcMV的印基因序列同源性达88％-98％，确证该方法可以从莱豆干种子申直接检测BCMV。利用建立的方法，分别从单粒菜豆种子样本和30粒菜豆种子样本中检测到BCMV，其检测灵敏度较ELISA方法更高。来自河北的紫芸豆单粒种子带毒率高达100％，而在不同地理来源的6份菜豆种质中，4份被检出携带BCMV，表明入库保存的菜豆种质和种子已普遍为BCMV所侵染。

摘要：在小麦生育期降水47.9mm的条件下,以7个强筋小麦品种为供试材料,采用二因素裂区设计试验,分析春季灌水1～4次4种处理(每次灌水***-2)对小麦加工品质的影响。结果表明,各品种小麦的面筋含量和面筋指数随灌水次数增加而升高,其中春季灌3水(春2叶露尖、春5叶露尖和开花期灌水)和灌4水(春2叶露尖、春5叶露尖、开花期和灌浆期灌水)的湿面筋含量显著高于春季灌1水(春5叶露尖灌水)和2水(春5叶露尖和开花期灌水)的处理;灌2、3、4水的面团形成时间和吸水率均比灌1水处理显著增加;灌2水的面团稳定时间比灌1水的显著延长;灌3水和4水的面包体积显著大于灌1水和2水处理。供试品种中以皖麦38和临优145面筋含量较高,8901-11面筋指数最高,面团形成时间和稳定时间最长,且与其他品种差异显著;豫麦34面包体积最大,面包评分最高,与其他品种差异显著。不同品种及不同品质指标对灌水的反应程度不同,其中烟农19和济麦20的面筋含量对灌水反应较小,烟农19的面包体积对灌水处理反应不敏感,其他品种的面包体积对灌水处理反应较大。因此认为,在干旱年份春季灌水3次,对改善小麦加工品质有利,但不同品种的加工品质对灌水反应有别。

摘要：C_4光合作用和光呼吸研究是植物学界的研究热点,缺乏低CO_2浓度培养条件和相关突变体限制了相关工作的深入开展。本研究设计了一个低CO_2浓度培养箱,CO_2浓度、光照和温度等培养条件可稳定控制,试验数据可通过网络实时查看记录。以该培养箱为平台,本研究对54份谷子甲基磺酸乙酯(EMS)突变体进行了耐40 mg/L(正常空气中CO_2浓度范围是380~400 mg/L)CO_2浓度培养鉴定,根据死苗量将这些材料分为4类,其中敏感的Ⅲ级突变体19个和Ⅳ级突变体13个,对低CO_2浓度极度敏感的5个谷子突变体均为叶脉变异系,证实了低CO_2浓度培养箱筛选鉴定的实用性。对这些材料开展包括花环解剖结构观察和相关突变基因克隆的深入研究,将奠定谷子C_4光合作用的研究基础,所构建的低CO_2浓度培养箱也适用于其他作物光合作用和光呼吸的生理学研究。