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多基因编辑技术的发展及其在畜牧种质创新中的应用

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畜牧兽医学报 2024年

作者：刘雯雯董发明毕延震河南科技大学动物科技学院湖北省农业科学院畜牧兽医研究所动物胚胎工程及分子育种湖北省重点实验室湖北洪山实验室

CRISPR基因编辑技术可以更精准、高效地更改基因组DNA序列，近年来在动植物育种中被广泛应用。实践中对农业生物多性状协同改良的需求越来越大，仅靠对单一基因或位点的改变不能满足上述需求，所以亟需建立一套多基因同步编辑体系，对... 详细信息

CRISPR基因编辑技术可以更精准、高效地更改基因组DNA序列，近年来在动植物育种中被广泛应用。实践中对农业生物多性状协同改良的需求越来越大，仅靠对单一基因或位点的改变不能满足上述需求，所以亟需建立一套多基因同步编辑体系，对多个基因进行协同修饰。多个sgRNA同时表达是多基因同步编辑的关键，常见表达策略包括建立多个单顺反子sgRNA并联表达和多顺反子sgRNA串联表达。常用串联表达工具有核酸酶Csy4、tRNA系统以及自裂核酶等。本文对以上多基因编辑技术的优劣进行了分析和总结，探讨了下一步的发展方向，并指出了它的重要意义和应用前景。

关键词： CRISPR 多基因编辑种质创新

辽藁本种质创新、栽培繁育及分子生物学研究进展

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辽宁农业科学 2024年第1期 68-72页

作者：樊勇李旭录亿隆于春雷杨正书孙文松辽宁省经济作物研究所/辽宁省农业科学院药用植物研究所辽宁辽阳111000

辽藁本作为我国大宗药材,随着市场需求量的增加,种植面积也在逐年扩大,但是辽藁本栽培种较少、栽培技术落后,分子生物学等方面研究不够深入,严重制约了相关产业的发展。文章综述了辽藁本在种质创新、栽培技术研究、种苗繁育、药用成分... 详细信息

辽藁本作为我国大宗药材,随着市场需求量的增加,种植面积也在逐年扩大,但是辽藁本栽培种较少、栽培技术落后,分子生物学等方面研究不够深入,严重制约了相关产业的发展。文章综述了辽藁本在种质创新、栽培技术研究、种苗繁育、药用成分分析、分子生物学及微生物组学等方面的研究进展,展望了辽藁本未来研究应关注的方向,为辽藁本的进一步深入研究和产业发展提供科学依据。

关键词：辽藁本种质创新栽培繁育药用成分分子生物学

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食用豆抗豆象种质创新与遗传改良研究进展

作物学报 2023年第5期49卷 1153-1169页

作者：杨晓明程须珍朱振东刘昌燕陈新甘肃省农业科学院作物研究所甘肃兰州730070 中国农业科学院作物科学研究所北京100081 湖北省农业科学院粮食作物研究所湖北武汉430064 江苏省农业科学院经济作物研究所江苏南京210014

食用豆在耕地质量提升、优化农业生态体系及人类膳食结构改善中发挥着重要作用。豆象是世界性仓储性害虫,严重影响着食用豆产业的健康发展。国内外在食用豆抗豆象种质鉴定评价和利用方面,从各种野生资源中鉴定出抗不同豆象的种质材料,... 详细信息

食用豆在耕地质量提升、优化农业生态体系及人类膳食结构改善中发挥着重要作用。豆象是世界性仓储性害虫,严重影响着食用豆产业的健康发展。国内外在食用豆抗豆象种质鉴定评价和利用方面,从各种野生资源中鉴定出抗不同豆象的种质材料,并在豆象抗性遗传学分析、QTL定位和基因挖掘等方面取得显著进展。本文通过对豆象发生和危害规律、抗性鉴定方法、抗性机理研究、抗性种质鉴定与评价、抗性遗传和分子标记以及抗豆象育种方法和品种改良等方面的梳理和总结,对抗豆象研究存在问题进行讨论和展望,以期为我国抗豆象种质创新和品种改良提供参考价值。

关键词：食用豆种质创新豆象抗性育种分子标记

基于玉米新品种丹玉311选育的种质创新思考

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玉米科学 2022年第1期30卷 33-38页

作者：高洪敏周旭梅徐娥李方明何晶宁家林杨雨明丹东农业科学院辽宁凤城118109

丹玉311是以高产、宜机收为育种目标,以自选系丹3145为母本、丹3140为父本育成玉米的新品种。丹玉311通过了东华北和西北两大玉米主产区的国家审定以及辽宁省品种审定,具有高产、稳产、多抗、广适、商品品质优良的特点。分析玉米新品种... 详细信息

丹玉311是以高产、宜机收为育种目标,以自选系丹3145为母本、丹3140为父本育成玉米的新品种。丹玉311通过了东华北和西北两大玉米主产区的国家审定以及辽宁省品种审定,具有高产、稳产、多抗、广适、商品品质优良的特点。分析玉米新品种丹玉311的选育背景及过程,总结丹玉311在各级区域试验及生产试验中的产量、农艺性状、病害抗性鉴定和品质分析结果,评价其丰产性、稳产性和适应性等综合性状。

关键词：玉米丹玉311 品种选育种质创新

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水稻、高粱远缘杂交种质资源创新

杂交水稻 2023年第3期38卷 50-56页

作者：张帅刘智权陈汝秋韩容徐克漂王祺江靖李志新徐俊英长江大学农学院湖北荆州434025 长江大学湿地生态与农业利用教育部工程研究中心湖北荆州434025

将水稻(鄂香1号)与甜高粱[Sorghum dochna(Forssk.)Snowden]远缘杂交后,经过13代连续自交筛选,获得一批性状相对稳定的变异株系。对其中11个(编号为DC1~DC11)有代表性的变异株系进行表型、遗传背景和应用研究。结果表明,各变异株系生育... 详细信息

将水稻(鄂香1号)与甜高粱[Sorghum dochna(Forssk.)Snowden]远缘杂交后,经过13代连续自交筛选,获得一批性状相对稳定的变异株系。对其中11个(编号为DC1~DC11)有代表性的变异株系进行表型、遗传背景和应用研究。结果表明,各变异株系生育期(122~141d)、株高(118.9~228.9cm)、单株产量(27.5~40.4g)、结实率(49.7%~89.6%)、垩白度(0.3%~14.4%)、整精米率(53.9%~68.6%)等性状差异明显。利用水稻差异性鉴定的48对标准SSR引物对受体亲本及变异株系进行鉴定,发现该11个株系与鄂香1号差异引物个数为8~15个,表明这11个株系是不同于受体亲本的新材料,该11个株系之间的差异引物个数为2~15个,表明多数变异株系之间也存在差异。利用受体亲本和变异株系与不育系C6S配制杂交组合并进行综合评价,发现部分变异株系所配杂交组合与对照品种丰两优四号相比,在产量和米质方面具有一定的优势。表明通过远缘杂交创造的部分变异株系具有潜在的应用价值。

关键词：水稻甜高粱远缘杂交种质创新

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菊花辐射诱变种质创新研究进展

安徽农业大学学报 2022年第6期49卷 893-898页

作者：陈霞周利斌中国科学院近代物理研究所生物物理室兰州730000 中国科学院大学北京100049

辐射诱变技术是创制菊花新种质的有效途径,可为观赏植物功能基因挖掘提供重要资源。综述了菊花辐射诱变育种的基本原理以及国内外菊花辐射诱变种质创新及变异机制研究进展,对不同射线辐射诱发菊花的花色、花期、抗性、叶型等表型变异进... 详细信息

辐射诱变技术是创制菊花新种质的有效途径,可为观赏植物功能基因挖掘提供重要资源。综述了菊花辐射诱变育种的基本原理以及国内外菊花辐射诱变种质创新及变异机制研究进展,对不同射线辐射诱发菊花的花色、花期、抗性、叶型等表型变异进行了系统总结,着重介绍了高能重离子束在菊花种质创新及新品种选育中的应用,同时探讨了当前菊花辐射诱变育种存在的部分问题并给出了建议。

关键词：菊花辐射突变诱变育种种质创新

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中国小麦抗条锈病基因育种利用现状与策略

中国农业科学 2024年第1期57卷 34-51页

作者：刘志勇张怀志白斌李俊黄林徐智斌陈永兴刘旭曹廷杰李淼淼陆平吴秋红董玲丽韩玉林殷贵鸿胡卫国王西成赵虹闫素红杨兆生畅志坚王涛杨武云刘登才李洪杰杜久元周口市农业科学院河南农业大学农学院山西农业大学农学院/作物科学研究所中国农业科学院作物科学研究所中国科学院遗传与发育生物学研究所/植物细胞与染色体工程国家重点实验室/种子创新研究院中国科学院大学现代农业科学学院海南崖州湾种子实验室甘肃省农业科学院小麦研究所四川省农业科学院作物研究所四川农业大学小麦研究所中国科学院成都生物研究所中国农业科学院棉花研究所河南省农业科学院小麦研究所

小麦条锈病是中国重要的流行性真菌病害，严重威胁国家粮食安全。通过持续应用抗病品种和植保措施，小麦条锈病在中国得到了较好的控制。然而，随着全球气候变化、栽培制度的变革、育种方法技术的改进、产量水平的提高及条锈菌群体结构... 详细信息

小麦条锈病是中国重要的流行性真菌病害，严重威胁国家粮食安全。通过持续应用抗病品种和植保措施，小麦条锈病在中国得到了较好的控制。然而，随着全球气候变化、栽培制度的变革、育种方法技术的改进、产量水平的提高及条锈菌群体结构和毒性频率的不断变异，有必要对新时期小麦抗条锈病基因育种利用现状进行科学评估，以期为广谱持久多抗小麦品种的培育提供依据。本文通过对近年来中国西南、西北和黄淮主产区小麦品种（系）的条锈病抗性进行系统的抗病鉴定、遗传分析和抗条锈病基因分子标记的定位和检测，总结了中国小麦育种中主要抗条锈病基因的利用情况，对中国小麦抗条锈病基因发掘与种质创新、小麦育种中利用的主要抗条锈病基因、新时期抗条锈病基因利用的策略、小麦育种中抗条锈病基因选择和鉴定等进行了论述，并对新时期小麦抗条锈病育种发展方向进行了展望。

关键词：小麦条锈菌兴衰循环持久抗性基因聚合种质创新

EMS诱变玉米自交系郑58后代变异分析及应用评价

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玉米科学 2024年第1期32卷 11-19页

作者：连晓荣王晓娟周玉乾何海军杨彦忠刘忠祥李永生杨晨曦刘芥杉周文期甘肃省农业科学院作物研究所兰州730070 甘肃农业大学生命科学学院兰州730070

种子是农业的“芯片”,是保障粮食安全的根本,农业种质资源又被称为“种业芯片”。因此,引进、创制和丰富种质资源是攻克“卡脖子”技术的关键,通过人工诱变是种质资源创新的一个重要途径。利用0.67 mg/L EMS诱变玉米自交系郑58花粉,构... 详细信息

种子是农业的“芯片”,是保障粮食安全的根本,农业种质资源又被称为“种业芯片”。因此,引进、创制和丰富种质资源是攻克“卡脖子”技术的关键,通过人工诱变是种质资源创新的一个重要途径。利用0.67 mg/L EMS诱变玉米自交系郑58花粉,构建1650个株系的玉米突变体库,从M_(2)和M_(3)后代筛选到包括生育期、株型、叶型、穗型、粒型、叶色、轴色、育性等多个农艺性状突变体,表型变异率约为9.6%。结果表明,具有育种应用潜能的代表性材料有Z330、Z641和Z1433等,可供用于选育矮秆、低穗位、耐密植、抗倒伏型新品种;Z636、Z848和Z930等新种质材料可用于测配或改良玉米穗型、粒型、轴色、粒色及品质性状。

关键词：玉米种质创新品种改良 EMS花粉诱变

野生二粒小麦抗白粉病基因的遗传定位及种质创新

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野生二粒小麦抗白粉病基因的遗传定位及种质创新

作者：张倩倩山东农业大学

学位级别：硕士

小麦(Triticum aestivum L.)作为三大粮食作物之一,为人类提供了约20%的能量。小麦白粉病由禾本科布氏白粉菌(Blumeria graminis f.***.tritici,Bgt)引起的一种全球范围内广泛流行的真菌性病害。前期研究证明来自以色列卡梅尔山“进化峡... 详细信息

小麦(Triticum aestivum L.)作为三大粮食作物之一,为人类提供了约20%的能量。小麦白粉病由禾本科布氏白粉菌(Blumeria graminis f.***.tritici,Bgt)引起的一种全球范围内广泛流行的真菌性病害。前期研究证明来自以色列卡梅尔山“进化峡谷”湿润的南坡的野生二粒小麦对来自中国不同小麦生产地区的11种白粉菌小种均具有抗性。为了挖掘抗白粉病基因,利用NFS-10和SFS2-12构建遗传作图群体,通过BSR-seq和全基因组重测序设计开发与Ml NFS10紧密连锁的分子标记,对抗白粉病基因Ml NFS10进行精细定位。研究结果如下:1.使用白粉菌流行小种E09对NFS-10和SFS2-12以及后代F、F以及F群体进行苗期抗性鉴定,对NFS-10的白粉病抗性的遗传模式进行了分析。F单株均对小种E09表现出抗性,F分离群体和F衍生家系的分离比符合单显性基因控制,表明NFS-10携带一个显性抗白粉病基因,将其命名Ml NFS10。2.通过BSR-seq和已有的3个SSR标记Xwmc313、Xwmc722和Xgpw3079将抗白粉病基因Ml NFS10定位在4AL上。利用BSR-seq和全基因组重测序获得的亲本间差异的SNPs开发分子标记,结合F群体及F衍生家系筛选出31株重组单株,对抗白粉病基因Ml NFS10进行遗传定位,将Ml NFS10定位在4AL染色体臂上0.3 c M的遗传区间内,对应中国春参考基因组2.1 Mb的物理区间。3.在中国春参考基因组4A染色体上Ml NFS10的2.1 Mb定位区域检索到34个注释基因,跟据RNA-Seq结果分析4个R基因在抗病亲本NFS-10的叶片中特异表达,为Ml NFS10的克隆和进一步的功能验证奠定了基础。4.Ml NFS10定位在4AL上,而前人也在4AL上定位了两个抗白粉病基因Ml IW30和Pm61。查阅文献和对3个基因进行相关性分析,发现Ml NFS10与另两个基因在基因来源、物理位置、基因显隐性和抗谱不同,因此Ml NFS10是一个新的抗白粉病基因,可为小麦抗白粉病遗传改良提供新的广谱抗源。5.为了加快Ml NFS10在育种的应用,将NFS-10分别与SN533491、SN10995和SN11132等进行杂交并连续回交2-3代,自BCF开始,利用开发标记XWsdau73447和XWsdau72928进行辅助选择和抗白粉病鉴定,山农533491遗传背景的BCF群体检测的含有Ml NFS10且对白粉菌抗性显著提高,种质创新培育出新的抗白粉病小麦材料。

关键词：野生二粒小麦抗白粉病遗传定位种质创新