浙江甜玉米.doc

专题综述作物育种信息第 3期总第179期 2009年3月29主办单位：四川省农作物育种攻关办公室四川省科技厅农村科技处主 编：蔡 红副主编：郑林用 雷 波本期责任编辑：邱敦莲编辑出版：四川省农科院信息所作物育种信息编辑部地 址：成都市净居寺路20号邮 编：610066电 话：[phone]E-mail：pbding要 目浙江省玉米种质资源的保存与利用转基因技术在玉米遗传育种中的应用我国玉米育种面临三个紧迫的理论和技术问题 纳米包装对枣的保存品质的影响 利用多枝毛霉降解五氯苯酚和发动机废油 第6染色体短臂上控制水稻谷壳硅含量和产量性状遗传变异片断的证实 马铃薯亚种andigena对卷叶病毒的高水平可遗传抗性 Bt和非Bt近等基因系玉米杂种中的干物质和氮分配模式 在高温胁迫条件下辣椒果实和种子发育的敏感期 肉色和生长环境对马铃薯多酚含量和抗氧化剂活性的影响2529目 录 科技纵横【专题综述】浙江省玉米种质资源的保存与利用1转基因技术在玉米遗传育种中的应用3【热点聚焦】我国玉米育种面临三个紧迫的理论和技术问题6【前沿科技】稻瘟病抗性基因Pi-1（t）连锁微卫星标记的鉴定8水稻WA、Dissi和Gambiaca 3种CMS系统育性恢复基因的比较遗传分析和分子图谱构建9【技术与方法】利用聚二甲基硅氧烷(PDMS) 微流控芯片快速检测食品中甲醛浓度9在邻近地区购买食品以及在购买承受能力上的 社会经济不平等9蘑菇漂白过程中菇体大小变化和热传递以及品质指标的试验测定和模拟实验10纳米包装对枣的保存品质的影响10利用多枝毛霉降解五氯苯酚和发动机废油10玉蕈属药用菌深层培养微生物的抗肿瘤特性及其提取11一个新的水稻显性矮秆突变体986083D的遗传分析11水稻无土栽培幼苗耐旱QTL的鉴定11在优良籼稻品种 Samba Mahsuri中采用分子标记导入白叶枯病抗性12Cote dIvoire水稻地方品种表型多样性的地理模型12第6染色体短臂上控制水稻谷壳硅含量和产量性状遗传变异片断的证实12玉米数量性状全基因组选择的前景13大豆DNA导入玉米后代植株蛋白质和油分的分析13马铃薯亚种andigena对卷叶病毒的高水平可遗传抗性13在路易斯安那州9个场所对咪唑啉酮类除草剂耐性Clearfield 水稻的田间评价14培育冷季牧草物种的测试场所的鉴定14肉色和生长环境对马铃薯多酚含量和抗氧化剂活性的影响15高直链玉米淀粉的特性及其醋酸酯化改性的研究15Bt和非Bt近等基因系玉米杂种中的干物质和氮分配模式15可控的不充分灌溉和部分根区干旱对番茄果实生长和细胞壁过氧化物酶活性的比较效应16墨西哥传统药用菌的多样性及其利用综述16在高温胁迫条件下辣椒果实和种子发育的敏感期16玉米重要自交系遗传多样性分析及产量相关性状的 QTL研究17栽培条件对食（药）用菌榆黄菇的菌丝生长和产生胞外多糖的影响18西南部分玉米地方种质资源的遗传多可样性分析18肯尼亚甘薯病毒病抗性分子标记的鉴定20四川省玉米弯孢叶斑病菌的种类及生物学特性研究20普通玉米和特用玉米的SSR标记聚类21玉米自交系478叶与根酵母双杂交文库的构建及评价21亲子鉴定技术在玉米杂交组合组配中的应用研究21玉米生物诱导孤雌生殖后代DH群体变异性分析22玉米叶片蛋白质含量在不同发育时期的遗传效应及环境 互作效应分析22玉米杂交种抗倒伏性的研究22【材料与品种】玉米新品种登海1722玉米新品种振杰4 号23特早熟玉米新品种金顿 30224多抗性玉米自交系丹 3130及其应用24玉米新品种毕玉 4 号25糯玉米新品种-白云2号26玉米新品种金刚青贮 50 的选育与应用26超级玉米超试一号27【科技纵横】云南育成首个热带高油玉米27第5届世界药用菌大会将于2009年8月在中国召开28离子束辐照研究开辟玉米育种新途径28科学家开发出可抗寄生杂草的玉米种子28专题综述浙江省玉米种质资源的 保存与利用玉米种质资源是选育优良品种的物质基础, 搜集原始材料, 拓宽种质基础, 开展种质鉴定、创新和利用,在玉米品种改良中始终占有重要地位。浙江省地形复杂, 农家种和地方品种比较丰富, 其优良的地方种质虽然在玉米育种史上发挥过重要作用, 但目前利用不充分。本文对浙江省玉米种质资源的收集整理、利用及今后保护与发展方向进行综述。1 浙江省普通玉米种质资源收集与保护20世纪60年代, 浙江省农科院农艺所曾开展玉米地方品种资源征集和利用工作, 收集了本省部分玉米地方品种, 并利用这些种质资源, 育成一些自交系,如金糯等, 还利用浙江著名的地方品种满蒲金和外省引进的金皇后杂交, 育成品种间杂交种浙杂1号。1962年浙江省东阳玉米研究所成立以后, 浙江省农科院农艺所将征集的玉米地方品种全部交给了该所, 使之成为浙江省唯一的专业玉米研究机构。浙江省东阳玉米研究所在“ 六五”、“ 七五”期间承担了农业部农作物品种资源征集、整理和农艺性状研究项目, 完成了系统征集、整理浙江省玉米地方品种资源118份, 形成了本省玉米种质资源库, 丰富了国家种质资源。资源的类型和基本属性具有多样性, 发现了一批有特殊性状的种质资源：如浙江糯玉米具有很强糯性；新昌六十日、磐安白子等具有早熟和特早熟性状, 其中新昌六十日全生育期仅66天, 为全国罕见；余杭十姐妹等具有稳定的多穗性；保安山玉米、溪口小玉米、红苞萝、建德老扁黄等籽粒粗蛋白含量达13%, 显著高于10%的平均数。在资源利用上, 选取了一批较优自交系, 如金糯、壳、磐、余、半、壳、旅回等字号的自交系均源于地方品种资源, 并利用这些自交系与其他材料杂交育成浙单一号和壳黄玉米杂交种。其它省份利用上述自交系育成了虎单号和皖系19肖少3-2等。2浙江省甜、糯玉米种质资源的利用20世纪90年代, 浙江普通玉米种植面积开始大幅度减少, 而鲜食玉米开始发展。根据市场需要和浙江玉米育种水平的实际, 玉米育种开始以甜、糯玉米品种选育为主。浙江的甜玉米生产尽管起步较晚, 但发展较快, 在20世纪80年代初开始进行甜玉米新品种引进、试种、示范推广和种子生产。1989年东阳玉米研究所育成浙江第一个超甜玉米杂交种浙甜1号, 1991年育成超甜3号。糯玉米的育种略晚于甜玉米, 于1994年育成浙糯玉1号（浙糯玉9401）, 品质与当时引进的苏玉糯1号相仿。同时，随着市场的发展, 多个单位开始甜、糯玉米的选育与开发, 目前在农业生产上推广较多的有浙甜2018、科糯986、浙凤糯2号等。甜玉米种质资源主要来自美国、日本、泰国和我国台湾, 通过二环系、回交转育、轮回选择和混合选择等方法, 进行甜玉米自交系的研究利用。由于遗传基础狭窄, 生态类型较为单一, 使甜玉米种质资源奇缺, 育成品种大同小异。在玉米育种中, 国内外玉米品种群体、综合种、优良自交系、不育系及其杂交种、玉米的近缘植物等一切能直接利用或供遗传育种用的材料都可作为种质资源。目前浙江省甜、糯玉米种质资源的利用主要有以下几个方面。21以现有自交系为材料, 通过回交转育把甜质、糯质基因转育到普通玉米中 根据不同的育种目标以及对自交系的要求, 通过对同一优势群内的普通玉米和甜、糯玉米杂交、回交、自交, 选择带有甜质、糯质基因,综合性状优良的自交系。如浙江省东阳玉米研究所1991年育成的超甜3号, 就是把甜质基因转育到普通玉米Mo17、旅9宽、150中去, 通过回交、自交选育出配合力高、植株性状好、带有甜质基因的Mo17/sh2、旅9宽/sh2、150/sh2自交系。1994年超甜3号被浙江省农业厅列为全省鲜食玉米的重点推广品种, 2000年通过了浙江省品种审定委员会的审定, 成为浙江省第1个通过审定的鲜食型玉米品种。超甜3号作为浙江省的主栽品种, 由于其产量高、易种植、抗性好、推广速度较快, 至1998年该品种占全省甜玉米种植面积(春、秋两季)的50%左右。但近几年由于超甜3号皮较厚、口感差, 随着人们消费的日益成熟, 市场占有率逐年下降。2.2充分利用原有材料的自然变异选育新系玉米 玉米的自然杂交率一般在95%以上, 是典型的异花授粉作物, 容易受环境剧变的影响而产生遗传物质的渐变或突变, 形成表型不一的变异株。其中有些是育种目标所需要的可遗传的变异。玉米自交系经连续自交后, 生活力明显下降, 这种变异更易发生。及时发现和选择优良变异株, 并以适当的育种手段如自交、杂交、回交、姊妹交等加以处理, 使变异产生的优良基因得到利用和保留, 便有可能产生比原基础群体更加优异的自交系。23以国内外优良单交种为选系素材, 选育优良自交系 国外种质多以商品杂交种的形式进人我国, 这为我们从中选育自交系提供了方便。由于纬度及生态气候的相似性, 来自我国台湾、日本杂交种的二环系大多数适应性广、抗性强、配合力高。最具有代表性的就是来自于台湾农友公司的华珍甜玉米, 该品种品质好、产量高, 在浙江占有一定的市场。 浙江选育的很多品种的亲本都是来自于华珍的二环系, 如超甜135、超甜4号、浙甜6号、浙甜7号、翠甜1号等。浙甜8号的母本DX-1是由日本引进的甜玉米SAKATA与自选糯玉米自交系W4的杂交种为基础材料, 经连续多代自交单株选择而获得。24从农家种或者地方品种中选育新系 浙江省农家种在20世纪80年代以前, 几个优良地方种质得到了充分利用。但在此之后, 随着生产条件的改善和育种水平的提高, 以及自交系间杂交种, 尤其是单交种的普及和种质扩增的加快, 从农家种选育一环系的数量随之下降。原有的农家种选系大都作为选育新系的基础材料被利用。鉴于目前玉米骨干系遗传基础狭窄, 系间亲缘关系交混的情况, 从农家种中选育血缘清晰的窄基自交系, 以求构建强优势杂优模式的思路又开始受到普遍重视。浙糯玉3号的母本W321选自我省糯玉米地方品种, 经连续多代自交而成。现在浙江省东阳玉米研究所从云南、四川等地引进了甜包米、大八岔、烂地花糯、黑苞谷等甜、糯玉米地方品种近百份。对优良地方种质群体, 将某两种或几种地方品种杂交,针对产量性状进行轮回选择, 不断提高其有利等位基因频率, 为今后的育种工作提供丰富的基础材料。3种质资源的保护与发展方向31资源的系统收集、鉴定与重要基因资源的挖掘 尽早开展全省玉米种质资源的普查、收集、登记工作,使有限的资源尽可能得到保护。同时, 为了拓宽本省玉米育种的遗传基础, 开发新的杂种优势群和杂种优势模式, 提高杂种优势利用水平, 预防和减少遗传脆弱性, 进一步增强杂交种的生态适应性, 应尽早从玉米的多样性中心和次生中心系统地引进和利用种质资源以增强育种研究的资源储备。与甜玉米育种先进国家和地区包括美国、泰国、欧洲和我国台湾的研究单位充分合作, 收集不同生态类型、血缘关系的甜玉米品种资源, 构建基础育种群体。糯玉米从起源地云贵高原和国内其他地区收集优质、抗逆的资源, 进一步扩大基础育种材料的遗传多样性。3.2种质资源的扩增、改良和创新 科学技术的发展为玉米种质的创新开辟了许多新的途径, 提高了人们创造和利用变异的能力, 使缩短育种进程成为可能。目前, 基因工程、诱变育种、单倍体育种等技术已逐渐成为种质创新的重要手段。利用核心基础材料研究, 建立稳定的QTL作图群体。利用SSR和SCAR等分子标记方法, 筛选紧密连锁的分子标记, 辅助和加快特异自交系的选育。在省内建立玉米基因检测中心,为新品种选育服务的同时, 进行资源的内在性状鉴定。同时继续保持海南加代扩繁, 开发西北高质量生产基地, 使资源利用发挥更大作用。3.3种质资源库的建立 建立普通玉米和甜糯玉米抗病、耐热、耐寒、耐旱等抗逆性和果皮厚度等品质性状的核心种质资源库和玉米种质资源数据库, 全面开展资源的研究评价, 实现种质与信息共享。建立若干玉米种质资源繁殖鉴定圃, 开展优质资源的鉴定、繁殖、展示与利用。转基因技术在玉米遗传育种中的应用1玉米育种中常用的转基因技术玉米转基因育种方法有基因枪法、农杆菌介导法、花粉管通道法、PEG 介导法、子房注射法、超声波法、阳离子转化法、电击法、显微注射法等。目前，在玉米转基因育种中比较成功的方法主要有农杆菌介导法、基因枪法和花粉管通道法3 种。11农杆菌介导法农杆菌介导法是以根癌农杆菌和Ti 或Ri 质粒的一段T-DNA 为载体，将目的基因转移到受体细胞核的染色体上的一种方法。农杆菌介导法具有能转移较大的DNA 片段和整合的外源基因重排少且多以单或寡拷贝整合等优点，遗传稳定性较好，再生植株可育性比较高，而且该法简单易掌握。Gould利用农杆菌转化玉米茎尖分生组织获得成功；Ishida用含超双元载体的农杆菌转化玉米幼胚A188，转化率5%30%，成为农杆菌转化玉米的一个里程碑；Luppotto 等对玉米幼胚先用微弹轰击法造成创伤，然后再与农杆菌共培养，大大提高了转化率；黄璐等在国内首次报道农杆菌转化玉米杂交种成功。由于玉米是单子叶植物，不是农杆菌的天然宿主，所以转化率低，这使农杆菌介导法在玉米育种中的应用受到一定限制。1.2 基因枪法基因枪法是通过基因枪击发火药爆炸、高压气体释放或高压放电所产生的推力使携带有外源DNA 的金属微弹穿透植物的组织、细胞壁和膜结构，将外源基因送入细胞核，进而整合到植物基因组中，实现遗传转化的一种物理方法。该法是玉米遗传转化中应用最多、效果最好的方法，不受基因型的限制，转化的受体类型非常广泛。自1989年Klein 等用基因枪将GUS 和PAT基因导入玉米悬浮细胞系并获得转基因玉米以来，基因枪法在转基因玉米研究中发挥了重要作用。目前，对抗虫基因Bt 毒蛋白的转移多用此法。但此法也存在许多问题，如转化体存在嵌合体、多拷贝、外源基因在后代中稳定性差及设备昂贵等。1.3 花粉管通道法花粉管通道法是授粉后使外源基因能沿花粉管渗入，经过珠心通道进入胚囊，转化尚不具备正常细胞壁的卵、合子或早期胚胎细胞。花粉管通道法无需建立愈伤组织等组织培养体系，同时不受植株基因型的限制，既可向玉米导入目的基因，也可转移含有目的基因性状的供体总DNA。同时，该技术具有操作简单、方便、育种时间短、任何基因源都可用来基因转化并可直接运用到常规育种中的优点。这对于目前玉米大多数农艺性状基因还没有完全分离出来的现状具有重要的现实意义。周光宇于1978 年首创并推广花粉管通道法，在棉花基因转移上取得成功。杨利国等经过探索创造出一套较好的操作方法并获得成功，以外源总DNA为供体处理一批试材，其后代在株高、成熟度和抗病性上均表现出不同程度的变异。祁永红等报道利用花粉管通道等技术成功地将外源总DNA（包括大豆DNA 等）导入玉米自交系，不仅建立了成熟的导入技术，同时获得了具有广泛变异的不同类型的自交系，包括与玉米品质有关的氨基酸含量的变化等。但由于玉米花丝较长，一般操作难以成功，而且受授粉时间的局限且不能转化大片段的外源DNA， 因此花粉通道法的应用也受到一定局限。2 转基因技术在玉米育种中的研究进展由于生物工程技术的兴起和发展，特别是转基因技术在改良玉米品质和提高玉米抗性中的广泛应用，为玉米育种提供了新的手段，开辟了玉米育种的新时代。2.1 培育抗虫的转基因玉米用传统的杂交育种方法培育抗螟品种周期长，很难获得兼抗不同世代的玉米螟品种，而且玉米抗螟基因与高产性状呈负相关。所以，利用转基因技术培育抗虫转基因玉米意义重大。进入20 世纪90 年代，抗虫转基因玉米研究取得突破性进展。主要是将苏云金杆菌杀虫结晶蛋白基因（简称Bt 基因）、昆虫蛋白酶抑制基因（广泛应用的是豆胰蛋白酶抑制剂基因CpTl）、植物凝集素基因等导入玉米基因组中，使其正确表达，获得兼抗两个世代玉米螟的高抗转化体，将这种转化体直接或间接用于玉米杂交种的选育，达到了既高产又抗虫的目的，垂直抗性强，有效地控制了玉米螟的危害。目前，转基因抗虫玉米研究最为成熟，已经在许多国家投入商业化生产。2.2 培育抗病的转基因玉米抗病转基因玉米包括转抗细菌、真菌和病毒病基因3 类。其中转抗病毒病的研究初见报道。由于细菌和真菌病害存在多变的生理小种问题，目前研究较少。Grimsly 等首次以玉米为材料，用胭脂碱型根癌农杆菌C58 将玉米条纹病毒的cDNA 导入玉米幼苗中，使植株表现出病毒感染的症状。杨利国等利用花粉管通道法将广谱无毒抗病基因PYH157转入玉米自交系。张志燕开展了玉米转化2-5ARNase水稻黑条矮缩病毒原核表达的初步研究。Murry等首次将玉米矮花叶病毒的外壳蛋白基因导入玉米，获得了抗MDMV 的转基因玉米。刘小红等利用基因枪法将玉米矮花叶病毒外壳蛋白基因MDMVCP 导入玉米优良自交系， 后代对玉米矮花叶病呈现不同程度的抗性。2.3 培育抗除草剂的转基因玉米将抗除草剂基因转移到玉米中，成功地培育出抗除草剂玉米，是高效、低成本、无公害控制杂草的新手段，可有效地解决除草剂的安全性问题。1996 年美国孟山都公司最先注册了抗草甘膦（农达）的玉米品种，1997 年美国孟山都公司已将EPSPS 转基因玉米应用于大田试验；BASF 公司开发的抗除草剂玉米对于稀禾定具有高度耐受性，使其可以在玉米发芽后喷施，防制所有的禾本科杂草。李国圣等用基因枪将来自拟南芥突变体中的抗除草剂基因als 导入玉米细胞， 经检测具有抗除草剂特性。朱常香等利用PIG 基因枪，将CryIA（b）基因和bar 基因，采用共转化法导入玉米自交系的幼胚中，获得抗性愈伤组织并再生植株。刘小红等以bar 为外源目的基因，利用基因枪法将其导入了玉米优良自交系18-599 红基因组中，获得了抗除草剂的优良玉米材料。2.4 培育抗逆性的转基因玉米利用转基因技术将自然界中多种适应性基因转入玉米使其获得抗逆性基因，提高植株在逆境中的适应能力，这是保证稳产的重要手段。美国得克萨斯大学试验站的Prodi Gene 公司通过电激法把抗冻蛋白AFP 基因导入玉米原生质中并获得表达。刘岩等将大肠杆菌6-磷酸山梨醇脱氢酶基因gutD 转入玉米， 使玉米植株的耐盐性明显高于对照。何锶洁等将甜菜碱醛脱氢酶基因转化到玉米中，获得了抗盐性植株。2.5 培育优良品质的转基因玉米Torrent 等将富含赖氨酸基因转入玉米改良醇溶蛋白；张秀君等将富含赖氨酸的马铃薯花粉特异水溶性蛋白的cDNA 转入玉米，使种子干重中赖氨酸含量提高到10%以上；Sun 等采用同样的方法使转基因玉米种子中赖氨酸含量提高了16%；丁明忠等利用花粉管通道法和减压渗透法将大豆总DNA 导入玉米自交系中，筛选出的高蛋白变异材料其蛋白质含量比受体高20%以上。2.6 创造雄性不育植株利用基因工程创造雄性不育的研究工作已取得初步成效。Mariani 等将来自烟草花药绒毡层特异启动子TA29 与核酸酶（Barnase）基因融合后转化玉米，已成功获得雄性不育植株。刘大文等利用玉米花粉特异启动子ZM13 启动核酸酶（Barnase）基因在玉米花粉中表达，产生了部分不育植株。3 转基因玉米的推广应用现状全世界转基因玉米的发展历程可概括为3个阶段：（1）1988 年以前是转化方法的探索阶段。科学家试图利用基因工程技术，将外源或经体外修饰后的内源基因（统称转基因）导入植物，改良植物的性状，并获得了成功。（2）19891994 年是直接遗传转化方法的研究与发展阶段。这一时期转基因玉米的研究在许多方面取得了突破性进展。（3）1995 年以后转基因玉米研究进入商品化阶段。10 多年来， 利用转基因技术已经培育出一批抗虫（玉米螟虫、根系害虫、仓储害虫）、抗除草剂、抗病、耐盐、耐旱、雄性不育、优质等转基因玉米新种质或新品种，而且其产业化发展速度很快。1990 年美国的孟山都公司和迪卡公司开始研究转基因玉米后，1995 年美国就开始构建21 世纪初的基因工程抗虫计划。1997 年美国环保署（EPA）正式批准3 种转Bt 毒蛋白基因的玉米杂交种上市销售，当时美国大多数农民只是抱着试试看的态度。1999 年美国转基因抗虫玉米的种植面积就发展到960 万hm2，占玉米总面积的1/3，2005 年美国的转基因玉米播种面积占玉米总面积的一半，被美国农民誉为继杂交种发明以来的最伟大的技术革命。我国在国家转基因专项、“863” 等高科技项目计划的支持下，在短短的十几年里，转基因玉米研究取得了重要进展。在基地建设方面，我国建立了两个转基因上游中心，分别由中科院遗传所李家洋院士领导的北京中心和华中农业大学张启发院士领导的湖北中心，同时建立了依托于吉林省农业科学院的转基因植物中试与产业化基地。在遗传转化方面，国内十几个重要的玉米研究单位和大型种子企业正在联合攻关，研究水平已经跻身国际先进行列，目前已经获得了一大批转基因玉米材料，正在参加环境释放和中间试验，其中主要为抗虫和抗除草剂玉米，这为我国转基因玉米产业化发展奠定了基础。在基因克隆方面，我国自主克隆了一批功效较强的功能基因，如抗虫的Bt 基因、抗病的抗菌肽基因、抗除草剂基因、抗盐的山菠菜碱脱氢酶（BADH）基因、优质的高赖氨酸基因等，实现了传统育种方法无法实现的基因重组，大大提高了育种水平。2005 年全球转基因玉米种植面积已经达到2 120 万hm2， 占全球玉米总面积（1.47 亿hm2） 的14%，平均增产玉米5%-10%； 转基因玉米市场价值达到19.1 亿美元。种植转基因玉米的国家有12个，已经批准转基因玉米作为加工原料的国家有8个。其中，在我国准予作为原料进口的转基因玉米为孟山都研制的2 个抗除草剂品种和1 个抗虫品种。抗除草剂杂交种已经推广种植360 万hm2，使草甘膦等广谱性除草剂在玉米上的使用获得成功，更多的免除了田间除草作业，减轻了劳动强度，促进了机械化程度的提高和免耕法在玉米上的进一步推广。总之，在玉米育种技术不断更新的今天，转基因技术在玉米育种中做出了举世瞩目的贡献，并将在玉米遗传育种中得到更深入的研究和应用，转基因技术前景光明。它为解决土地面积缩小、粮食需求猛增的现实矛盾提供了有力的技术支持，为未来农业的发展描绘了美好的蓝图。（摘自 生物技术通报，2009年第1期）热点聚焦我国玉米育种面临三个紧迫的理论和技术问题由于工作关系和经历，我接触了世界许多国家的玉米种质和育种人员。自1994年回国以后，一直想发挥自己的优势，为克服我国玉米育种有效种质贫乏这个薄弱环节而做些实际工作，创造一些种质和技术积累。为了开展种质扩增、改良与创新研究，必然要面对和克服一系列未曾经历过的理论和技术问题。回想这20余年的经历，遇到过一系列的理论障碍，其中就育种技术来说大概有三个最直接的障碍1认识论从认识论来说，在探索种质扩增、改良和创新的实践过程里，我遇到的第一个理论障碍就是国内流行多年的复杂而繁琐的杂种优势模式。中国农科院的科技人员经过多年研究，分别从系谱、数量遗传学和分子标记技术等三条途径，基本上解决了这个理论障碍。在此基础上，形成了循环育种的基本思路。这就是相互轮回选择和二环系育种技术的基本原理。不解决这个障碍，所谓种质扩增、改良与创新就成了空话或泡影。多群论在育种上没有理论依据，也没有实践基础，其后果是阻碍商业育种技术的进步，抑制产业的创新能力。第二个理论障碍就是通过什么技术途径提高产量。通过查阅文献和设计试验，基本上明确了高密度育种的原理和意义。这是抗逆育种的突破口而抗逆育种则是提高产量的基础。在初步明确这两个问题以后，我们瞄准了第三个问题，那就是调整育种目标。这大概是中国特有的现象。在中国长期计划经济体制下形成的脱离市场需求的科技项目考核指标与方法体系和育种技术概念，以及最近几十年社会转型阶段所强化了的双重利益集团，把育种目标搞得十分混乱。其他国家没有像我国这样影响力巨大的双重利益集团。在中国现行体制下，腐败的官僚主义和无良学者所组成的强大的双重利益集团阻碍了科学技术的发展。我们现在需要重新整理和定位被双重利益集团搞乱了的育种目标，设法从理论上动摇学术腐败和双重利益集团的社会根基。2逻辑性从逻辑上认识这三个问题，就要从调整育种目标开始，然后采取以高密度为突破口的抗逆育种技术途径，最后，只有循环育种策略，才符合提高商业育种效率的基本要求。这三句话是当今我国玉米育种面临的最紧迫的理论和技术问题，或者说最需要我们认真讨论和思考的技术环节。进一步说，我们不能只强调种质资源的重要性，育种技术更重要。大家都已经注意到，尽管我们现在已经拥有很多好的种质资源，但就是不能像跨国公司一样系统地创造一大批优良自交系。为了解释这个现象，我们首先来分析为什么美国人只提种质扩增（GEM）这个概念。美国人强调种质扩增，是因为他们不缺乏先进的育种技术，也不缺乏强大的产业支撑，缺的只是种质资源；我强调种质扩增、改良与创新，就是把种质资源和育种技术结合在一起来考虑，这符合中国的实际情况。CGIAR系统的GCP项目提出unlock的概念，符合CGIAR系统大量保存植物种质资源却苦于利用效率不高的现状。但CGIAR的概念有缺陷，没有说到点子上，实际问题远比unlock要复杂得多。而联合国粮农组织（FAO）则把这些概括为前育种研究（pre-breeding）。我更赞成FAO的概念，更符合发展中国家的实际状况和技术需求，考虑问题比较全面而且更符合实际。这些问题本不复杂，但是由于社会转型阶段认识能力的局限与束缚，由于双重利益集团对玉米育种思路的误导，特别是理论上的疏忽，使育种目标变得模糊，导致对循环育种策略的严重忽视。急功近利更导致对抗逆育种的漠视，把育种技术搞复杂化，总是神秘而不可琢磨。针对现在玉米育种技术体系中的关键思想障碍，必然存在矛盾和冲突，这种冲突已经到了极为严峻的程度，但不能因为干扰，就不敢对模糊的育种理念和思路提出质疑。我们面临的任务非常艰巨，要把过去十几年里严重降低的产量增益速度恢复到1996年以前的水平，谈何容易。这层坚冰早在八十年代后期就开始缓慢形成，只是到了九十年代末期才引起大家关注而已。李竞雄院士早在1990年就指出问题所在，但一直没有认识到。我是直到2002年才开始省悟过来，于是有了2003年的昆明讲话。现在，多数人的认识越来越明确，不把失衡的育种理念和思路重新颠倒过来，就不可能把玉米的增产速度重新提高上去。当然，提高产量的增益速度，不只是靠品种，还要靠耕作栽培与管理技术的进步，靠植物保护和机械化作业的普及提高。此外，还有赖于市场环境。3归纳与概括下面就这三个重要的理论和技术问题作进一步说明。认识育种目标，要突破中国传统文化中渗透着的绝对化思维方式和主观因素。育种目标应该来自对生产、对需求和限制因素的调查研究和对科学技术自身缺陷的分析与判断，而不是少数人拍脑袋，更不是计划经济下官僚主义引导的产物。育种目标的抽象化和绝对化是我国玉米育种长期进展缓慢的基本原因。它表面上非常重视和强调产量，把高产说成是永恒的主题，但这个“永恒”却把产量束之高阁，既脱离实际，又脱离理论基础。派生出的许多概念都比较抽象和以自我为核心。育种家绝不要以自我为核心，而要追随生产技术的进步；换句话说，要尊重耕作栽培和生产管理技术的进步，随着生产技术的进步，育种要为耕作制度的改革提供品种支撑，而不要总幻想着引导生产。越是把自己看得很重，就越不能引导生产，不能起支撑作用，不拖后腿就已经很不错了。而最近20年的生产实践逐步揭示出玉米育种已经拖了生产的后腿。我们现在基本上清楚了一个道理，玉米育种要满足生产技术的进步和耕作制度改革的需要。我们现有的品种生育期太长，后期灌浆和脱水缓慢，收获时含水量高，无法适应机械化作业对品种的需要，而产量水平并不高，反而浪费了太多的肥料和资源，对培肥土地也很不利。调整育种目标是个长期渐进过程，但要把失去的时间抢回来，就必须从理论到实践两个方面认识育种目标，花双倍的力量进行育种思路的调整。以高密度为突破口的抗逆育种技术，这是育种目标的派生概念。这里说的高密度育种与生产上通过密植提高产量是两个完全不同的概念，甚至基本不相干。什么是产量？产量就是抗逆性！这是现代植物育种技术进步以后逐渐获得的共同认识。不仅玉米如此，其他作物也无不如此。什么是抗逆性？第一个就是耐密植，抗倒伏；然后就是耐干旱、耐低氮，进而耐高温、低温、不良土壤等逆境因素，也包括生物逆境。我们国家历来重视生物逆境，但比较忽视非生物逆境。玉米上尤其应该注意抗逆育种。我国使用了太多的化肥，却没有生产出相应数量的玉米，虽然与土地和气候条件有关，但培育的品种喜欢大水大肥是育种目标和育种技术的严重误区。如果说我们的土地不够肥沃，因此不能搞密植，那就更不应该培育大量浪费水肥资源的品种。所谓耐肥水曾经用来描述优良品种的主要特征。很少有人自觉地考虑如何降低水肥资源的消耗，或者换言之提高资源利用效率的育种技术。我们没有办法在大规模育种程序中采用实验室的抗逆鉴定技术，于是只能采用高密度育种策略。在选育二环系的过程中，在F2分离世代施加高密度选择压力，其原理是扩大群体内的遗传方差，从而扩大对许多性状的选择响应和选择增益。如果增加干旱、低氮、高温、低温、病虫害等选择压力，同样是为了扩大遗传方差和增加选择响应。于是，我们提出以高密度为突破口的抗逆育种策略，这是当今玉米育种的基本技术途径。从实践上来说，我们建议，分离二环系的早代，群体密度应达到每亩1万株上下。即使选育一环系的早期世代，群体密度也不能低于6000株。鉴定杂交组合（品观试验）的密度应该比区域试验的每亩密度增加1000株。这样在高度密植条件下筛选出来的自交家系或杂交组合是在较宽遗传方差的背景下筛选出来的优良基因型，才有可能在其他环境下经得住逆境的考验。这样，通过高密度育种途径，就可以在一定程度上实现抗逆育种的基本目标。第三个技术环节是循环育种。这个问题同样来自什么是产量这个基本概念。既然产量就是抗逆性，而继续提高产量主要不取决于杂种优势，更不取决于亲本之间的特殊配合力，而是取决于非杂种优势的遗传原因取决于亲本自交系的一般配合力，于是，育种技术路线就变得很简单，只能是循环育种。其理论基础是在循环育种的过程里慢慢积累一般配合力，或者说得抽象一点，积累和充分利用加性遗传方差。或者说积累那些表现一般配合力效应的加性等位基因。特殊配合力对产量增益的贡献率虽然很少，越来越少，但毕竟决定亲本之间的方向。至少目前，特殊配合力仍然反映亲本之间的距离和方向。因此，我们需要把自交系划分成两个杂种优势群，而且只要两个群就够了。再往多了划群就显得多余。这些就是当前我国玉米育种面临的三个重要理论和技术问题。如果基本方向错了，理论和技术指导就会错误，花费再大的力量，投入再多的经费也无济于事，也很难提高竞争力。甚至使的劲越大，越是不见成效。预计玉米育种界在明确了这些基本理论、技术和发展思路和以往二十多年增加科技投入的基础上，必将诱发出科技人员的创造积极性，玉米产业界将会出现激烈的成果竞争和市场角逐的激烈场面。 （摘自 搜狐博客“ 中国玉米”的文章）前沿科技稻瘟病抗性基因Pi-1（t）连锁微卫星标记的鉴定本研究旨在为标记辅助选择计划鉴定与水稻稻瘟病抗性Pi-1（t）基因连锁的微卫星标记。依据现有水稻遗传图中它们与Pi-1（t）基因的亲缘性从Gramene数据库选择出与19个微卫星位点相应的24对引物。通过混合分离体分析，应用近等基因系C101 LAC（抗病）和C101A51（感病）组合F3分离群体抗病和感病家系的祖先和综合DNA鉴定与该基因连锁的多态性微卫星标记。然后应用推测的与稻瘟病抗性基因Pi-1（t）连锁分子标记进行全部子代的连锁分析。此外，对种植于拉丁美洲的17个水稻品种，通过扩增各基因型的该基因的特异抗性等位基因评价了抗性基因连锁微卫星标记的鉴别潜力，通过比较稻瘟病的温室表型评价结果，评价了应用紧密连锁微卫星标记鉴定水稻抗病基因型的价值。与预期的一样，F3代的表型分离与单基因模型的期望分离比率相一致。在24个检测的微卫星序列中，有6个具有多态性并与抗性基因连锁。有2个标记（RM1233*I和RM224）与Pi-1（t）基因的位点相同。与同一遗传位点相应的另外3个标记位于抗性基因上方约18.5cM处，而另一个标记位于抗性基因下方23.8cM处。不同遗传背景优良水稻品种的微卫星分析表明包括本研究在内的所有已知稻瘟病抗性资源都含有特异Pi-1（t）等位基因。本文还讨论了在依据结合抗性基因培育持久稻瘟病抗性水稻品种计划中应用发现的微卫星进行标记辅助选择的潜力。向 平摘译自 Euphytica 160（3）：295-304，2008水稻WA、Dissi和Gambiaca 3种CMS系统育性恢复基因的比较遗传分析和分子图谱构建本试验对WA、Dissi和Gambiaca 3种CMS系统的遗传关系进行了分析。结果表明一个系统的保持系还可以作为其它胞质背景的保持系。各个胞质A和R品系组合的F1植株及其与其它CMS系统杂交组合的F1植株表明在这3种CMS系统中存在相似的控制育性恢复的生物学过程。有关遗传研究结果表明这3种CMS系统的育性恢复都是由2个独立的显性基因控制，且具有典型的重复基因效应。应用具有WA、Dissi和Gambiaca CMS胞质的源于优良杂交稻的亲本间组合的F2群构建Rf 基因图谱。在WA-CMS系统中，Rf3基因位于第1染色体上距RM490约2.8Cm，Rf4位于第10染色体距RM1108约1.6cM。在Dissi-CMS系统中，Rf3基因位于第1条染色体距RM7466约1.9 cM。Rf4位于第10染色体距RM6100约2.3cM。Rf3对花粉育性的影响似乎强于Rf4。在Gambiaca CMS系统中，仅有一个主位点位于第1染色体距RM576约2.1cM。这些研究促进了选择推定恢复系的标记辅助选择和异质品系育种方法的建立，以及通过回交转育Rf基因到适宜品种中。向 平摘译自 Euphytica 160（3）：305-315，2008技术与方法利用聚二甲基硅氧烷(PDMS) 微流控芯片快速检测食品中 甲醛浓度建立了一种利用加热的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控芯片快速简捷地检测极少量样品中甲醛含量的方法。该芯片有4个反应池和一个底物池。用410 nm紫外光照射反应池中的样品与底物的混合物，检测其吸收率，从而计算食品样品中甲醛含量。这种方法能够在1分钟之内测定8个不同的食品样品（每个样品的体积为2 l）。这种方法的主要优点是快捷，所需要样本量少，灵敏度高，成本低，并且可以多样本检测。邱敦敦摘译自Food Chemistry，114（3）：1079-1082，2009在邻近地区购买食品以及 在购买承受能力上的 社会经济不平等本研究调查了澳大利亚墨尔本市社会经济状况不同的几个地区的超市和果蔬店的数量和便民情况，以及这些店的食品种类、价格以及易于获取情况。通过对社会经济状况各不相同的45 个社区进行客观的核查，我们得到了有关食