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    玉米产业技术创新战略联盟简报

    2018-04-20 10:04:00人阅读
     
                             
     
                   2018年第一期(总第23期)
                      2018年04月15日
     
     
     
     
     
     
    产业动向
    2017年中国粮食生产面积总产单产全面下滑
    2017全国品种审定呈井喷态势
    2017年中国种业十大事件
    新时代中国种业六大发展方向
    ●深度调研:
    李少昆   万亩玉米高产纪录田块技术与效益分析
    ●名家谈:

    赵久然  我国玉米生物育种技术及发展趋势

      
     
    2017年中国粮食生产面积总产单产全面下滑
     
    总体情况来, 2017年全国粮食作物播种面积为1.112亿公顷,较上年下降1.15%,粮食总产量为6.121亿吨,较上年下降1.15%,单产5464公斤/公顷,较上年下降0.08%。粮食单产提升是粮食生产力水平直接动力,大幅提高单产才能从根本上提升农户收益水平,推动粮食生产提升。
    依据历史单产和面积变动趋势测算,2020年中国粮食作物总面积为1.134亿公顷,产量为6.30亿吨,单产5563公斤/公顷,到2030年面积为1.117亿公顷,产量7.07亿吨,单产6031公斤/公顷。同世界先进水平比较,仅仅小麦、玉米、稻谷、大豆四种主要粮食产量达到过去两年世界先进水平,到2017年中国四种主要粮食产量8.67亿吨,2020年8.67亿吨,2030年产量可以达到8.86亿吨。中国粮食生产力水平同国际发达地区的单产水平相差明显,抑制中国农业产业的全球竞争力。
    玉米方面:2017年玉米播种面积为3443.2万公顷,产量2.11亿吨,较上年分别下降6.38%和4.79%,玉米播种面积连续两年大幅下降。其中春玉米2331.8万公顷,产量1.44亿吨,较上年分别下降6.75%和5.60%;夏玉米播种面积1111.4万公顷,产量6619万吨,较上年分别下降5.59%和2.99%。值得关注的收获季节的持续阴雨带来黄淮、西南地区的玉米品质变次,影响供求和后期价格。按照当前发展趋势,到2020年国内玉米播种面积为3442.7万公顷;玉米总产量2.07亿吨增长,单产水平为6329公斤/公顷。到2030年总面积为3568.3万公顷,总产量2.62亿吨,单产水平仅为7351公斤/公顷。同当前世界先进水平和国内优势区产量相差甚远,国内玉米的产量水平仍有较高的提升空间。按照2015世界先进地区的单产,2017年玉米产量可以达到3.73亿吨,2020和2030产量为3.72亿吨和3.86亿吨。达到这一单产水平我国玉米可以做够满足国内燃料乙醇的发展计划,同时向实际大量出口,满足人类饲料粮和工业加工行用粮的需求。加速种业进步和农业社会化、专业化服务体系的构建是提升玉米生产力水平的关键。
     
     
    2017年全国品种审定呈井喷态势
     
    2017年全国通过审定的数量达到2275个,同比增长65%。通过国家审定的品种406个,其中水稻178个,玉米171个,小麦26个,大豆21个,棉花10个;通过省级审定的品种1869个,其中玉米898个。
    各省玉米品种审定情况
    排名 省份 数量 排名 省份 数量 排名 省份 数量 排名 省份 数量
    1 河北 106 8 广西 43 15 四川 23 22 上海 9
    2 辽宁 96 9 陕西 42 16 重庆 22 23 广东 9
    3 内蒙古 70 10 山东 38 17 贵州 21 24 江苏 8
    4 吉林 60 11 甘肃 35 18 湖北 20 25 天津 6
    5 黑龙江 56 12 安徽 32 19 北京 15 26 江西 5
    6 云南 50 13 新疆 28 20 宁夏 15 27 湖南 4
    7 山西 46 14 河南 24 21 浙江 12 28 福建  
     
     
    2017年中国种业十大事件
     
    1、、品种井喷——种业创新的必经阶段。“品种井喷”是2017年行业中最显着的特点,2017年国审玉米品种和水稻品种总数超过350个,是之前年均通过审定品种数量的数倍,加上省审、绿色通道、联合试验体以及引种备案等方式准许进入市场的品种更多,行业人预测每年市场上的品种至少在2000个。
    2、政策松绑——种业迎来“放管服。”继深化种业体制改革之后,农业主管部门开始积极推进种业“放管服”改革,即简政放权、放管结合、优化服务。改革的关键点主要表现在:为减少事前审批,放宽许可条件;强化事后监管,明确主体责任;转变管理理念,树立服务意识三大方面。
    3、审定标准改变-----品种突出优质绿色。产量仍是品种审定的重要标准,但不再是品种审定的唯一标准。在农业供给侧结构性改革、绿色发展和农业现代化对品种的新要求下,《主要农作物品种审定标准》改变了过去以产量为核心的品种评判标准,将品种分为高产稳产品种、绿色优质品种、特殊类型品种三个类型。
    4、水稻价格下调——粮价市场化进程加快。继玉米收储制度改改革为“市场化收购+补贴”的新机制后,虽经历的阵痛期,但市场化成效显着。水稻和小麦的市场化改革可能将参考玉米进行,这也预示着我国三大主粮作物的价格体系将逐渐与国际接轨,三大产业将充分参与到国际化竞争中去。
    5、种业航母形成——中国种业登上国际舞台。2017年,中国化工集团对全球第一大农药公司、第三大种子农化高科技公司瑞士先正达(Syngenta)430亿美元的收购已完成交割,中国化工拥有先正达94.7%的股份。另外一家种业巨头隆平高科进入世界种业前10,位于第9名;并于近期以以4亿美元完成对陶氏益农在巴西特定玉米种子业务的收购。
    6、种业商业模式创新——种业引领智慧农业。未来,种业的竞争将不局限于种业本身,而是参与到整个大农业的竞争中,科技化、信息化是重要手段。
    7、非主要农作物品种登记元年——958个“登记品种”可宣传推广。非主要农作物品种登记后,企业能够以“登记品种”名义作,宣传有利的销售推广。于品种同时,也有利于非主要农作物种子市场的进一步规范,市场上“一品多名”的现象也将得以根除。
    8、高温热害、阴雨倒伏——企业重新审视品种推广。
    9、品种权之争——植物新品种权?;ひ鹬厥?。随着品种登记制度的开启,国家对植物新品种权?;さ木鲂脑嚼丛酱?。
    10、转基因——仍牵动着多数人神经。行业人在等待中储备力量。
     
     
    新时代我国种业六大发展方向
     
    在全国现代种业发展推进会议上,农业部副部长余欣荣在全面分析我国种业现状及存在问题的基础上,提出了新时代我国种业发展的六大方向:
    第一,种业进入新时代,迫切需要推动绿色革命。习近平总书记指 障粮食安全,我们一直以产量作为品种审定的主要指标,大多数品种需要高水高肥,资源消耗量大。相反,节肥节水节药及适应机械化、轻简化的品种较少,这种状况必须尽快改变。近年来,种业绿色发展虽有了一些成功的探索,但与农业绿色发展要求还有很大差距,迫切需要构建中国特色绿色种业创新体系、标准体系和政策支持体系,推动种业由产量数量型向绿色效益型、由资源驱动型向创新驱动型转变,加快新一轮绿色品种更新换代。
    第二,种业进入新时代,迫切需要推动科技革命。实施创新驱动发展战略决定着中华民族前途命运。我国近代落后挨打的重要原因之一,就是与历次科技革命失之交臂,导致科技弱、国力弱。当前,新一轮种业科技革命和农业产业变革,与我国加快转变经济发展方式的重要实践,迎来了历史性交汇。这个机会稍纵即逝,抓住了就是机遇,抓不住就是挑战,就可能被动挨打。要在这一轮种业科技革命浪潮中赢得战略主动,必须敢于自我革命,抢占科技创新制高点,实现种业创新体制机制的根本性转变,在战略性基础性研究领域取得重大突破。
    第三,种业进入新时代,迫切需要推动质量变革。当前,我国经济由高速增长阶段转为高质量发展阶段,种业发展也到了这个阶段,要加快推进种业由增产导向转向提质导向,这种转变和调整是大势所趋。过去有人常讲,“洋种子按粒卖,国产种子论斤称”;还有同志讲,“大路货泛滥,同质化严重”,是到了该彻底改变的时候了。种业高质量体现在很多方面,包括种子质量高、品牌响、销路好,也包括企业管理水平高、产业素质高、国际竞争力强。新时代提高我国种业效益和竞争力,必须坚持质量第一,坚持抓种业必须抓质量,抓质量必须抓精品树品牌,坚定不移推进质量兴种、品牌强种。
    第四,种业进入新时代,迫切需要推动企业变革。企业是市场经济的主体,种业强,企业必须强。随着以育繁推一体化为代表的大型企业集团和以区域性、特色化、专业型为代表的中小企业分化加剧,种业企业需要迅速找准自身定位,摆脱同质化竞争,推进差异化发展,从而形成布局合理、大中小各具特色、上下游相互补充的种业格局。同时,企业治理能力、治理水平也在发生分化,要进一步完善企业治理结构,按照“产权清晰、权责明确、运行规范、管理科学”的要求,建立现代企业制度,提升企业科学化、精细化、信息化管理水平,推动种业企业健康发展。此外,文化是企业发展的灵魂和内生动力,要进一步强化企业文化建设,全面提升种业硬实力、软实力,树立正确价值观,弘扬企业家精神,坚持诚信经营,提升品牌价值,打造百年老店。
    第五,以深化放管服改革为重点,加快提升种业管理服务能力。推进依法治种,全面落实《种子法》赋予的法定职责,清理并完善配套规章制度,完善品种标准样品管理办法,加强部门联动,构建灵活多样、全程覆盖的监管模式。健全管理队伍,明确工作职责,层层落实责任,特别是育制种大县和种子使用大县,要做到有人管事、有钱办事,确保知责、履责、担责;要普遍开展种子南繁鉴定工作,提前把好品种真实关、种子质量关,最大限度减少企业和农民损失。实施人才强种战略,构筑适合现代种业发展的人才高地,实施“135”种业人才培育计划,到2025年培育100名育种领军人才、300名企业领军人才和500名种业管理人才,具备现代种业的素质和能力。实施种业重大项目,加快实施现代种业提升工程,推进种子基地建设,开展种质资源普查,扩大制种大县奖励规模,迅速提升资源收集、品种选育、种子生产等环节现代化水平。
    第六,以提升特色作物种业为重点,加快推进种业强省强县建设。坚持规划引领,结合资源禀赋及特色优势,编制种业规划,理清发展思路,合理制定目标,明确重点任务,规划既要有前瞻性,又要有科学性、可操作性。加快特色种业发展,强化特色作物种业创新,深度挖掘野生种、农家种等资源,着力解决地方品种退化难题;尽快出台种苗管理办法,加快特色作物品种登记,完善特色作物种子种苗质量标准,规范特色作物种子种苗市场管理,加快建设区域性良种繁育基地。推动种业强
     
     
     
     

                  李少坤——万亩玉米高产纪录田块技术与效益分析(摘要)

    1、万亩高产田产量与产量结构:测产结果,2014 年万亩高产田 30 个测试点平均单产 18414 kg/hm2,其中,收获穗数为7102穗/亩,变幅为5938-8761穗/亩;单穗重平均为 174.2g,变幅为 138.5-214.6 g;采用品种主要是M751、M753、KWS3564、德育919、先玉335等,其中M751、M753两品种占总种植面积 50%以上。2017 年,采用机械粒收测产,测产地块(71团6连1103号地)面积为73.3 hm2(1100亩),种植品种为登海8883,产量为 1229.8 kg/亩。从高产田的产量及产量结构看,选用耐密品种、高密度栽培是获得大面积高产突破的主要途径。
    2. 万亩高产田种植技术要点与田间作业
    万亩高产田采用玉米密植高产全程机械化绿色生产技术,以耐密宜机收品种、高密度种植、群体质量调控栽培为核心,集成精细整地、高质量种子与精量播种、化学调控、机械施肥、绿色防控、秸秆还田、机械粒收、烘干收储等关键技术,采取全程成本核算,万亩田产量目标1200 kg/亩,利润目标 1000元/亩。种植技术要点如下。
    1)耐密高产抗倒适合机械作业品种。选择国家或自治区审定、经品种筛选试验推荐的耐密、抗倒、抗病、适应机械精量点播和机械粒收的优良品种。
    2) 精细整地。采用大型联合整地机整地,提高整地质量。
    3) 精量播种。适期早播,GPS 导航播种,选用发芽率≥96%,种子发芽势高的精品种子,机械单粒精量点播。
    4) 高密度种植。保苗密度6500-7500株/亩。具体密度依据各品种耐密性和熟期确定。
    5) 机械施肥。根据玉米产量目标和地力水平进行测土配方施肥,使用各级土肥站经测土推荐的配方或配方专用肥。
    6)水分管理。生育期间灌水 2-3 次,头水适当晚浇,有利于玉米蹲苗扎根抗倒,最佳时期一般在中午叶片卷叶、早晚展开时。
    7)化学调控。在6~9片展叶时喷施玉米专用生长调节剂,如吨田宝、玉黄金、羟基乙烯利等,控制基部节间长度,预防倒伏。
    8)病虫害绿色防控。
    9)机械粒收与烘干。籽粒水分含量降至 25%以下时,直接进行机械籽粒收获,一次完成摘穗、剥皮、脱粒,一般在 10 月中旬~11 月初。收获籽粒烘干储藏、交售。
    10)秸秆还田。采用秸秆还田培肥地力?;凳栈袷苯崭逊鬯榕兹骰固?,或利用秸秆还田机粉碎秸秆。秸秆翻埋还田时,用重型切口耙进行切地,让土壤和粉碎的秸秆充分混合后再进行耕翻,耕深不小于 28 厘米,耕后耙透、镇实、整平,消除因秸秆造成的土壤架空。秸秆量大的地块可利用饲草检拾打捆机将一部分秸秆打捆作饲料。
    3、万亩高产田成本效益核算
    按当年生产资料价格对 71 团万亩密植高产全程机械化生产田进行生产成本的逐项计算。2014 年高产田生产经营总费用为785.94元/亩,按玉米籽粒价格 1.95 元/kg(14%含水率,下同)计算,产值 35907.3元/hm2,净利润达到 1607.88元/亩;2017 年市场价格下滑,高产田生产经营总费用为734.05元/亩,按籽粒价格 1.5 元/kg计算,产值 1844.7元/亩,净利润 1110.65元/亩,仍然达到了净利润 1000元/亩的目标,实现了高产高效协同提高。
    2014 年,在生产经营总费用785.94元/亩中,生产成本 621.38元/亩占总经营费用的 79.1%,土地费164.56元/亩占20.9%。在生产成本中,机械作业费 223.6元/亩,占生产总成本的 36.0%,排第1位;肥料费 188.4元/亩,占30.3%,排第 2 位;种子费占 16.3%,排第3位;依次,劳务费(播种、追肥、灌水、收获等环节辅助投工)占 7.2%, 灌溉费占5.4%,保险费占4.1%,农药费占0.7%。
    2017 年,在生产经营总费用 734.05元/亩中,生产成本 568.05元/亩占总经营费用的 77.4%;土地费166元/亩占22.6%。在生产成本中,机械作业费203.9元/亩,占生产总成本的 35.9%,仍然排第 1 位;肥料费投入161.2元/亩,占 28.4%,排第 2 位;种子费占16.3%,排第 3 位;依次,灌溉费占 8.0%,劳务费(播种、追肥、灌水、收获等环节辅助投工)占 6.0%,保险费占 4.4%,农药费占 1.0%。
    4.       万亩高产纪录田技术效益分析
    71 团万亩高产纪录田的实践表明,玉米生产效益可以通过提高产量、实施全程机械化、减少投入和采取规?;?、标准化种植等多个途径得以实现。
    (1)高产获得高产值,为增效奠定了基础。测产结果(表1)表明,2014 年10 500亩高产田的产量水平达到 1227.6kg/亩,使我国玉米大面积单产迈上 1 200 kg/亩的新台阶,2017 年对 1100亩地块的籽粒收获测试,平均产量达到 1229.8 kg/亩。(1)高产获得高产值,为增效奠定了基础。测产结果(表1)表明,2014 年10 500亩高产田的产量水平达到 1227.6kg/亩,使我国玉米大面积单产迈上 1 200 kg/亩的新台阶,2017 年对 1100亩地块的籽粒收获测试,平均产量达到 1229.8 kg/亩。从产量结构分析,高产的突破主要是通过选用耐密、产量潜力大、适合机械化作业的品种,采取高密度种植和高质量群体调控栽培,充分挖掘当地的光温水土生产潜力而实现。
    (2)全程机械化、统一种植和作业管理及标准化生产大幅度降低了用工投入,提高了机械作业效率。71 团高产田玉米全程机械化作业环节如表 2 所示。通过单粒点播技术减少了间、定苗环节,每亩地可节省人工投入 30-50 元;通过实施籽粒收获,减少了果穗运输、翻晒和脱粒成本,比人工收获每亩至少可节省 20 0元用工,比较效益十分显著。71团每块条田的面积一般在500-1000亩,高产田采取统一作物种植规划、统一机械作业、施肥、灌水、病虫防治和标准化生产模式,机械作业效率得到大幅度提高。从投入产出分析可见,高产田机械作业费为 203.9-223.6元/亩,占生产总成本的 35.9%~36%,排在第 1 位,而劳动力投入成本仅占总生产成本的 6.0%-7.2%。该农场每个职工承包 29亩土地,通过全程机械化生产技术,每公顷用工仅为 34-5元/亩,主要用于播种、追肥、灌水、收获等环节,按当地每个工日200-300元雇工费折算,用工不足 0.25个/亩。
    (3)培肥地力、病虫害绿色防控,实现绿色生产。71 团高产田自 20 世纪 80 年代中期起开始秸秆还田,已持续 30 余年,期间,还采取了施用有机肥、种植绿肥、与大豆、小麦轮作等措施,地力得到提升,土壤有机质含量保持在 3%~5%,为实现玉米持续高产奠定了基础。同时采用测土配方施肥和机械深施肥等技术,不仅提高了施肥效果,而且大大降低了施肥投入成本,减少了环境污染。高产纪录田化肥投入量为磷酸二铵 420kg/hm2,尿素 450~525kg/hm2,肥料生产效率较高。在病虫害防控方面,通过选择抗病品种,地边悬挂频振式杀虫灯和紫光杀虫灯诱杀害虫,不仅节约了成本,还可替代杀虫剂的使用,实现了绿色防控。一般每盏频振式杀虫灯管 3.3 hm2(50亩)玉米地,成本为 260元,折合成本约 78元/hm2(5.2元/亩);每盏紫光灯成本 80元,可管 33.3 hm2(500亩),折合每亩成本约 2.4元/hm2(0.16元/亩),两项合计 80.4元/hm2(5.36元/亩)。
    5.结论
    综上可见,万亩高产纪录田块实现了高产高效的融合。与传统生产相比,玉米密植高产全程机械化绿色生产技术建立了全新的玉米栽培理念,即以玉米籽粒生产效率为目标,通过选用脱水快的品种降低含水量,实现田间籽粒直接收获并降低烘干成本,通过全程机械化和规?;?、标准化种植及统一作业管理降低劳动力投入、提高机械作业效率;通过增密种植实现增产,降低早熟玉米生育期缩短对产量的影响;通过病虫害绿色防控、秸秆还田、化肥减施等措施,实现绿色生产;将增密种植、高质量群体调控为核心的高产栽培、以机械粒收技术为核心的全程机械化生产技术和绿色生产技术相融合,通过规?;?、标准化实施,实现玉米绿色增产增效,提高玉米了竞争力。
     
    赵久然   玉米生物育种技术及应用(节?。?br />  
    一、常规育种。玉米常规育种是依据孟德尔遗传规律和杂种优势理论,通过控制授粉等进行杂交育种的技术手段,可将不同育种材料的优良性状聚合在一起。这是一个基因重组过程,玉米有 10 对染色体,其基因重组变化的可能性非常多,再加上成对的同源染色体之间还可以进行大量的基因交换,使得常规杂交育种所能产生的遗传变异就更多了。
    二、DH 单倍体育种技术。即利用孤雌生殖诱导系做父本进行杂交,诱导相应的母本产生大大高于自然频率的单倍体,同时诱导系本身还具备鉴别孤雌生殖单倍体的遗传标记系统。目前在孤雌生殖诱导系中普遍采用的是 A1A2C1C2BPIR-nj显性遗传标记系统。该标记系统由两个不同的遗传标记性状组合而成,具有较高的鉴别效率和可靠性。首先根据籽粒 Navajo 标记性状(由A1A2C1C2BPIR-nj 基因控制)分拣出可能的单倍体籽粒,再经过胚根色素或苗期叶鞘色素(由 A1A2BPI 基因控制)的有无确定是否为单倍体植株。
    三、诱变育种技术。是指利用物理、化学等因素诱导,使基因组发生单个或多个位点的突变而发生变异,然后从变异群体中选择符合当前育种目标要求的单株或个体,进而培育成新的品种或种质的育种方法,是常规育种技术的重要补充。物理诱变应用较多的是辐射诱变,即用 α 射线、β 射线、γ 射线、Χ射线、中子和其他粒子、紫外辐射、微波辐射及空间诱变等物理因素诱发变异;化学诱变剂主要有甲基磺酸乙酯(EMS)、乙烯亚胺(EI)、亚硝基乙基脲烷(NEU)、亚硝基甲基脲烷(NM)等
    四、分子标记辅助选择(Molecular Marker-assisted Seleciotn,MAS)是分子育种的重要组成部分。其利用与目标性状基因紧密连锁的分子标记进行间接选择,是对目标性状在分子水平的选择,不受环境影响,不受等位基因显隐性关系干扰,选择结果可靠,一般可在育种早代进行选择,从而大大缩短育种周期。目前在玉米育种工作中, 主要利用 RFLP、AFLP、CAPS、SSR、SNP 和InDel 标记等技术进行品种纯度和真实性检测、分析遗传多样性、定位功能基因、划分杂种优势群以及转基因检测等。如高伟等利用 cDNA-SRAP 标记对玉米氮素营养进行诊断,孙世孟等利用 RAPD 标记研究玉米亲本自交系间相似系数并划分类群,郝转芳等基于 SNP 标记的关联分析对玉米耐旱基因进行研究等。因此,分子标记辅助育种技术在保持玉米遗传多样性的基础上,通过分子生物学等手段对产量、品质、抗性等进行分子水平研究,对玉米常规育种具有重要辅助作用。
    五、转基因育种技术是根据育种目标,从供体生物中分离目的基因,经 DNA 重组与遗传转化或直接导入受体作物,经筛选获得稳定表达的遗传工程体,并经田间试验与大田选择育成转基因新品种或种质资源。其过程涉及目的基因的分离与改造、载体的构建及其与目的基因的连接等 DNA 重组技术;通过农杆菌介导、基因枪轰击等方法使重组体进入受体细胞或组织以及转化体的筛选、鉴定等遗传转化技术和相配套的组织培养技术;获得携带目的基因的转基因植株;遗传工程体在有控条件下的安全性评价以及大田育种研究直至育成品种。转基因育种技术体系的建立大大拓宽了可利用的基因资源,实现了动物、植物、微生物中分离克隆的基因在三者间相互转移利用;可对植物目标性状进行定向变异和定向选择,同时随着对基因认识的不断深入和转基因技术手段的完善,对多个基因进行定向操作也将成为可能,为培育高产、优质、高抗、适应各种不良环境条件的品种提供了崭新的育种途径,大大提高选择效率,加快育种进程;可将植物作为生物反应器生产药物等生物品制。
     
      六、分子设计育种就是高通量地鉴定和聚合优良等位基因,设计出新品种的育种技术。随着玉米全基因组测序的完成,玉米分子设计育种的发展获得了新的机遇。中国农业大学国家玉米改良中心带领国内玉米优势单位对 6 个中国玉米骨干自交系进行全基因组重测序,得到 125 万个高质量的单核苷酸多态性(SNP)位点,发现了 101 个低序列多态性区段,为玉米分子设计育种奠定了坚实的基础。美国先锋公司和孟山都公司已拥有上万个 SNP 标记,每天处理的分子标记数据高达 20 万~ 30 万个。为开发更多标记,先锋公司测定了600 个优良玉米自交系的 10 000 个基因组,分子设计育种的投入给这两家种子企业带来了巨额的回报。与此同时,控制玉米复杂农艺性状的主效 QTL 位点的发掘也成为分子设计育种的重点,在玉米数据库中收录的玉米 QTL 已超过 2000 个, 分子设计育种技术将快速、高效地聚合优良等位基因,加快玉米优良种质的创制,大大提高育种效率。
    七、基因组编辑是近年出现的能够精确改造生物基因组 DNA 的技术,有望成为“非转基因”生物育种的一种关键技术。我国在植物基因组编辑技术中处于国际前沿水平,拥有水稻、小麦、玉米三大粮食作物的 TALEN 和 CRISPR/Cas 技术体系及相关多项应用专利。2012 年后,CRISRP/Cas9 系统引发了基因组编辑的研究热潮,迄今已在水稻、小麦、玉米等多种农作物中成功应用。美国农业部已对磷高效玉米等多个基因组编辑农产品下达了转基因法规监控的豁免权;阿根廷、瑞典等国已明确宣布基因组编辑的作物不在转基因立法管辖范围之内。目前,基因组编辑技术及应用在全球每年有 100 多个专利申请,基因组编辑技术的储备及应用对分子设计育种的高效实施有重要意义。
    八、五位一体工程化育种技术集成了自交系“高大严”选系技术、IPT(以单株配合力测试为核心的选育技术)、DH、MAS 和多生态区鉴定五种杂交种培育方法为一体,是一种高效实用的育种方法。随着育种研究不断深入,DH 育种技术、MAS 分子标记辅助育种等高新技术或方法不断涌现。但大多数育种者依然采用常规系统选育方法或结合其中某一项新技术,依靠个人或少数几个人的实践经验,在内部试验基地或鉴定点进行自交系选育、杂交种组配及鉴定工作,存在盲目性和偶然性,且效率低,影响育种工作的效率、稳定性和可持续发展。为改变育种工作现状,笔者等依据遗传育种理论并结合多年育种实践,提出了一套五位一体品种选育方法,实现了品种培育方法的又一次突破。
    九、SPT(Seed production technology)新型不育系技术即雄性核不育制种技术,区别于传统的三系配套技术,通过构建一个转基因载体(载体上含有一个绿色荧光标记基因和一个控制核育性基因)对玉米进行遗传转化,在转基因后代果穗上可分离出两类种子,一类种子为核不育系,不含有任何转基因成分,直接用于玉米杂交种生产;另一类种子为保持系,含有转基因成分(绿色荧光标记基因和核育性基因),可用于不育系和保持系的继续繁殖。该技术所用的不育系为核不育基因控制,不育系败育彻底,不受遗传背景限制,能大大降低制种成本,提高杂交种质量。通过该技术产生的不育系由于不含有任何转基因成分,美国农业部于 2011 年解除了对其转基因管制审批。
    十. 表型快速鉴定评价技术玉米新品种选育过程中主要对基因型和表型进行选择,随着测序技术的不断发展,基因型分析通量和表型鉴定通量也不断提高。表型鉴定又分为可控环境条件下的表型鉴定技术、半可控环境条件下的表型鉴定技术和不可控环境条件下的表型鉴定技术。其中,可控环境条件下的表型鉴定技术主要依赖于机器视觉技术的发展,能够近距离对玉米植株不同部位的动态生长进行监测,进而获得植株生长信息和表型参数,目前,这项技术是国内外研究的重点。如德国 Lemna Tec 公司建立的高通量植物表型检测平台,中国农业科学院生物技术研究所于 2014 年建成的我国第一个全自动高通量 3D 成像植物表型组学研究平台,还有美国杜邦先锋公司、中国农业大学以及北京市农林科学院分别研制的玉米果穗考种系统等。半可控环境条件下的表型检测技术可通过接种辅助检测相关表型,如接种病原菌、人工接虫等,目前是对部分农艺性状鉴定的有效技术,如美国先锋公司研制的大型移动人工风洞。
     
     
     
     
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