作物育种信息.doc

1、作物育种信息第 6 期总第 182 期 2009 年 6 月主办单位：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 ：游晓峰副主编： 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 ：（028）84504194E-mail：要 目 我 国 麻 类 作 物 基 因 工 程 育 种 研 究 进 展 生 物 技 术 作 物 对 可 持 续 性 的 贡 献 生物 技 术 作 物 的 多 重 贡 献 潜 力 巨 大 用 SSR 标 记 对 小 麦 染 色 体 臂 6DL 上 叶锈 病 抗 性

2、 基 因 Lr38 的 制 图 马 铃 薯 叶 绿 素 b 缺 乏 型 黄 化 症 位 点 的 制图 巴 西 爆 裂 玉 米 群 体 的 遗 传 变 异 性 和 杂 种优 势 群 西 欧 小 麦 品 系 中 镰 孢 菌 穗 疫 病 抗 性 的配 合 力 分 析 春 性 双 低 油 菜 高 度 耐 冷 性 突 变 体 的 生 产 莴 苣 中 花 粉 介 导 转 基 因 溢 出 的 研 究 水 稻 基 因 型 生 殖 生 长 阶 段 耐 盐 碱 性 的 研究目 录【专 题 综 述 】我 国 麻 类 作 物 基 因 工 程 育 种 研 究 进 展 .1生 物 技 术 作 物 对 可 持 续 性 的

3、贡 献 生 物技 术 作 物 的 多 重 贡 献 潜 力 巨 大 .3【前 沿 科 技 】用 SSR 标 记 对 小 麦 染 色 体 臂 6DL 上 叶 锈 病抗 性 基 因 Lr38 的 制 图 .6马 铃 薯 叶 绿 素 b 缺 乏 型 黄 化 症 位 点 的 制 图 .6将 O.minuta 中 控 制 小 穗 数 的 QTL 转 育 到水 稻 品 种 中 .6TRAP 在 评 价 棉 花 种 质 资 源 多 样 性 中 的 应 用研 究 .7利 用 PCR 方 法 从 苎 麻 中 检 测 出 粉 虱 传 双 生病 毒 .7苎 麻 生 长 素 结 合 蛋 白 ABP1 基 因 cDNA

4、的 克隆 及 表 达 .8荞 麦 13S 球 蛋 白 38-48 kDa 亚 基 是 由 单 个位 点 控 制 .8棉 花 种 间 渐 渗 系 外 源 渐 渗 成 分 的 特 征 SSR位 点 及 农 艺 性 状 分 析 .8印 度 马 铃 薯 品 种 胞 质 型 的 分 子 分 析 .9陆 地 棉 与 海 岛 棉 种 间 杂 交 高 代 材 料 纤 维 品质 遗 传 方 差 分 析 .9【技 术 与 方 法 】低 氮 条 件 下 玉 米 籽 粒 营 养 成 份 QTL 图 谱 .10不 同 性 别 苎 麻 材 料 的 花 芽 分 化 及 开 花 特 性研 究 .10棉 花 耐 盐 性 及 抗

5、 氧 化 性 研 究 进 展 .10巴 西 爆 裂 玉 米 群 体 的 遗 传 变 异 性 和 杂 种 优势 群 .10苎 麻 化 学 成 分 微 波 快 速 测 定 .11莴 苣 中 花 粉 介 导 转 基 因 溢 出 的 研 究 .1155 个 苎 麻 品 种 纤 维 结 晶 度 的 研 究 .11陆 地 棉 与 4 个 野 生 二 倍 体 物 种 种 间 杂 交 受精 前 的 障 碍 .11春 性 双 低 油 菜 高 度 耐 冷 性 突 变 体 的 生 产 .12利 用 荧 光 原 位 杂 交 进 行 八 仙 花 属 物 种 45S rRNA 基 因 的 核 型 分 析 和 物 理 图

6、谱 构 建 .12面 包 小 麦 和 华 山 新 麦 草 间 杂 种 的 形 态 学 和细 胞 遗 传 学 研 究 .12陆 地 棉 子 叶 节 高 效 再 生 体 系 的 建 立 .13水 稻 基 因 型 生 殖 生 长 阶 段 耐 盐 碱 性 的 研 究 13化 学 杀 菌 剂 和 生 防 菌 对 棉 花 黄 萎 病 联 合 作用 机 制 研 究 .13芜 菁 对 高 浓 度 硼 耐 性 的 遗 传 学 .13高 温 短 时 间 处 理 对 天 然 彩 色 棉 色 泽 的 影 响 14苎 麻 野 生 种 质 资 源 纤 维 细 胞 形 态 结 构 与 理化 特 性 研 究 .14陆 海 种

7、 间 杂 交 长 绒 棉 光 合 生 理 特 性 的 初 步研 究 .14西 欧 小 麦 品 系 中 镰 孢 菌 穗 疫 病 抗 性 的 配 合力 分 析 .14降 解 棉 秆 纤 维 素 分 解 菌 的 筛 选 及 其 降 解 特性 研 究 .15苎 麻 叶 片 高 效 再 生 体 系 的 建 立 .15产 量 因 子 和 形 态 性 状 对 高 品 质 抗 虫 杂 交 棉皮 棉 产 量 的 影 响 .15【材 料 与 品 种 】棉 花 新 品 种 联 杂 68 .16湘 杂 棉 19 号 .16苏 抗 棉 1 号 .17棉 花 新 品 种 秋 乐 5 号 .17【科技 纵横】今 年 全 球

8、 棉 花 播 种 面 积 及 产 量 将 下 降 .17国 民 经 济 增 长 生 物 技 术 作 物 在 以 农 业 为基 础 的 国 家 和 转 型 发 展 中 国 家 的 贡 献 潜 力 18黄 麻 、 苎 麻 及 棕 榈 纤 维 的 聚 集 态 结 构 与 性能 .18超 声 波 在 活 性 染 料 上 染 苎 麻 中 的 应 用 .19截 至 5 月 24 日 当 周 美 国 棉 花 种 植 率 为 61% .19sts2009/10 年 度 全 球 棉 花 产 量 预 计 持 平 于2350 万 吨 -ICAC .19转 基 因 棉 花 育 种 有 望 治 疗 黄 萎 病 .19国

9、 家 投 放 储 备 棉 保 障 供 应 棉 花 市 场 运 行 平稳 .202009 年 中 国 棉 花 实 播 面 积 为 7598.4 万 亩 20差 价 促 使 ， 印 度 棉 花 进 口 可 能 增 长 30%-60%.21达 州 苎 麻 列 入 省 统 筹 城 乡 发 展 科 技 行 动 重点 项 目 .21专题综述1专题综述我国麻类作物基因工程 育种研究进展麻类主要有红麻（ Hibiscus cannabinus）、黄麻（ Corchorus capsularis）、亚麻（ Linum numusitatissimum）、苎麻（ Boehmeria nivea）、大麻（ Cann

10、abis stative）等，它们在植物分类中并不属于同一科或属，但它们都有质地坚韧的纤维，可作为纺织业和造纸业的原材料。我国是世界主要产麻国之一，也是麻类作物品种最多的国家。麻类作物还是包装及绳索等制造工业的重要原料，是一种重要的经济作物。因此，愈来愈多的科研工作者对麻类作物进行了利用各种手段改良其产量及品质的研究工作。自 1983 年利用基因工程手段首次获得转基因植株以来（烟草），基因工程技术在短短的 20 多年时间里得到了迅猛发展。到2001 年，全球共正式批准各种转基因植物120 多个品种（系），已有 15 个以上的国家种植转基因植物，总面积已超过 5 200 万公顷。1983 年 H

11、epburn 等用根癌农杆菌侵染亚麻上胚轴得到亚麻肿瘤株系，自此开始了麻类作物基因工程的育种研究。基因工程应用于麻类作物，在其种质资源的创新中逐渐显示出了强大的生命力和巨大的发展潜力。一、抗病虫害基因工程方面的研究经过多年的相关研究，国内外研究工作者在红麻、亚麻、苎麻等麻类作物的抗病虫害转基因研究中取得了可喜的成就。其中以红麻转抗病虫基因工程研究居多。中国农业科学院麻类研究所与国际黄麻组织（IJO）合作，用农杆菌介导法将抗真菌病害基因（几丁质酶基因与 -1，3-葡聚糖酶基因）和抗虫基因（Bt 基因）导入红麻子叶细胞，得到了转基因后代植株。据报道，福建农林大学的研究者利用双价抗虫基因 Pta-3

12、300-Bt 混合导入红麻优良品种中，已获得 1 500 多个转基因品系，正在进行株系的田间和实验相结合的系统鉴定，有望选育出抗虫转基因红麻新品种。祁建民等用花粉管法将抗虫质粒 DNA 导入受体红麻品种福红 952，在受体品种中获得了 Bt 抗虫目的基因的表达。分别用 PCR 和 Southern 杂交技术，对所转化的红麻转基因 4 个世代的株系进行分子验证，结果在 4 个世代中都检测到 Bt 抗虫目的基因片段，说明外源基因已经整合到红麻的基因组中并获得了稳定遗传。亚麻方面，王毓美等用含有几丁质酶（ rc24）基因（上游为 CaMV35S 启动子和Act1 启动子，下游为 NOS 终止子）和新

13、霉素磷酸转移酶（ npt 1I）基因的农杆菌 LBA4404 内含已去除了 T-DNA 上的致癌基因的 pYAO24 质粒为供体进行亚麻转化，得到了具有100mg/L 抗性的转化植株；对植株叶片愈伤组织的过氧化物酶及酯酶同工酶分析表明，转化株与对照系具有明显的差异，推断几丁质酶基因已经进入亚麻基因组。苎麻抗病虫害转基因研究也取得了一定的进展。陈建荣等用农杆菌 LBA4404（pBI121-antiBNCCoA OMT）侵染苎麻的试管苗叶片，建立了苎麻叶片遗传转化体系，并获得了抗卡那霉素植株。孔华等通过含有轮状病毒外壳抗原蛋白 VP4 基因的根癌农杆菌，用叶盘转化法转化苎麻栽培品种圆叶青，初步获

14、得了轮状病毒外壳蛋白 VP4 的转基因苎麻植株。另有研究者通过农杆菌介导法将 Bt 基因导入苎麻体内，获得了 16 株转化植株，经点杂交和 PCR-Southern 分析，有 12 株苎麻转化植株基因组中整合有外源 Bt 基因。上述研究成果为麻类作物抗病虫害转基因新品种以及种质资源的创新奠定了初步的物质基础，也为该领域的研究提供了经验以及理论基础。专题综述2二、抗除草剂转基因研究麻类作物中，抗除草剂转基因研究目前只在红麻、亚麻中取得了一些成就，其他麻类作物的研究鲜见报道。曹德菊等用花粉管法将外源抗除草剂 Bar 基因导入红麻，并对有效导入方法及参数进行了研究，通过 PCR 检测及 Southe

15、rn 杂交对所获得的转抗除草剂基因红麻进行了分子水平的验证，发现外源抗除草剂基因已整合进红麻基因组中。王玉富等以纤维用亚麻品种黑亚 11 号为材料，利用农杆菌介导法将Bar 基因转入亚麻，经检测发现目的基因已经整合到亚麻基因组中。随着除草剂的广泛使用，其药害已经成为影响农业生产的重要因素之一，危害仅次于有害生物造成的损失。因此，开展抗除草剂育种，是作物育种的新育种目标之一，该方面的研究有待加强。作为一种新的育种辅助手段，基因工程凭借其目的性强的优越性，必将在这一研究领域取得更大的成功。三、抗逆性转基因研究目前，各种作物都已开展了抗逆性转基因育种，并取得一定的成就，而麻类作物的抗逆性转基因研究主

16、要在红麻、亚麻中有见报道。福建农林大学用花粉管通道法将耐盐基因 SaNHXP 导入优良红麻品种福红 992，从 1 500 个转基因株系中筛选出 5 个耐 7盐碱度的抗盐碱植株，目前正在进行田间和室内鉴定试验。康庆华等用农杆菌介导法将抗盐和低温胁迫基因 HY15CS 导入单倍体亚麻，获得抗性再生植株 24 株，从 15 株生长健壮的再生植株中用 PCR 检测到 3 株阳性植株，阳性率达 20%。四、品质育种转基因研究麻类作物品质育种基因工程方面的报道较少，仅红麻和黄麻各 1 例。浙江省萧山棉麻研究所以改良红麻纤维品质为目的的外源 DNA 导入红麻获得了成功。林荔辉等将黄麻基因组 DNA 通过花

17、粉管通道法导入红麻中，并首次获得 2 份茎秆光滑无刺的稀有红麻早熟突变体 901 和 902，并通过杂交、回交和多代定向选择的遗传改良，育成了茎杆光滑无刺的红麻新型品种金山无刺，并从中选育出中偏迟熟油麻兼用红麻新型品种金光 1 号。五、麻类作物相关基因克隆麻类作物基因克隆的研究内容，主要集中于亚麻和苎麻 2 种作物。亚麻是一种重要的韧皮纤维作物，木质素对亚麻纤维的性能和品质具有较大影响。高原等以亚麻茎杆表皮细胞的 mRNA 为模板，利用木质素合成途径中关键酶基因的同源基因保守序列设计简并引物，通过 RT-PCR 扩增，获得了 8 个关键酶基因的新片段序列。生物信息学进一步分析结果表明，这些新片

18、段分别属于 3 个基因家族。他们推测亚麻中这几个木质素代谢关键调控酶基因存在多基因家族。新获得的基因片段序列为进一步克隆全序列和了解调控亚麻木质素的生物合成奠定了基础。另有研究者以亚麻为材料，研究木质素代谢的关键酶亚麻肉桂醇脱氢酶基因序列。分离了高纯度的 RNA，以 RNA 为模板，用简并引物以 RT- PCR 的方法，克隆了亚麻 CAD 基因 cDNA 部分序列，长度为 477bp，编码 159 个氨基酸残基，此 cDNA 序列为亚麻 CAD 基因序列。苎麻方面，陈建荣等用 RT-PCR 方法克隆了娴草木质素合成关键酶咖啡酰甲基转移酶（eafeoyl-CoA 3-Omethyltransfe

19、rase，CCoAOMT） 基因， 构建了 CCoAOMT 基因反义表达载体，通过农杆菌介导法对苎麻进行转化，得到了转基因植株，并用 PCR 技术对其进行了分子检测。有人利用 RT-PCR 法结合 cDNA 末端快速扩增法（RACE）从苎麻中克隆了与木质素合成相关的 COMT 基因的全长 cDNA 序列。相似性比对结果表明，苎麻 COMT 全长 cDNA 与杨树 COMT 基因的序列同源性达 82%，其编码的氨基酸序列与杏的 COMT 氨基酸序列同源性最高，达93%。黄妤等以苎麻栽培种湘苎 3 号为材料，专题综述3通过简并引物 RT-PCR 结合 RACE 技术克隆了苎麻生长素结合蛋白 ABP

20、1 基因的全长 cDNA 分子。经基因比对及蛋白质结构分析与已报道的几种植物生长素结合蛋白有高同源性，认为是苎麻生长素结合蛋白基因 cDNA 并命名为 BnABP1。也有人依照已克隆的苎麻CCoAOMT（咖啡酰辅酶-A-氧甲基转移酶）基因 cDNA 序列，以其编码纤维素合成酶底物结合和催化合成结构域的 cDNA 序列为目标，采用 PCR 扩增方法引入克隆的酶切位点，分别将其正、反方向克隆到植物 RNA 干扰表达质粒 PFGC5941 T-DNA 上 CHSA 内含子两侧，构建了植物表达苎麻 CCoAOMT 基因的干扰重组Ti 载体。六、其他方面的研究与此同时，麻类作物基因工程育种在其他方面也取

21、得了喜人的成就。刘燕等、王玉富等用微注射法将外源 DNA 通过花粉管导入亚麻，并得到了过氧化物同工酶酶谱明显变异的后代。姬妍茹等采用直接分化再生系统为转化受体系统，通过农杆菌介导将 GUS 基因导入亚麻品种双亚 5 号和双亚 7 号的下胚轴段中，经过不到 2 个月的时间即获得再生苗。这一成果大大缩短了遗传转化所需时间，为亚麻转基因育种提供了一条快捷的途径。也有研究人员用超干胚浸渍法将棉花 DNA 导入苎麻种子，在 D1 代，发现了在叶片的缺刻、茸毛上存在差异的变异株；而在 D2 代，则发现了在株高上有明显不同的植株。经过 RAPD 验证，发现有的变异株中出现了棉花的特异带，有的则出现受体和供体

22、均没有的新带，还有的出现了受体 DNA 带在变异株中消失的情况。另外，汪波等以苎麻优良品系“5041-3”子叶作为受体，利用根癌农杆菌介导法进行了绿色荧光蛋白基因的遗传转化研究，并将外源基因整合到苎麻基因组中。陈德福等分别用根癌农杆菌 C58C1 和发根农杆菌 A4 转化苎麻“湘苎 3 号”种子苗繁殖的试管苗叶切片。根癌农杆菌 C58C1 感染的叶切片在12d 时，即有肉眼可见的的愈伤组织产生。发根农杆菌 A4 转化的叶片在第 21 天时无愈伤组织产生，但有少量根产生。麻类作物该方面的研究为利用转基因方法创造麻类作物新品种的育种工作，提供了丰富的前期基础。七、展望麻类作物是重要的纤维和油料作物

23、，对它进行基因工程方面的研究有着重要的意义和广阔的应用前景。通过目的基因的分离、改造、利用，培育出具有改良的纤维及种子品质的工程植株并使之应用于生产实践，可提高农民的经济收入，改善生态环境。目前，与棉花和油料等相比，对麻类作物的转基因育种研究还处于起步阶段。随着基因工程技术的发展和完善，会有越来越多的转基因麻类植物新品种出现，到时将大大提高麻类作物的利用价值。如在改善纤维品质方面，若能把控制品质的关键基因定位并加以克隆，有望大幅提升麻类纤维质量。对大麻中有毒成分 THC 的合成关键酶基因定位克隆，并对其活性进行深入的研究，则有望培育出无毒或低毒大麻，从而使大麻这种古老经济作物的种植不再受限。可

24、以预见，基因工程手段应用于麻类作物，具有巨大的社会与经济效益。（现代农业科技 2009 年第 8 期）生物技术作物对可持续性的 贡献 生物技术作物的 多重贡献潜力巨大世界环境与发展委员会对可持续发展的定义是：“可持续发展是指在不削弱子孙后代满足其需要的能力的情况下满足当前需要的发展。”今天，生物技术作物通过以下几种重要方式对可持续发展做出了贡献：（1）为粮食安全和为生产更多能支付（较低价格）的粮食专题综述4作贡献；（2）保护生物多样性；（3）为减轻贫困和饥饿作贡献；（4）降低农业环境足迹；（5）缓减气候变化，减少温室气体（GHG）；（6）对成本有效的生物燃料生产的贡献；（7）对可持续经济效益的

25、贡献一、为粮食安全和为生产更多能支付（ 较低价格）的粮食作贡献生物技术作物通过提高粮食单产的方式增加粮食供应，同时降低了粮食生产成本（少投入，少耕，少施农药），在保障粮食安全和价格更低的粮食供应方面起着重要作用，相应地还减少了拖拉机等农用机具对化石燃料的需要，从而减轻了气候变化的负效应。在 1996-2007 年共 11 年的 440 亿美元经济收入中，有 44%应归因于粮食的可持续增长，56%是由于生产成本降低。2007 年，全球大豆、玉米、棉花、油菜等 4 种主要生物技术作物增产 3 200 万吨。如果不采用生物技术作物，将额外需要 1000 万公顷土地才能生产等量的粮食和棉花。2008

26、年，因为种植生物技术作物而增加的 3 200 万吨粮食和棉花中，玉米占 1510 万吨，大豆占 1450 万吨，皮棉占 200万吨，油菜占 50 万吨。19962007 年间，因为种植生物技术作物而增产 1.41 亿吨。如果不采用生物技术作物， 则将另需 4300 万公顷土地才能生产等量的粮食和棉花 (Brookes and Barfoot， 2009， forthcoming)。因此，生物技术对提高作物生产力和降低生物技术作物的生产成本都做出了贡献。当水稻、小麦等大宗作物以及贫困人民偏爱的木薯等粮食作物皆采用生物技术时，生物技术将会有更大的潜力。近期将会在控制非生物胁迫方面取得进展。生物技术

27、抗旱性最迟将在 2012 年在美国和2017 年在非洲亚撒哈拉得到应用。玉米是美国和非洲亚撒哈拉地区的大宗粮食作物。水稻是世界上贫困人口最重要的粮食作物，为增加粮食供应和生产价格更为低廉的粮食（Bt 稻）以及提供营养丰富的粮食（高维生素 A 原金色稻）皆提供了独特的机遇。在中国，正等待审批的生物技术水稻在保障粮食安全、降低粮食价格和减轻贫困等方面都将具有巨大的潜力。二、保护生物多样性生物技术是节约土地的技术，能够在目前的 15 亿公顷耕地上创造较高的生产力，从而有助于防止森林砍伐，保护森林的生物多样性和保护其它原位生物多样性生境的生物多样性。发展中国家每年失去近 1300 万公顷具有丰富生物多

28、样性的森林。在 19962007 年期间，生物技术作物的应用使得少用土地4300 万公顷，其未来的潜力将十分巨大。三、为减轻贫困和饥饿作贡献全世界最贫困人口中约 50%是资源贫乏的小农户，另外约 20%的人口是完全依靠农业维持生计的无地人员。因此，提高资源贫乏的小农户的收入水平将能够直接缓减全世界最贫困人口（约 70%）中绝大多数人的贫困状况。迄今为止，印度、中国、南非的生物技术棉花，菲律宾、南非的生物技术玉米已对提高1200 万贫困农民的收入做出了重要贡献，并且这种作用将会在生物技术作物商业化种植的第二个十年（20162015）中的未来 7 年间得到进一步强化。其中，具有特殊重要性的是生物技

29、术水稻，这种作物将使亚洲 2.5亿贫困的水稻种植户受益。按每户 4 口人计算，将使 10 亿人受益。这些贫困种植户每户种植水稻不足 0.5 公顷，收入低至每日 1 美元，他们是世界上最贫穷的人。很明显，生物技术作物商业化种植的头13 年取得了很多成就，但是，与 20062015年生物技术作物商业种植的第二个十年所具有的巨大潜力相比，已取得的成就只能算冰山一角。2015 年将是生物技术作物商业化种植的第二个十年的最后一年，也是实现“千年发展目标”（MDG）的一年。这为从北到南，从公共部分到私营部门的全球生物技术界在2009 年确定生物技术作物对“千年发展目标”专题综述5的贡献和对未来可持续农业的

30、贡献提供了独特的机遇。这为全球生物技术作物界为了实现“千年发展目标”实施生物技术作物行动计划留出了 7 年的时间。四、降低农业的环境足迹传统农业对环境具有明显的影响。利用生物技术可以降低农业的环境足迹。（生物技术商业化种植的）第一个十年的进展包括减少农药施用量，节约化石燃料，通过减免耕方法降低二氧化碳的排放，通过耐除草剂作物的应用和优化免耕措施进行水土保持。据估计，1996-2007 年的农药累计用量减少了359，000 吨活性成分。按照环境影响系数(EIQ)进行计算，节约了农药 9%，相当于对环境的影响降低了 17.2%。EIQ 是利用影响每个活性成分的环境净影响的各种因素进行计算的一个综合

31、指数。仅 2007 年一年的农药用量就减少了 77000 吨，相当于节约农药用量18%，EIQ 减少 29%(Brooks 和 Barfoot， 2009)。 用水效率的提高对全球水资源的保护和水的有效性都有很大影响。目前全球农业的淡水用量占整个淡水用量的 70%。到 2050 年，人口将增长 50%，达到 90 亿人。如果继续采用这种用水方式，地球上的淡水将不再具有可持续性。预计第一个耐旱生物技术玉米将在 2012 年或者更早的时间在美国内布拉斯加州和堪萨斯州等易受旱灾的州投入商业化种植，预计可以增产 8-10%。值得注意的是，第一个热带耐旱生物技术玉米将在 2017 年在非洲亚撒哈拉地区种

32、植。耐旱性温带玉米在工业化国家的出现将是一个重要的里程碑，而热带玉米在非洲亚撒哈拉地区、拉美国家和亚洲的种植将具有更为重要的意义。小麦等其它作物中也整合了耐旱性基因。耐旱小麦田间试验最早在澳大利亚进行，表现最好的品系其产量比其它常规品种高 20%。预计耐旱性对全球可持续种植制度将具有巨大影响，特别是在发展中国家，这是由于发展中国家发生干旱的情形比工业化国家更普遍而且更严重。五、缓解气候变化，减少温室气体(GHG)对环境的重要关注也将影响生物技术。生物技术作物能够以两种主要方式减少温室气体排放和缓减气候变化。首先，通过减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，并且通过少施杀虫剂和除草剂，从而达到长

33、期减少排放的目的。估计 2007 年减少二氧化碳排放量 11 亿 kg，相当于减少了 500 万辆汽车在道路上行驶。其次，生物技术粮食、饲料、纤维作物的保护性耕作（通过采用耐除草剂生物技术作物而实现少免耕）增加了土壤的碳封存量，2007 年增加的碳封存量相当于131 亿 kg，或者说相当于减少了 580 万辆车在道路上行驶(Brookes 和 Barfoot，2009)。据预测，干旱、洪涝和气温变化将会变得更频繁并且更严重。因此，我们需要更快速的作物改良计划培育能够很好地适应气候快速变化的品种和杂交种。可以同时使用组织培养、诊断学、基因组学、分子标记辅助筛选（MAS）和遗传工程等生物技术工具来

34、加速育种进程，有助于抵消气候变化的影响。在不必大量增加耕地面积的情况下通过保护土壤（特别是水份）和减少杀虫剂用量以及封存二氧化碳的方式，生物技术作物正在为减少二氧化碳的释放做出贡献。六、对成本有效的生物燃料生 产的贡献生物技术可以从成本上优化第一代粮食/饲料和纤维作物以及第二代能量作物的单位生物量的生产力。这可以通过培育耐干旱、盐碱、极端温度等非生物胁迫的作物和耐虫害、杂草、病害等生物胁迫作物来达到这个目的，并且通过修饰植物代谢的方式提高单位面积产量潜力。利用生物技术的另一条路径是建立能够更有效地对生物燃料进行下游加工的酶。在美国，Ceres 公司已培育了生物技术非转基因柳枝稷（switchg

35、rass）和高粱前沿科技6杂交种，它们用于生产乙醇的纤维素含量得到提高。目前，其转基因品种正在培育之中。七、对可持续经济效益的贡献 根据最近对 1996-2007 年生物技术作物对全球的影响的调查估算结果（(Brookes 和 Barfoot 2009)表明，仅 2007 年一年，全球农民种植生物技术作物的经济效益净值为 100亿美元，其中，发展中国家为 60 亿美元，发达国家为 40 亿美元。1996-2007 年的累计效益为 440 亿美元，发展中国家和发达国家的累计效益各为 220 亿元。这些估算数据中包含了阿根庭种植的双季生物技术大豆的效益，这个效益具有非常重要的意义。邱敦莲摘译自 I

36、SAAA Brief 39-2008: Executive Summary前沿科技用 SSR 标记对小麦染色体臂6DL 上叶锈病抗性基因 Lr38 的制图由真菌 Puccinia triticina 引起的叶锈病是全世界小麦（ Triticum aestivum）的一种最严重病害。人们认为利用抗性小麦品种是控制该病害最经济和环境友好的方法，从Agropyron intermedium 中导入的 Lr38 基因对欧洲测试的复合分离菌可以提供稳定的幼苗抗性和成株抗性。本研究用 Thatcher-衍生的抗性近等基因系 RL6097 与埃塞俄比亚敏感性小麦品种 Kubsa 杂交，然后用简单序列重复（S

37、SR）标记来绘制了该杂交获得的 94 个F2植株中的 Thatcher Lr38 位点。在测验的54 个标记中，15 个 SSR 标记在两种亲本间是多态的，其后并用这些标记来鉴定了群体的基因型。 P.triticina 分离菌 DZ7-24（小种FGJTJ）可以鉴别 Lr38 抗性和敏感性植株；用该分离菌来对双亲幼苗和分离群体的幼苗进行了接种。SSR 标记 Xwmc773 和 Xbarc273位于 Lr38 位点的两侧，与小麦染色体臂 6DL近端间的距离分别为 6.1 和 7.9cM；SSR 标Xcfd5 和 Xcfd60 也位于 Lr38 位点的两侧，与小麦染色体臂 6DL 远端间的距离均为

38、22.1cM。将来小麦育种者和病理学家可以用这些 SSR 标记来对 Lr38 介导的小麦叶锈病抗性进行标记辅助选择。谢国禄摘译自 Euphytica 162（3）：457-466，2008马铃薯叶绿素 b 缺乏型黄化症位点的制图来自（Solanum tuberosum S.berthau-ltii） S.tuberosum 回交群体的大约30%马铃薯植株都具有黄化和畸形叶片，但黄化症严重度分级表明是由 1 个以上的基因控制的。本研究的目的是确定这种情况是否属实，以前报道的一些基因是否与控制马铃薯黄化症有关，并且了解这种黄化症是怎样与叶绿素含量效应发生关系的。对数量性状位点的测试表明，黄化症主要

39、由染色体 1 上的单个隐性基因控制；该基因靠近已报道的产生马铃薯黄化症的 1 个或几个位点，但与以前在马铃薯中查明的相似基因完全不同。引起黄化和畸形叶片的这个马铃薯基因建议取名为 cml（chlorotic and malformed leaves）。该基因的效应好像可以由位于染色体 12 上的第 2 个基因来加强。黄化植株中受影响的叶片的叶绿素 b 水平下降了 50%。可以肯定，马铃薯中的 cml 基因不同于以前报道的黄化基因，至少有另外 1 个基因会修饰症状表达的强度，并且观察到的黄化症是通过影响叶绿素 b 水平来产生的。谢国禄摘译自 Euphytica 162（1）：99-107，200

40、8前沿科技7将 O.minuta 中控制小穗数的QTL 转育到水稻品种中在源于粳稻品种 Hwaseongbyeo 与WH29001 组合的 F2群体中检测到了位于第 7染色体长臂上一个新的控制小穗数（SPP）的QTL，WH29001 是一个转育了 O.minuta 材料染色体片断到粳稻品种 Hwaseongbyeo 中的高代回交品系。虽然 O.minuta 是一个小穗亲本，但是 O.minuta 的等位基因还是增加了Hwaseongbyeo 背景的 SPP。利用 F3和 F4子代，基于粳型基因组序列证实了 spp7，并将其定位于 SSP 标记 RM445 和 RM21615 间的 2.3Mb区

41、域。F4 品系的产量试验表明，载有含 spp7目标区域的 O.minuta 染色体片断的品系分别比在目标区域含 Hwaseong-byeo 染色体的姊妹系和 Hwaseongbyeo 增产14.3%和 15.6%。WH29001 中 SPP 增加的主要原因是每穗的主分枝增加了。因为 spp7 位点与不理想的株高和开花期无关，所以特别有价值。与 spp7 紧密连锁的 SSR 标记将促进该QTL 基因的克隆以及分子标记选择在育种计划中的应用。向 平摘译自 Plant Breeding 127（3）： 256-261，2008TRAP 在评价棉花种质资源多样性中的应用研究棉花是世界性的重要经济作物，

42、在国民经济中占有重要地位。为提高我国原棉和纺织品在国际市场上的竞争力，急需改善我国原棉品质，尤其需要培育长、强、细兼备的优良棉花品种，以适应国内外市场需求。因此，优异种质资源的创新和鉴定显得极为重要。遗传多样性研究有助于充分开发基因资源的利用潜力，也是收集和保护珍稀基因资源的重要前提。分子生物技术的发展为深入系统评价基因资源遗传多样性提供了更有利的条件。本研究应用目标区域扩增多态性 (Target Region Amplification Polymorphism，TRAP)分子标记技术对来自国内外的 65 份棉花种质资源进行了遗传多样性分析。主要结果如下:1.获得适用于棉花的 TRAPPCR

43、 反应体系和反应程序为：反应体系(15l 反应体系)为：48ng 模板 DNA；0.9 mmolL Mg2+；dNTP 1.26 mmolL；固定引物 0.5mol/L；随机引物 0.1mol/L 和 0.75U Taq 酶。反应程序为：94 预变性 4 min；94 变性 45s，35 退火 45s，72延伸 l min；5 个循环； 94 变性 1 min，52退火 1min，72 延伸 l min；35 个循环，72延伸 7min；4保存。2.对 65 份棉花材料进行 TRAP 标记分析的结果表明，被测材料间 TRAP 标记多态性较高，10 个引物共扩增出 252 条带，其中 210 条

44、(占 83.33%)具有多态性。每对引物平均可扩增出 21 条多态性。在 NTSYS- pc Version 2.11 统计分析软件系统中，用 UPMGA 法进行聚类分析，遗传相似性系数(GS)为 0.8431 时，65 份种质资源可以分为 6 类。TRAP 标记可将其中的 61 份材料区分开。3基于 TRAP 标记数据的聚类结果与材料形态特征和材料地理分布有一定的关系。总的来说，TRAP 技术可以为棉花的系统演化和遗传背景的研究提供帮助。4对于新海 16 与新海 20 上出现的特异性条带进行回收克隆测序，4 对引物共扩增出 5 条特异性条带，即 T1，T2，T3.1，T3.2 与 T4。其长

45、度分别为：311bp，126bp，494bp，346bp 和 292bp。为新海 16 与新海 20 的分子鉴定、特别是海陆杂交后代的鉴定和分子辅助选择提供了有效途径。（新疆农业大学 苗培明 硕士论文）前沿科技8利用 PCR 方法从苎麻中检测出粉虱传双生病毒从苎麻植株上采集了叶片呈现花叶和黄绿斑驳并扭曲的 2 个病样。用粉虱传双生病毒简并引物对 2 个样品进行了 PCR 检测，结果发现 2 个样品都能扩增到预期大小的 DNA 片段。PCR 产物经克隆后进行序列测定，BLAST比对结果表明，此样品的 DNA 扩增片断序列与 Hsinchu 番茄曲叶病毒福建分离物(EF125190，EF12519

46、1)和台湾分离物(DQ866131)的同源性都为 95%，推测侵染苎麻的双生病毒可能是 Hsinchu 番茄曲叶病毒。（热带作物学报 2008 年第 4 期）苎麻生长素结合蛋白 ABP1 基因cDNA 的克隆及表达以苎麻 Boehmeria nivea(Linn.)Gaud.栽培种湘苎 3 号为材料，通过简并引物 RT-PCR 结合 RACE 技术克隆了苎麻生长素结合蛋白 ABP1 基因的全长 cDNA 分子，其序列全长为 849bp，编码一段 189 个氨基酸的推导蛋白质。经基因比对及蛋白质结构分析与已报道的几种植物生长素结合蛋白有高同源性，认为是苎麻生长素结合蛋白基因 cDNA，命名为BnABP1。半定量 RT-PCR 分析结果显示 ABP1在苎麻三麻成熟期的茎、叶和芽组织中均有表达，其表达量为芽叶茎，相对内标分子18S rRNA 的表达量依次为 0.755、0.632 和0.360。但在根中没有检测到表达，说明该基因更多地表达于细胞生长旺盛的幼嫩组织。（作物学报 2008 年第 8 期）荞麦 13S 球蛋白 38-48 kDa 亚基是由单个位点控制本文采用含 38-48 kDa 范围内不同 SDS-PAGE 蛋白模型材料间对照组合研究了荞麦种子贮藏蛋白的遗传。经过对 17 个组合 F1、F 2个体种子分离进行分析，发现了 8 个电