传统与现代植物育种方法的优缺点,分子育种的进展马云海
传统与现代植物育种方法的优缺点，分子育种的进展生物工程系马云海学号：8201203077
摘要: 植物育种是一门很复杂的技术，针对不同的植物应采用不同的育种方式，要对各种育种方式进行比较，选择简易、可操作的方式。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,本文在比较传统育种和现代育种的优缺点, 由于传统育种工作依赖于育种家的经验和机遇, 往往存在很大的盲目性和不可预测性, 而分子育种能显著提高育种效率, 为保障我国粮食安全、生态安全提供更强有力的技术支撑。
关键词: 植物育种; 传统植物育种;; 分子育种;
增加作物单产对于社会稳定与可持续发展具有重要的战略意义。良种是一种最为经济有效的增产因素，而良种的获得与作物育种方法的不断改进密不可分。随着人类文明的不断进步，作物育种经历了一个漫长的发展过程，从最初的系统选育，到后来的杂交育种、杂交优势育种、诱变育种、分子标记辅助育种、转基因育种等。从20世纪60年代起，我国进入了现代多样化育种阶段，方法的创新呈现出快速发展态势，现在基本形成了以杂交育种方法为主，多种育种方法并存的局面。近些年来，生物技术广泛应用于作物育种当中，展示了其特有的作用和前景，如分子标记辅助育种和转基因育种，但是这些技
术或方法在育种中的应用还处于起步阶段，还有很多基础理论和具体应用技术需要解决。以水稻为例，目前已拥有较完整全基因组数据、高密度分子标记和转化技术等，但仍然缺乏品质、产量、抗性等复杂性状综合改良的高效育种策略；目前采用的转化方法对外源基因在受体植物上的整合是随机的且单基因导入，在定点整合和多基因导入技术等方面有待进一步改进和提高。同时，作物育种还存在育种周期长、公共平台和共享资源建设不够、遗传基础狭窄等一系列其他问题。进入二十一世纪以来，分子生物学、基因组学、生物信息学、电子计算机等学科飞速发展并与作物育种应用领域紧密结合，逐步形成一些作物育种新方法。如分子设计育种、基因组重测序等是目前备受关注的几种方法。本文重点对传统和现代育种方法的最新进展和应用前景以及优缺点进行了论述。认为传统和现代育种方法各有优缺点针对不同的情况选用不同的育种方法。
植物育种是一门很复杂的技术，针对不同的植物应采用不同的育种方式，要对各种育种方式进行比较，选择简易、可操作的方式。同一种育种方式应用于不同的生物也会有不尽相同的育种过程，所以我们无论在生产实践中还是有关习题训练中都应灵活应用。
一、几种传统育种和现代育种的方法的比较
在高中阶段所介绍的育种方法主要有：诱变育种、杂交育种、多倍体育种、单倍体育种、细胞工程育种（组织培养育种）、基因工程育种（转基因育种）、植物激素育种等。
1、杂交育种
(1)原理：基因重组。
(2)方法：连续自交，不断选种。（不同个体间杂交产生后代，然后连续自交，筛选所需纯合子）
(3)发生时期：有性生殖的减数分裂第一次分裂后期或四分体时期，
(4)优点：使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体，具有预见性。’
(5)缺点：育种年限长，需连续自交才能选育出需要的优良性状。
(6)举例：矮茎抗锈病小麦等。
2、诱变育种
(1)原理：基因突变。
(2)方法：用物理因素(如x射线、1射线等)、化学因素(如亚硝酸、秋水仙素等各种化学药剂)、生物因素或空间诱变育种(用宇宙强辐射、微重力等条件)来处理生物。
(3)发生时期：有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂间期(DNA分子复制的时候)。
(4)优点：能提高变异频率，加速育种进程，可大幅度改良某些性状，创造人类需要的变异类型，从中选择培育出优良的生物品种；变异范围广。
(5)缺点：有利变异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制；改良数量性状效果较差，具有盲目性。
(6)举例：青霉素高产菌株、太空椒、高产小麦、“彩色小麦”等。
3、多倍体育种
(1)原理：染色体变异。
(2)方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗(秋水仙素能抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成)。
(3)优点：可培育出自然界中没有的新品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富。
(4)缺点：结实率低，发育延迟。
(5)举例：三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦。
4、单倍体育种
(1)原理：染色体变异。
(2)方法：花药离体培养获得单倍体植株，再用秋水仙素等诱导剂人工诱导染色体数目加倍。
(3)优点：自交后代不发生性状分离，能明显缩短育种年限，加速育种进程。
(4)缺点：技术相当复杂，需与杂交育种结合，其中的花药离体培养过程需要组织培养技术手段的支持，多限于植物。
(5)举例：“京花一号”小麦。
5、细胞工程育种
（1）方式：植物组织培养植物体细胞杂交细胞核移植
（2）原理：植物细胞的全能性植物细胞膜的流动性动物细胞核的全能性
（3）方法：离体的植物器官、组织或细胞→愈伤组织→根、芽→植
物体去掉细胞壁→诱导原生质体融合→组织培养核移植→胚胎移植
（4）优点：快速繁殖、培育无病毒植株等克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出作物新品种繁殖优良品种，用于保存濒危物种，有选择地繁殖某性别的动物
（5）缺点：技术要求高、培养条件严格技术复杂，难度大；需植物组织培养等技术导致生物品系减少，个体生存能力下降。（6）举例：试管苗的培育、培养转基因植物培育"番茄马铃薯"杂种植株 "多利"羊等克隆动物的培育
6、基因工程育种（转基因育种）
（1）原理：基因重组
（2）方法：基因操作（提取目的基因→装入载体→导入受体细胞→基因表达→筛选出符合要求的新品种）
（3）优点：目的性强，可以按照人们的意愿定向改造生物；育种周期短。
（4）缺点：可能会引起生态危机，技术难度大。
（5）举例：“傻瓜水稻”、抗虫棉、固氮水稻、转基因动物（转基因鲤鱼）等
7、植物激素育种
（1）原理：适宜浓度的生长素可以促进果实的发育
（2）方法：在未受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液，子房就可以发育成无子果实。
（3）优点：由于生长素所起的作用是促进果实的发育，并不能导致植物的基因型的改变，所以该种变异类型是不遗传的。
（4）缺点：该种方法只适用于植物。
（5）举例：无子番茄的培育
育种的根本目的是培育具有优良性状(抗逆性好、品质优良、产量高)的新品种，以便更好地为人类服务。那么，我们应该怎样选择育种方法呢？
二、育种方法的选择
选择育种方法要视具体育种目标要求、材料特点、技术水平和经济因素，进行综合考虑和科学决策：
①一般作物育种可选杂交育种和单倍体育种；
②为得到特殊性状可选择诱变育种(如航天育种)或多倍体育种；
③若要将特殊性状组合到一起，但又不能克服远缘杂交不亲和性，可考虑运用基因工程和细胞工程育种，如培育各种用于生物制药的工程菌。
具体方法就是：
①若要培育隐性性状的个体，可选用杂交育种，只要出现该性状
即可。
②若要培育无性繁殖的显性性状的个体，可选用杂交育种，只要
出现该性状即可。如要培育黄肉抗病(RrYy)的马铃薯。
③若要快速获得纯种，可用单倍体育种。
④若要培育原先没有的性状，可用诱变育种。
若从基因组成上看，育种目标基因型可能是：
①纯合体，便于制种、留种和推广；②杂交种，充分利用杂种优势。
我们根据各种育种方式的特点做一个简单的归纳小结。
操作最简易育种方法：杂交育种快速育种方法：单倍体育种
创造新性状育种方法：诱变育种种间育种法：生物工程育种
在20 世纪之前, 作物育种基本上是一种“艺术”;在孟德尔遗传学规律发现后, 育种家们才逐渐把科学”融入“艺术”之中[1]。在传统育种中, 基本上是对表现型进行直接选择, 因此常常又被称为“经验育种”, 一般存在周期长、效率低等缺点[2]。近20 年来, 随着分子生物学和基因组学等新兴学科的飞速发展, 使育种家对基因型进行直接选择成为可能作物分子育种因此应运而生。分子育种就是把表现型和基因型选择结合起来的一种作物遗传改良理论和方法体系, 可实现基因的直接选择和有效聚合,大幅度提高育种效率, 缩短育种年限[3], 在提高产量、改善品质、增强抗性等方面已显示出巨大潜力,成为现代作物育种的主要方向[4] 。作物分子育种, 即在经典遗传学和分子生物学等理论指导下, 将现代生物技术手段整合于传统育种方法中, 实现表现型和基因型选择的有机结合,培育优良新品种[5]。根据分子手段参与形式的不同,分子育种可分为以下几种主要类型。分子标记育种又称为分子标记辅助选择, 是利用与目标基因
紧密连锁的分子标记, 在杂交后代中准确鉴别不同个体的基因型,
从而进行辅助选择育种。因此, 分子标记育种能有效地结合基因型与表现型鉴定, 显著提高选择的准确性和育种效率。迄今为止, 分子标记育种涉及的性状多为质量性状, 涉及到的基因多为单基因或少数
几个基因[6-7]。对于数量性状来说, QTL 表达常与环境和遗传背景密切相关, 因此QTL 检测往往稳定性差, 检测到的QTL 难以用于育
种实践[2,8]。针对目前分子标记育种效率还不太高等问题, Collard 等[9]和Xu 等[6]在深入分析其原因的基础上, 提出了一些对策。例如, 利用近等基因系进行育种[2], 或利用高代回交系同时进行QTL 分析(AB-QTL)和遗传改良[10-11], 可提高分子标记育种效率。在
AB-QTL 方法的基础上, Li 等[12]提出在BC2 或BC3 代进行高强度
选择后构建导入系,可同时开展QTL 研究和高效的分子标记育种。此外,Podlich 等[13]提出了MAYG 策略, 认为在QTL 定位的过程中,
充分考虑育种群体的具体情况, 检测到的QTL 应用价值更大。Heffner 等[14]提出全基因组选择技术(genomic selection)来解决多基因控制的低遗传力性状的改良问题, 利用全基因组标记来准确
估计育种值, 从而加速育种进程。转基因育种是利用重组DNA 技术, 将功能明确的基因通过遗传转化手段导入受体品种的基因组,并使其表达期望性状的育种方法。由于克隆的基因可来自任何物种, 所以转基因育种能打破基因在不同物种间交流的障碍, 克服传统育种方法
难以解决的问题。在转基因育种中, 尽管近年来发表了大量的相关论文、申请了大量专利, 但很少基因进入田间测试来评估其在目标作物
中的育种利用价值, 有商业利用价值的基因更少[15]。要特别提到的是, 转基因育种必须与传统育种和分子标记育种相结合[16]。同
时, 。还需要特别关注转基因作物及其产品的安全性问题[17]
1.1 分子标记育种
分子标记育种又称为分子标记辅助选择, 是利用与目标基因紧密连
锁的分子标记, 在杂交后代中准确鉴别不同个体的基因型, 从而进
行辅助选择育。因此, 分子标记育种能有效地结合基因型与表
1分子标记辅助育种
分子标记技术是以DNA序列多态性为基础的遗传标记技术。分子标记辅助选择技术(marker assisted sekction，MAS)是一项极有潜力的育种新技术，利用分子标记辅助选择能加速品种遗传改良，并极大地提高育种效率。分子标记辅助育种已在许多作物的育种中进行了成功的应用。在单基因遗传性状MAS的应用主要通过基因聚合和基因渗入两种方式。基因聚合主要应用于抗性基因聚合上，即将多个控制垂直抗性的基因聚合在同一品种中，来提高作物的抗病能力。例如在水稻抗白叶枯病基因的聚合，Yoshimura等(1995)通过RFLP和RAPD标记将来自不同组合的5个白叶枯病抗性基因Xal、Xa3、Xa4、Xa5和Xa10聚合在一起，其中具Xa4+Xa10的纯系出现了原单个抗性基因所没有的新抗性类型。基因渗入是通过回交的方式使得目的基因从遗传种质或中间材料中转到目标材料中。例如Chen等(2000)以IRBB21为供体材料，对生产上广泛使用的“明恢63”进行MAS改良，找到4个与Xa21紧密连锁的PCR标记。其中RG103、248与Xa21共分离，C189、
A89分别在Xa21两侧0.8和3.0cm处，并且选用了标记间最大图距不超过30cm均匀分布于每条染色体的128个RFLP标记用于背景选择。通过两代正向选择和负向选择.将导人片段限定在3.8cm以内。在BC3F1代的250个抗性单株中，运用RFLP标记选择到2株除目标区域外遗传背景完全恢复为“明恢63”的个体，自交一代后运用标记248选出基因型纯合的抗病单株，从而得到改良的“明恢63”。MAS同样可以应用到复杂性状或复杂性状的改良上。虽然MSA技术在这些性状改良上的应用不多，但仍取得了一定的进展。以知名种业跨国公司先正达为例，该公司自上世纪90年代开始在他们所有育种项目利用分子标记辅助技术改良作物数量性状(如产量)。他们建立了分子标记检测系统、信息分析系统和分子标记辅助选择的选育系统，这些选育系统显著增加了优良品种的总体表现。他们在玉米育种实践的结果表明，分子标记辅助育种可以一年进行3个轮次或循环的选育，而常规育种只能进行2次选育.这样两种方法选育获得品系的性状表现(以多性状选择指数为标准)则出现明显的差异。再如玉米杂交优势的遗传改良试验，该研究用76个标记对控制玉米产量杂种优势的QTL 进行定位鉴定，然后将自交系Tx303和Oh43中的有利等位基因分别转入到自交系B73和Mo17中。最后获得了116个改良的B73×改良的Mo17的组合，比原始的B73×Mo17组合和一个高产组合先锋杂交种3165皆增产10%以上。数量性状遗传比单基因控制的质量性状要负复杂的多，要采用MSA对数量性状改良，不但需要同时对几个QTL 进行操作，还要考虑QTL间及其QTL与环境的互作，从而影响数量遗
传性状的准确定位。
2分子设计育种
分子设计育种的概念最早是由荷兰科学家Pelemen和van der Voort 于2003年提出的，他们对“设计育种”(breeding by design)这一名词进行了商标注册[18]。所谓作物分子设计育种，是一种以生物信息学为平台，以基因组学和蛋白组学的数据库为基础，综合作物育种程序中所用的作物遗传、生理生化和生物统计等学科知识，根据具体作物的育种目标和生长环境，先在计算机上设计最佳方案，再开展作物育种试验的新型作物育种方法。我国2003年国家“863”计划设立了“分子虚拟设计育种”专题，是我国最早开辟的分子设计育种研究项目。程式华等(2004)、万建民(2006)等先后从不同角度提出了我国分子设计育种的策略[19]。
分子设计育种主要分三步进行：(1)定位所有相关农艺性状的QTL；
(2)评价这些位点的等位性变异；(3)开展设计育种。
开展分子设计育种的一般需要具备以下基本条件：(1)高密度分子遗传图谱和高效的分子标记检测技术；(2)对重要基因(QTLs)的定位与功能有足够的了解；(3)建立完善的可供分子设计育种利用的生物信息学数据库；(4)掌握可用于分子设计育种的种质资源与育种中间材料，包括具有目标性状的重要核心种质或骨干亲本及其衍生的重组自交系(RILs)、等基因系(NILs)、加倍单倍体群体(DH)、染色体片段导入系/替换系(CSSLs)等；(5)开发完善的可进行作物分子设计育种模拟研究的统计分析方法及相关软件，用于开展作物新品种定向创制的
模拟研究。上述5个基本要素中，对于禾本科作物，特别是水稻而言，我国已基本具备前4个条件，只要进一步开展第(5)方面的研究与开发，我国即可大规模开展水稻分子设计育种。
3控制复杂性状的多基因转化技术
作物育种目标包括高产、优质、抗逆、适宜熟期等方面，而每个方面又包括诸多性状，其中大多数性状是由多基因控制的。从上世纪80年代转基因技术在作物育种中取得突破以来,转基因育种取得了重大进展。最初转入基因只有一个，主要针对抗虫性、抗除草剂、抗病性等性状。这些单基因转化作物在生产上使用后不久就发现高选择压导致部分抗性的丧失和变异。为增强作物抗虫性、拓宽抗虫谱和延长抗虫时限，人们开始尝试向作物转入多价抗虫基因，如已获得转Bt+CpTI 双价基因棉花并投入商业化生产。随着转基因育种改良目标以及改良性状性质的变化.转移更多的外源基因成为一种必然。
由于现有技术条件的限制，转化三个及以上基因还存在一定的技术难度。因此，多基因转化技术成为当今转基因研究的热点和迫切需要解决的问题。目前采用的主要策略有如下几种：(1)重复转化法：又称连续转化法或再次转化法，是通过多次转化过程，依次将目标基因导入到同一生物体中的方式。尽管这种方法在理论上是可行的，但由于耗时费力，筛选困难，加上不同基因间易发生分离或诱发沉默，多次转化和长时间的组织培养还易引起变异，同时每次转化均需使用不同的筛选标记，因而在实践中操作难度较大。(2)杂交聚合法和回交转育法：杂交聚合法是将几个亲本事先分别转入不同的外源基因，再通
过有性杂交将这些转化材料中的外源基因聚合在一起，通过个体筛选获得多个含有外源目标基因表达性状后代的方法。这种方法简单易行，适用于已有转基因材料，而且需要聚合的外源基因数目不多(如2个)，是目前育种家通常采用的方法。但是，对于3个以上基因的聚合，则所需经历的世代较多。费时费工，基因的分离还会导致聚合效果不一定理想。同时，对于依赖于营养繁殖、具有杂合背景的植物(如马铃薯、果树以及许多观赏植物)，或生长周期较长的植物(如多年生的树木)。将难以通过这一方法达到聚合目标基因的目的。对于那些已经获得目的基因的转基因材料，通过回交将其中的目标基因转育到含有其它外源基凶的栽培种或者近缘品种中，是获得具有转基因目标性状新品种的一种简便途径。这种方法特别适合于那些转基因操作困难，但又已经具备其它有用性状的品种。(3)非载体DNA转移途径导入外源整体DNA：主要指花粉管导入、用含有外源基因的溶液浸泡种耸或花茎、孕穗茎注射等非载体DNA转移技术。这类方法操作简单，但是导入的外源DNA片段大小难于控制，产生的变异广泛，外源基因在直接转入受体的同时还可能引发复杂的遗传变化，因此其转化的效率和精确性仍有待进一步提高。(4)多载体的共转化法：共转化法是将位于不同载体上的多个基因同时导人受体基因组中。该方法由于简单易行已经成为当前多基因转化的首选方法。但是共转化的共整合频率不稳定，随着不同转化事件、转化技术，不同的受体，不同的表达载体结构、大小和数量而变化。(5)多基因单载体一次性转化法：多个基因如能构建在同一载体上一次性实施转化，可有效避免上述多
基因转化方法存在的种种问题.因此，多基因表达载体的构建已经成为多基因转化策略的关键性技术之一。但目前在多基因载体的构建和组装方面还面临着一系列的技术难题，如大容量载体系统的构建、合适酶切位点的选择、大片段DNA分子的定点切割与连接。(6)利用同源重组将多个基因同时导入质体中，即质体转化法：叶绿体转化系统，独立于传统的核转化，具有诸多优点：超量表达目的基因；以定点整合方式导人外源基因从而消除了位置效应及基因沉默：具原核表达方式。能以多顺反子的形式表达多个基因；母系遗传方式可防止基因扩散；基因产物区域化并能提供适于某些产物发挥功能的小环境等。尽管目前在技术上还不成熟，但这一方法已显示巨大的的发展空间。通过发展合适的叶绿体转化载体和转化方法，可望为高等植物的多基因转化开辟一条新的途径。
尽管多基因转化技术目前还存在不少问题和障碍，还有许多科学问题和生态、安全方面的问题有待进一步探究，但该方向的研究将成为理论与应用研究的一个新的热点领域.该技术将成为推动作物育种快速向前发展的一个支撑点。
4作物虚拟育种方法
提高亲本选配的针对性，增强对后代(群体)表现的预测性一直是困扰作物育种工作者的两大难题。在实际育种工作开展之前.对育种过程和结果进行计算机模拟(虚拟育种)，对亲本材料及其后代表现进行预测，将提高育种的可靠性和可预见性。
所谓虚拟育种，就是采用合适的算法，采用计算机语言把育种过程描
述出来，对得到的数据进行分析。在模拟过程中，计算机根据孟德尔遗传规律配置杂交组合并产生育种后代材料、根据所定义的遗传模型产生育种后代的表现型、根据育种策略中的选择方法对后代材料进行选择，从而实现对复杂育种过程的模拟。QuLine是由CIMMYT研制的一款育种模拟工具，[20]可以实现对作物育种全过程的模拟，可用于育种方法的比较、利用已知基因信息进行亲本选配、制定设计育种方案等方面。
可以预见，随着分子标记、重要性状基因克隆、基因组等方面研究的不断深入，以及计算模拟技术的不断完善，模拟育种将在育种实践中起到越来越大的作用。
5全基因组重测序技术
基因组重测序是对已知作物物种不同个体或特定群体的基因组进行再测序。这里所谓的已知物种，是指该物种至少一个个体基因组已被测序，其高质量的基因组序列已可供使用。基因组的重测序可以辅助研究者发现单核苷酸多态性位点(SNPs)、拷贝数变异(copy number variation)、插入缺失(indel)等变异类型。目前通过高通量测序，可以使我们能够更深入地了解到目前作物群体的分子遗传学特征，为育种服务。
目前基因组重测序已在家蚕、鸡和玉米三个农业经济动植物应用。家蚕是第一个被基因组重测序的农业经济动物，对40个家养和野生蚕种基因组3X覆盖度的重测序，发现160000多个SNP，311608个短的indel变异和35093个其他结构变异(structural variation)；1041
个检测到驯化选择信号的基因组区段(所谓“genomic regions of selective signals”或GROSS)，354个可能受到驯化选择影响的重要驯化基因。在玉米上，对27个玉米自交系部分基因组区段(大约93Mb，或32%的基因组功能覆盖度)的重测序，发现几百个人工选择和高遗传多态性位点。同时，玉米更大规模的基因组重测序计划(包括1000个玉米自交系、地方品种和野生近缘种等)，水稻、大豆等作物基因组重测序工作也已经完成或正在进行中。可以预计，在未来5－10年内，主要作物基因组及其重测序工作将完成，各个作物主要品种及其野生种的基因组序列将完全获得。这些数据将是作物遗传育种最为珍贵的基础数据，同时也是革命性的数据，将对作物种质资源利用保护、育种等产生巨大影响。
基因组重测序技术具体在基因资源挖掘方面的应用可以大致归纳在
以下几个方面：(1)自然变异(natural varition)的发现：作物地方品种等包含大量的自然突变，这些遗传突变往往是作物抗性、品种等改良必不可少的遗传供体。通过基因组重测序，可以获得这些遗传资源的所有的序列变异类型，为这些变异的功能鉴定和利用提供了可能。以前的资源调查可以发现大量的重要种质资源，但由于转育等环节的限制，这些优良基因往往跟其他不利基因紧密连锁而无法利用：(2)野生基因资源的挖掘：由于驯化过程导致遗传多态性的剧烈降低，大量野生种基因在作物基因组丢失或去功能，现代作物遗传改良过程因此必须依赖野生种质资源。如上所述，野生基因资源的利用同样存在利用困难的问题。通过基因组重测序(当然还必须进行野生种的高
通量测序和基因组的从头拼接)，可以发现野生种与栽培品种基因的遗传变异，更重要的是可以发现一些野生种特有的基因资源，这些基因很有可能为我们提供全新的抗性、品种等农艺表型；(3)种质资源亲缘关系和演化过程分析：基因组重测序数据将为我们提供前所未有的基因组尺度的数据来判断我们育种材料的亲缘关系和演化过程，我们甚至可以追踪和判断每个遗传材料基因组上各个基因组区段或功
能基因的遗传供体或来源，这样为我们进行杂交组配和杂交优势利用等育种过程提供科学准确的基础数随着人口增加和人民生活水平的
提高, 我国粮食需求呈刚性增长的态势。据测算, 我国要保障2020 年14.5 亿人口的粮食安全, 需在现有基础上增长稻谷10%、玉米50%、小麦28%、大豆120%。然而, 我国农业资源匮乏, 人均耕地面积不足世界人均水平的1/3, 人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4;
同时, 我国自然灾害频发, 全球气候变化使其更加严重, 例如常年
农作物受旱面积约1 500万公顷以上, 每年损失粮食近158 亿千克, 占各种自然灾害损失总量的60%。此外, 农药、化肥年用量分别达120 万吨和4 000 万吨, 分别是美国的4 倍和2 倍(而我国耕地面积不到美国的2/3), 利用率仅为30%和35%, 大量施用化肥和农药造成了水
系和耕地环境污染, 制约了农业可持续发展。因此, 在保障现有耕地面积的前提下, 只有依靠大幅度提高作物单产, 才能确保我国粮食
的安全供给。据分析, 在我国, 品种对总产提高的贡献为40％左右, 而发达国家达到50%以上, 因此, 培育突破性的作物新品种是满足农产品刚性需求的重要途径。由于传统育种工作依赖于育种家的经验和
机遇, 往往存在很大的盲目性和不可预测性, 而分子育种能显著提
高育种效率, 为保障我国粮食安全、生态安全提供更强有力的技术支撑。
摘参考文献
[1] Jauhar P P. Modern biotechnology as an integral supplement to1430 作物学报第 36 卷conventional plant breeding: the prospects and challenges. CropSci, 2006, 46: 18411859 [2] Stuber C W, Polacco M, Senior M L. Synergy of empirical breeding, marker-assisted selection, and genomics to increase crop yield potential. Crop Sci, 1999, 39: 15711583
[3] Moose S P, Mumm R H. Molecular plant breeding as the foundationfor 21st century crop improvement. Plant Physiol, 2008, 147:969977
[4] Ribaut J M, de Vicente M C, Delannay X. Molecular breeding indeveloping countries: challenges and perspectives. Curr Opin Plant Biol, 2010, 13: 213218
[5] Wan J-M(万建民). Present status and prospect of molecular breeding in rice. Rev China Agric Sci Tech (中国农业科技导报), 2007, 9(2): 19 (in Chinese with English abstract)
[6] Xu Y, Crouch J H. Marker-assisted selection in plant breeding:from publications to practice. Crop Sci, 2008, 48: 391
407
[7] Wang J, Chapman S C, Bonnett D G, Rebetzke G J. Simultaneous selection of major and minor genes: use of QTL to increase selection efficiency of coleoptile length of wheat (Triticum aestivumL.). Theor Appl Genet, 2009, 119: 6574
[8] Bernardo R. Molecular marker and selection for complex traits inplants: learning from the last 20 years. Crop Sci, 2008, 48:16491664
[9] Collard B C Y, Mackill D J. Marker-assisted selection: an approachfor precision plant breeding in the twenty-first century.Phil Trans R Soc B, 2008, 363: 557572
[10] Tanksley S D, Nelson J C. Advanced backcross QTL analysis: amethod for the simultaneous discovery and transfer of valuable QTLs from unadapted germplasm into elite breeding lines. Theor Appl Genet, 1996, 92: 191203
[11] Zamir D. Improving plant breeding with exotic genetic libraries.Nat Rev Genet, 2001, 2: 983989
[12] Li Z K, Fu Y F, Gao Y M, Xu J L, Ali J, Lafitte H R, Jiang Y Z,Rey J D, Vijayakumar C H M, Maghirang R, Zheng T Q, Zhu L H. Genome-wide introgression lines and their use in genetic and molecular dissection of complex phenotypes in rice (Oryza sativaL.). Plant Mol Biol, 2005, 59: 3352
[13] Podlich D W, Winkler C R, Cooper M. Mapping as you go: an effective approach for marker-assisted selection of complex traits.Crop Sci, 2004, 44: 15601571
[14] Heffner E L, Sorrells M E, Jannink J L. Genomic selection forcrop improvement. Crop Sci, 2009, 49: 112
[15] Rommens C M. Barriers and paths to market for genetically engineeredcrops. Plant Biotech J, 2010, 8: 101111
[16] Visarada K B R S, Meena K, Aruna C, Srujana S, Saikishore N,Seetharama N. Transgenic breeding: perspectives and prospects.Crop Sci, 2009, 49: 15551563
[17] Lemaux P G. Genetically engineered plants and foods: a scientisti’sanalysis of the issues (Part II). Annu Rev Plant Biol, 2009,60: 511559
[18] Peleman J D, van der Voort J R. Breeding by design. Trends Plant Sci, 2003, 8: 330334
[19] Wan J-M(万建民). Perspectives of molecular design breeding incrops. Acta Agron Sin (作物学报), 2006, 32(3): 455 462 (inChinese with English abstract)
[20] Wang J K, Wan X Y, Li H H, Pfeiffer W H, Crouch J, Wan J M.Application of identified QTL-marker associations in rice qualityimprovement through a design-breeding approach. Theor ApplGenet, 2007, 115: 87100
植物分子育种复习题
植物分子育种复习题 分子植物育种：依据分子遗传学，遗传学和植物育种学的理论，利用DNA重组技术和DNA标记技术来改良植物品种的新型学科。 分子标记：DNA水平上遗传多态性的直接反映，是直接以DNA多态性为基础的遗传标记。 SSR：微卫星或简单序列重复,以2-6个核苷酸为基本单元的简单串联重复序列。 InDel：插入缺失标记，指的是两种亲本中在全基因组中的差异，相对另一个亲本而言，其中一个亲本的基因组中有一定数量的核苷酸插入或缺失。根据基因组中插入缺失位点，设计一些扩增这些插入缺失位点的PCR 引物，就是InDel。 CAPS：先对样品DNA进行专化性扩增，再用限制性内切酶对扩增产物进行酶切检测其多态性，称为CAPS 标记。 SNP：具有单核苷酸差异引起的遗传多态性特征的DNA区域，可以作为一种DNA标记，即SNP。 基因功能标记：根据已克隆的基因序列开发的分子标记，标记和基因共分离，能完全准确地跟踪和识别基因。 显性标记：仅能检测显性等位基因，不能够区分纯合和杂合基因型的遗传标记。有RAPD、AFLP、ISSR、STS。 共显性标记：同时能检测出显性和隐性等位基因，能够区分纯合和杂合基因型的遗传标记。有RFLP、RAPD、AFLP、SSR、ISSR、SCAR、STS、CAPs。 特异引物PCR标记：针对已知序列的DNA区段而设计的，具有特定核苷酸序列，引物长度通常为18-24核苷酸。常用的特异引物PCR标记主要有SSR标记、SCAR标记、STS标记及RGA标记等。 随机引物PCR标记：所用引物的核苷酸序列是随机的，其扩增的DNA区段是事先未知的。常用的随机引物PCR标记主要有RAPD、AP-PCR、DAF、ISSR等。 基于PCR的分子标记有：1. 特异引物PCR标记主要有SSR标记、SCAR标记、STS标记及RGA标记；2. 随机引物PCR标记主要有RAPD、AP-PCR、DAF、ISSR。 基于限制性酶切和PCR相结合的分子标记有AFLP标记和CAPS标记。 RIL群体：杂种后代经过多代自交而产生的一种作图群体。通常从F2代开始，采用单粒传代的方法来建立。 DH群体：单倍体经过染色体加倍形成的二倍体称为加倍单倍体或双单倍体(DH)，由它们组成的群体为DH 群体。 LOD值：假设两座位间存在连锁（r < 0.5）的概率与假设没有连锁（r = 0.5）的概率。这两种概率之比可以用似然比统计量来表示，即L（r）/L（0.5），其中L（）为似然函数。为了计算方便，常将L（r）/L（0.5）取以10为底的对数，称为LOD值。 BSA：将高值和低值两组个体的DNA分别混合，形成两个DNA池，然后检验两池间的遗传多态性。 RCA：源于BSA的方法，可用于隐性分析。
花卉学简答题(2)
1.花期调控 花期调控是指利用温度、光照、激素等对植物花芽分化的影响，采用人为措施，使观赏植物提前或延后开花的技术 主要技术：温度调节（越冬休眠宿根花卉：芍药，六出花；越冬休眠木本花卉：牡丹，八仙花；越冬休眠球根花卉：唐菖蒲，麝香百合；越夏休眠的球根花卉：郁金香，风信子；草花：瓜叶菊，报春花）；光照调节（长日照调节：延长明期法，间隙照明法，交互照明法，暗中断法；短日照；光暗颠倒法）；激素调节（促进诱导成花；代替低温，促进开花；防止莲座化，促进开花；抑制花芽分化，延迟开花）；栽培管理（调节植期；摘心，抹芽，修剪；肥水管理） 2.花坛类型 盛花花坛：由观花草本植物（主要是一、二年生草花）组成的，表现盛花时群体的色彩美，图案美的装饰绿地。 模纹花坛：由植株矮小，枝叶细密的观叶或花叶兼美的植物组成的花坛，表现群体组成的精美图案或装饰纹样。（主题） 布置形式（独立式，组合式，带状） 3举例说明不同花卉开花对光周期的要求。 光周期指一日中日出日落的时数（日照长度）或指一日中明暗交替的时数。 1）长日照植物：要求光照在14到16小时一日才能开花，所以可以控制开花，二年生的秋播花卉（春夏开花）多年生早春开花的都是长日照植物，如瓜叶菊、紫罗兰、锥花福禄考。2）短日照植物：要求8到12小时一日的短日照就可以促进开花，秋季开花的一年生春播花卉和多年生花卉多属此类，如波斯菊、九重葛、一品红、菊花、蟹爪兰、 3）中性植物：对光照长短的适应范围广，10到16一日均可开花，如大丽花、月季、香石竹、扶桑、非洲菊、矮牵牛、仙客来、花烟草等 4举例说明阳性花卉、阴性花卉、中性花卉的特点 阳性花卉必须在完全的光照下生长，不能忍受若干遮阴，否则生长不良。如仙人掌、芍药、紫罗兰、鸡冠花 阴性植物要求在适度蔽荫下方能生长良好，不能忍受强烈的直射光线，生长期间一般要求有50-80%的蔽荫度的环境条件，如春兰、建兰、石斛 中性花卉对光照强度要求介于上述二者之间，一般喜欢阳光充足，但在微荫下生长也很良好，如萱草，耧斗菜，桔梗，白芨等 述温室在花卉生产中的作用。 （1）在不适合植物生态要求的季节，创造出适于植物生长发育的环境条件来栽培花卉，以达到花卉反季节生产。 （2）在不适合植物生态要求的地区，利用温创造的条件栽培各种类型的花卉，以满足人们的需求。 （3）利用温室可以对花卉进行高度集中栽培，实行高肥密植，以提高单位面积产量和质量，节省开支，低降成本 5 试述环境因子的调节。 一：温度昼夜温差明显，温度三基点，有效三积温，年周期温度变换，低温，高温灼伤叶子，低温有霜冻危害。 二光照：红橙蓝紫光吸收好，紫外光波长最短，占太阳辐射的5%左右，红外光携带大量热能，调节光敏素的两种状态。
园艺植物育种学练习题
一、名词解释： 1.品种 2.系谱选择法 3.杂种优势 4.基因工程 5.诱变育种 6.实生选种 7.多亲杂交 8.自交衰退 9.双交种10.苗期标记性状11.杂交种品种12.种质13.远缘杂交14.一般配合力15.生物学混杂16.一元单倍体17.杂种不稔性18.品种整齐性19特殊配合力 二、填空题 1.新品种审定的主要内容包括优良、整齐、、、等五个方面。 2.自然进化与人工进化的区别首先在于。 3.在制定育种目标时不但要注重也要注重。 4.园艺产品的品质按产品用途和利用方式大致可分为感官品质、、 和等。 5.豌豆是雌雄同花，南瓜是，菠菜是。 6.保存种子的种子库有短期库、和三种类型。 7.引种的类型包括：和。 8.杜鹃植物引种到北方栽培可能出现生长缓慢，长势差的现象，其原因是因为杜鹃生长发育 过程中喜好类型土壤。 9.为防止有害生物以及病原菌的传播，引种过程中，环节是必须的。 10.兰花、松树等园艺植物一般与土壤中的真菌形成共生关系，为保证引种成功，必要的措 施 是。 11.根据园艺植物对日照长短要求的不同，可将园艺植物分为长日照植物、和。 12.在园林植物引种过程中，必须进行引种试验，其内容具体包括_ __ 试验、_ _ 试验和__ _ 试验，然后确定推广应用。 13.芽变选种一般按二级选种程序，包括初选、_ __ 和_ __ 三个阶段。 14.芽变开始发生时多以嵌合体的形式出现，根据组织发生层内和层间的细胞遗传物质差异可将芽变嵌合体分为__ _ 和_ __ 两种类型；对嵌合体形式的芽变，可采用_ __ 、__ _ 、_ __ 等方法使其转化，最终获得同质的纯化突变体。 15.在园林植物杂交育种中，如果称A×B 为正交，则B×A 称为__ _，（A×B）×B 称为_ __。 16.甘蓝、大白菜等异花授粉植物具有典型的自交不亲和性特点，该特点在选育F1杂种新品种方面具有极大的应用价值。其父、母本的保持常采用手段得以实现。 17.根据不同材料之间性状遗传力大小具有差异，在添加杂交方式中材料应先进行杂交。 18.诱变育种中利用化学药剂处理的方法有、、和注入法。 19.体细胞杂交的程序主要包括、、的鉴定三个环节。 20.根据来源与性质，园艺作物种质资源可以分为主栽品种、、、等。 21.北方洋葱引种到南方栽培常出现地上部徒长，鳞茎发育不良，其原因主要是。 22.栀子引种到北方栽培可能出现生长缓慢，长势差的现象，其原因是因为栀子生长发育过程中喜
作物育种原理与方法
作物育种原理与方法 1.作物育种工作的主要环节有哪些？ 2.作物育种的主要方法有哪些？ 3.目前生产上大面积推广应用的小麦、玉米、水稻、棉花、花生、大豆、油菜、甘薯等作物的主要育种途径？ 4.你认为制约突破性品种培育的关键因素是什么？ 一. 作物育种的主要环节。 1.制定育种目标。结合自身种质资源、硬件水平、技术经验等条件制定一个合适的育 种目标。 2.选择合适的育种方法。根据自己做育种的作物选择合适的育种方法。如：玉米选择 杂种优势利用的方法；小麦主要的育种方法是杂交育种；水稻可以选择杂种优势的利用或杂交育种，等等。 3.进行品种审定。育种家育出的新品种需要通过区域试验、生产试验才能通过审定。 需要育种家了解自己品种的优缺点，将其在不同的区域审定，以提高通过的机会。 二.作物育种的主要方法 1．杂交育种。不同品种间杂交获得杂种，继而在杂种后代中进行选择以育出符合生产要求的新品种。 2．杂交优势利用。一般是指杂种在生长势、生活力、抗逆性、繁殖力、适应性、产量、品质等方面优于其亲本的现象。 3．分子标记辅助选择育种。传统育种主要依赖于对植株的表现型的选择。其受环境条件、基因间的互作、基因与环境间的互作等因素的影响。而分子标记辅助选择是对DNA进行标记，通过对其后代基因标记的选择，就可以选择到含有该基因的植株，其选择效率更高。 4．倍性育种。主要是通过单倍体育种使后代快速达到纯合状态。 5．回交育种。对优良品种进行改造。一个优良的品种具有一中小缺点，可以通过回交的方法以使其缺点得到改善。 6．诱变育种。通过物理、化学等方法，使植物变异，以拓宽种质资源，如若得到优良变异，可以通过其他育种方法，将其引入到品种中。 三.小麦、玉米、水稻、棉花、花生、大豆、油菜、甘薯等作物的主要育种途径？ 小麦：主要的通过杂交育种（选择优良的栽培种杂交，经过选择，得到目标品种）；远缘
二花卉的繁殖——播种繁殖
实验二花卉的繁殖（1）——播种繁殖 一. 目的要求:花卉繁殖是繁衍后代，保存种质资源的手段，只有将种质资源保存下来且繁殖一定的数量，才能为园林所应用，并为花卉选种、育种提供条件。因此掌握不同花卉的繁殖方法很有必要。通过几种花卉的播种实验，掌握花卉有性繁殖的基本环境条件、播种技术和播种苗管理等环节。 二. 原理种子是由胚珠发育而成的器官，有种皮和胚两个组成部分，胚是幼植物体，由胚根、胚芽、胚轴、子叶组成。给予适宜的种了水分、温度、氧气（少数种子还需一定的光照）等条件，种子就可萌发形成幼苗。 三. 材料与用具 1. 植物材料：一串红、万寿菊、矮牵牛、 2. 场地: 试验田温室: 2. 用具：沙、土、锄头、耙子、网眼筛、铁锹、竹片、覆盖膜、喷壶等。 四. 方法与步骤 播种方法分为地播和盆播，以盆播为例： 1. 播种用土准备：采用混合土，配合比例如下： 细小种子腐叶土5、河沙3、园土2 中粒种子腐叶土4、河沙2、园土4 大粒种子腐叶土5、河沙1、园土5 在使用前消毒（蒸汽或药剂）并筛过，细粒种子用网眼2-3mm细筛筛土，中、大粒种子用4-5mm网眼筛子筛土。土壤含水量适当。 2. 将播种畦撒粪后深挖再耙平。 3. 做畦:按115cm宽做,畦埂底宽15 cm,高10 cm,踩压实。 4. 浇底水,要浇透。 5. 播种:撒播、条播或点播。 6. 用筛子筛细沙土覆盖种子厚度的3----4倍后。 7. 覆地膜: 先以竹片支撑后再以塑料膜覆盖.,最好盖上遮光网。
五. 注意事项 1. 混合土主要是保证良好的土壤性能。所用的壤土应为中性，砂则为不含碳、淤泥、贝壳等夹杂物的清洁河沙。 2. 播种时期依不同种类和市场需要而定，但必须保证良好的萌发条件。如：温度20-30℃，水分70%左右，喜光种子最好用玻璃覆盖。 3. 种子播种应精选。若用15%甲醛消毒，应用清水冲洗干净。有些种子需要浸种催芽。 六. 思考作业 1. 比较地播与盆播花卉技术要领及适用对象。 2. 种子繁殖适用于哪些花卉？有何优缺点？ 3. 比较不同播种密度幼苗的生长状况。 4.学习掌握分苗、定植技术、蹲苗技术。 ５．观察种子出苗情况。按播种期、出苗期、第一片真叶出现期、分苗期等时期记载。 ６．识别并记住不同苗期苗子的状态。
植物乙烯受体及转基因育种研究进展
特约评述 INV ITED REV IEW 植物乙烯受体及转基因育种研究进展 韩继成 河北省农林科学院昌黎果树研究所,昌黎,066600 通讯作者,hanjicheng@sina1com 摘要 在对模式植物拟南芥的遗传学和分子生物学的深入研究中,获得了乙烯应答过程中大量的突变体,分离了编码乙烯受体的基因,其编码产物的结构和功能也已得到鉴定,一些乙烯受体基因已用于转基因植物的研究。本文对近几年已确认的乙烯受体基因突变体,对乙烯受体基因的遗传途径、表达模式及其编码产物的结构、功能及其相互关系做了综述。探讨了利用乙烯受体基因进行转基因植物研究的可行性。 关键词 乙烯受体,结构与功能,信号转导,转基因 Research Progress on Plant Ethylene Receptor and its Transgene Han Jicheng Changli Institute of Pomology,Hebei Academy of Agriculture and Forest,Changli,066600 Corresponding author,hanjicheng@sina1com ABSTRACT A large number of mutants for responsing to ethylene have been acquired,several genes encoding the ethy2 lene receptor have been isolated and their structure and function were also identified,a few ethylene receptor genes have been introduced into plants as well,which are benefited from the deep researches in genetics and molecular biology on the model plant,A rabi dopsis thaliana.In this paper the author summarized the types of the ethylene response mutants,the genetics and expression mode of ethylene receptor genes,the structure and function as well as their interaction of products encoded by ethylene receptor genes,and also discussed the feasi2 bility of transgenic plant research using ethylene receptor. KEYWORDS Ethylene receptor,Structure and function,Signal transduction,Transgenic plant 乙烯是高等植物中生长和发育的内源调节剂及胁迫应答的信号分子,它在果实成熟、性别分化、不定根及胚根的分化与生长、豆科植物根瘤的形成、植株器官的衰老、脱落与死亡、植株诱导性系统抗性、胁迫应答等生长发育的基本过程中起重要作用。 分子植物育种,2004年,第2卷,第2期,第157—163页Molecular Plant Breeding,2004,Vol12,No12,157—163
园林花卉学复习思考题1
第一章绪论 作业习题： 1 什么是园林花卉或花卉？ 2 依栽培目的和性质不同，花卉栽培有哪些类型？ 3花卉栽培的意义与作用。 4中国花卉种质资源的特点。 5花卉常识知多少：中国十大传统名花、岁寒三友、花中四君子、花草四雅、园林三宝、园林之母、四大切花、花卉王国…… 思考题： 1 园林花卉与园林树木在园林中的作用有何异同点？ 2 花卉业在中国及湖南的产业发展情况及前景？ 第二章花卉的分类 作业习题： 1花卉按生态习性是如何分类的？分八类。 2 试述露地花卉、温室花卉、一年生花卉、二年生花卉、宿根花卉、球根花卉的含义，并举 4-5 例说明。 3 依花期不同如何分类? 4 依观赏部位不同如何分类? 5花卉按用途如何分类？分三类。 6 请说出 15 类不同的园林花卉。 依据花卉的生活型与生态习性进行分类，花卉可分为两大类：露地花卉和温室花卉。 第三、四章环境因子对园林花卉生长发育的影响 作业习题 1 什么是“春化作用”? 2 什么是“冬性植物”、“春性植物”和“半冬性植物”?哪类植物分别属于冬性植物和春性植物? 3花芽分化的类型有哪些? 4依温度对花卉分布的影响，将花卉分为哪几种生态类型，并举例说明耐寒性花卉，不耐寒性花卉? 5依照光照长度（光照时间）对花卉的影响，将花卉分为“长日照植物”、“短日照植物”和“中性植物”？并举例。 6依照光照强度（光照度）对花卉的影响，将花卉分为阳性花卉、阴性花卉、中性花卉？并
举例。 7依花卉对于水分的要求，将花卉分为旱生花卉、湿生花卉、中生花卉？并举例。 8环境因子、生态因子的概念？环境因子有哪些？ 思考题 1光照、温度、水分是怎样影响花卉生长发育的。 2什么是监测植物？它们有什么用途？举例说明。 第五章园林花卉的繁殖 作业习题： 1 花卉有哪些繁殖方法？“分生繁殖”、“有性繁殖”、“无性繁殖”、“扦插繁殖”、“嫁接繁殖”、“压条繁殖”、“组织培养”等几个基本概念。 2 花卉生产和栽培中常用的种子贮藏方法有哪些？播种前种子处理方法有哪些？种子繁殖的特点以及播种方法？花卉常用的播种方法？ 3 什么是需光种子、嫌光性种子？举例说明。 4 花卉分生繁殖有哪些类别？分生繁殖的特点？ 5 花卉扦插的种类及方法？ 6 促进扦插生根的方法有哪些？扦插生根的环境条件？花卉扦插的基质 用于花卉扦插的基质很多，主要有土壤、沙、珍珠岩、蛭石以及水。 促进插穗生根的方法主要有药剂处理法和物理处理法。 7 硬材扦插、软材扦插的概念。 8 花卉组织培养技术的特点？ 9 花卉高空压条方法？ 10“有性繁殖”、“有性繁殖”的优缺点是什么？ 第六章花卉的栽培管理 作业习题： 1露地花卉移植的类型和步骤；露地花卉灌溉方法的种类；露地花卉栽培的步骤。 2 温室花卉的栽培管理方法。基质的主要种类。 3盆栽的方法：上盆，换盆，转盆，倒盆，松盆土，施肥，浇水； 4花卉促成和抑制栽培的概念、意义、方法和途径（并举例说明）。或者花卉开花调节的途径？ 1 温度处理（（1）高温打破或缩短休眠（2）提高温度，避免低温休眠（3 ）降低温度，避免高温休眠，保持正常生育。（4 ）低温打破休眠，即解除休眠（ 5）低温满足春化要求，促使花芽分化。（6）低温延长休眠，推迟开花 2 光照处理 （1）遮光处理：在长日照季节里为使短日照花卉开花必须遮光。（2）加光处理：在短
园林植物育种学复习资料解析
园林植物育种学 绪论 园林植物：具有一定观赏价值，使用于室内外布置以美化环境丰富人们生活的植物 园林植物育种：以遗传学理论为指导，通过一定的方法和程序改良园林植物的固有类型，选育出性状基本一致、遗传相对稳定，符合育种目标与要求的新品种，并对其进行良种繁育的技术过程。 园林植物育种学：在遗传学理论指导下利用各种育种技术培育新品种并保持品种优良特性的科学。 品种：指在遗传上相对一致，具有相似或一致的外部形态特征，具有一定经济价值的某一种栽培植物个体的总称 基本特征：特异性、一致性、稳定性 品种在园林花卉业中的作用： 1.丰富的园林植物品种是园林绿化营造多样性景观的基础。 2.优良的花卉品种是园林企业生存发展的重要保证。 3.提高产量、改善品质、调节供应期、节约能源、适应集约化栽培管理、节约劳力、减少污染等 4.品种的不断更新是推动产业发展的原动力 培育园林植物新品种的重要性： 1)丰富的园林植物品种是园林绿化营造多样性和可持续发展景观的要求。 2)具有自主知识产权的品种是发展民族花卉产业的物质基础和保证。 3)品种的不断更新是推动行业发展的原动力。 育种与栽培之间的关系： 1.既相互联系，又相互区别。 2.园林植物育种过程中时时刻刻离不开栽培，没有栽培良好、长势旺盛的园林植物作为育种的基础材料， 是很难培育出优良品种的；园林植物一旦培育出来，如果没有良好的栽培技术保障，品种的优良特性很难显现出来。 3.育种是以遗传学为理论基础，致力于改良遗传因素，使园林植物高产，发挥其优质的内在潜力。 4.栽培着重于改进环境因素，为植物提供良好的生长条件，使植物遗传因素的内在潜力得以充分发挥。 植物育种方法：（传统）引种训化、实生选种、芽变选种、杂交育种 （现代）倍性育种、基因工程、细胞工程、组织培养、诱变育种 无性繁殖：分裂生殖、孢子生殖、出芽生殖、营养生殖（嫁接、压条、扦插等）、组织培养
园林植物育种学名词解释
园林植物育种学：利用各种技术手段对各类园林植物进行改良并培育出符合园林建设需求的植物品种的一门综合性学科。 植物品种：是经过人类选择和培育创造的，经济性状和生物学特性符合人类生产和生活需求的，性状相对整齐一致的栽培植物群体。 园林植物品种的基本特性：特异性、一致性、稳定性 园林植物观赏品质：花型、花色、叶形、叶色、株型、芳香 育种工作的基本程序：订、查、引、选、育、试、登、繁 育种系统：是培育优良品种而建立的一种完善的育种资源、信息和技术体系，是品种培育的基础。 种质资源：是具有一定的遗传基础，表现一定的优良性状，并能将特定的遗传信息传递给后代的生物资源的总和。 种质创新：是指对原有种质资源的扩展或改进。 中国种质资源的特点：种类繁多、分布集中、变异丰富、品质优良 中国种质资源丰富的成因：地形复杂、气候多样、历史悠久、文化丰富 引种驯化：将野生或栽培植物的种子或营养体从其自然分区域或栽培区域引入到新的地区栽培 简单引种：原分布区和引入地区的自然条件差异较小或由于引种植物适应范围较广，植物不需改变遗传特性就能适应新的环境条件，使引种植物能正常的生长发育，称为简单引种 驯化引种：原分布区和引种地区的自然条件差异较大，或由于引种植物的适应范围较窄，只有通过改变遗传特性才能适应新的环境，称为驯化引种 引种驯化的主导生态因子：温度、光照、水分、土壤、其他生态因子 选择育种：从现有的种质资源中挑选符合人们需要的群体和个体，通过提纯、比较鉴定和繁殖等手段培育出新品种的育种方法 选择育种的一般程序：育种目标的确定、原始材料圃、株系选择圃、品系鉴定圃、品种比较试验、区域试验 芽变：是体细胞突变的一种形式，在植物体芽的分生组织细胞中，当变异的芽萌发长成枝条或个体在性状上表现出与原类型不同的现象称为芽变 芽变育种：从发生优良芽变的植株上选取变异部分的芽或枝条，将变异进行分离、培养，从而育出新品种的方法 周缘嵌合体：层间含有不同的遗传物质 扇形嵌合体：层内含有不同的遗传物质 杂交：指基因型不同的配子间结合产生杂种的过程 杂交育种：指通过两个遗传性不同的个体之间进行有性杂交获得杂种，继而选择培育创造新品种的方法 有性杂交育种：通过人工杂交的手段，将分散于不同亲本上的优良性状组合到杂种中，再经选择、鉴定，获得遗传性相对稳定、并具有栽培利用价值的园林植物新材料的育种途径 单交：指参加杂交的亲本只有两个 回交：杂交子一代F1与其亲本之一再进行杂交称回交 远缘杂交：是种间、属间或地理上相隔很远不同生态类型间的杂交。 杂种优势：两个不同基因型的亲本杂交产生的F1植株，在生活势、生长力、适应性和丰产性等方面优于双亲的现象。 诱变育种：是指人为地采用物理和化学的因素，诱发生物体产生遗传物质的突变，经分离、
育种新技术
新的技术，工具和措施提高作物育种 介绍 大多数作物首次驯化约13000至11000 年前。人类是依赖于作物生存，而从农业的起源一直大力参与开发的作物，更好地满足他们的需求（阿拉德1999）。在过去几十年育种作出了贡献约50％的贡献，以提高世界粮食作物生产。然而，养殖厂才开始采用科学的方法在1900年，当时孟德尔的杂交实验中被重新发现。孟德尔遗传学和随机化发展的统计概念和复制对植物育种方法相当大的影响（哈劳尔等，1988）。尽管事实作物科学养殖只存在了一个多世纪，它是一门学科。发展非常迅速。作物育种的主要目标程序是开发新的基因型的基因优于目前可用于特定的环境中。为实现这一目标，育种者采用了一系列的选择方法和技术（哈劳尔等，1988；福尔克纳和麦凯1996;阿拉德1999）。 随着世界人口的持续快速增长，变得更加苛刻，对资源的压力不断增大，而气候变化带来进一步的挑战。该主要食品的供应和需求之间的平衡农作物是脆弱的，刺激了对长期全球粮食担忧安全性。加快植物育种的需求增加增产潜力，更好地适应干旱及其他非生物胁迫是日益紧迫的问题。全球人口正面临着提供安全的共同挑战，营养丰富，经济实惠的食品，由于土地的限制，水，能源和气候变化的面貌。该生物资源的安全可持续开发健康的食品供应，饲料和技术的产品将需要仔细土地牧转向生产更多的系统从少以可持续的方式。有了这个共同的目标OPTICHINA（育种，以优化中国农业），一在作物育种欧盟- 中国伙伴关系倡议发起在2011年6月。第一个项目研讨会召开不久，后推出，并专注于新技术和新方法在作物分子育种。杂志的这期特刊综合植物生物学重点发布和演示讨论的主题在本次研讨会。新技术的新纪元作物育种 分子遗传学和相关的技术有很大的有助于我们有针对性的继承的理解性状在植物育种中，从而打开的新方法提高育种计划的效率。高通量测序是在DNA的一个革命性的技术创新测序。该技术具有得天独厚的特点成本极低的单碱基测序和绝大多数高数据输出。 高等人（2012）使用的新进展高通量测序技术在植物分子育种 高等人（2012）提出的申请进行彻底审查高通量（或下一代）测序技术以基因组学和功能基因组分子育种研究。这项技术带来了新的研究方法和解决方案，以基因组学和后基因组学的研究领域，并正在领导一场革命分子育种领域。新的高通量测序技术，驾驶这革命序列生成的大量数据速度更快并且比传统的方法更便宜。因此，它预计全养殖将开发包含多个优良性状的新超级作物品种。 周等人（2012）编码类胡萝卜素羟化酶影响的积累α-胡萝卜素的玉米籽粒在玉米中，α-胡萝卜素是维生素A的重要组成部分，它可以被转化成维生素A在人体中的一个。周等人（2012）映射ZmcrtRB3在QTL族就在重组自交系从By804和B73派生（RIL）群体染色体2（斌 2.03），类胡萝卜素有关，性状。候选基因关联分析，确定了18 多态位点在ZmcrtRB3有显著相关在126不同的黄色的一个或多个类胡萝卜素相关性状玉米重组自交系。其结果表明，这种酶编码通过ZmcrtRB3起着水解α-胡萝卜素和β-角色胡萝卜素，而在ZmcrtRB3多态性贡献α-胡萝卜素含量更多的变化比β-胡萝卜素。SNP1343在5'UTR和SNP2172在第二内含子α-胡萝卜素的含量和组成一致的效果，因此，可用于开发功能性标记物应用分子标记辅助选择在维生素原的改进一类胡萝卜素的玉米粒。 于等人来自植物的（2012）的代谢工程（E）-β-法尼烯合成酶基因的一种新型的蚜虫抗性转基因作物 通过专为抗蚜虫转基因作物动作的无毒模式可能是一种有效的策略防治病虫害。（E）-β-法尼烯（EβF）合成酶催化形成EβF，在报警信息素的主要成分的这些物种中的化学通讯。工程能够合成和发光EβF可能的作物导致蚜虫的排斥，也是自然的吸引力敌人，从
花卉扦插繁殖方法大全
花卉扦插繁殖方法大全Newly compiled on November 23, 2020
根据插穗材料、扦插条件、扞插时期以及扦插目的的不同，可分为多种扞插方法，现归纳如下： 1.按插穗材料分：有枝插、叶芽插、叶插、根插。 1)枝插：用楦物的枝条作为繁殖材料进行扦插的方法叫枝插，这是应用最普遍的一种方法。其中用草本植物的柔嫩部分作为扦插材料的称为草本插;用木本植物还未完全木质化的绿色嫩枝作为材料的，称为嫩枝插或绿枝插;用木木植物已经充分本质化的老枝怍为材料的，称为硬枝插或熟枝插;用休眠枝扦插称为休眠枝插：用比较幼小还未伸长的芽作为材料的称为芽插;用枝条的先端部分扦插的称为带梢插;用切除先端部分的枝条扦插的则称为正常插或去梢插,这也是最普通的扦插法。 2)叶芽插：用带有腋芽的叶进行扦插，也可看成是介于叶插和枝插之间的带叶单芽插。当材料有限而又希望获得较多的苗木时，可采用这种方法。如印度橡皮树、山荼、大丽花、绿萝等的扞插多用这种方法。对赤松等树种，切除嫩枝顶端部分，促使针叶基部的不定芽活动，形成短枝，然后连同针叶切下进行扦插，即称为叶束插，这也属于叶芽插的一种。 3)叶插：用叶作为材料进行扦插的方法。此法只能应用于能自叶上发生不定芽及不定根的种类，如虎尾兰、毛叶秋海棠、大岩桐等。凡能进行叶插的植物，大都具有粗壮的叶抦、叶脉或肥厚的叶片。 叶插方法常用的有下列几种： 平置法：又称全叶播。先将叶柄切去，然后将叶片平铺在沙面上，用竹针等固定，并使其下面与沙面紧贴。如落地生根可自叶缘处发生幼小植株。秋海棠则自叶片基部或叶脉处发生幼小植株。 直插法：又称叶枘—插。将叶柄插入沙中，叶片立于沙面上，则于叶柄基部发生不定芽。大岩柄的叶插，则先在叶柄基部发生小球茎，而后发生根与芽。 鳞片插：百合鳞片可以剥取进行扦插。百合于7 月开花后，搪起鳞茎，千燥数日后，剥下鳞片插于湿沙中，68周后在鳞片基部可发生小鳞茎。 片叶插：又称分切插。此法是将一个叶片分切为数块，分别进行扞插，使每块叶片都形成不定芽。如虎尾兰、大岩桐、椒草等都可用此法繁殖。 根插：有些植物的根上能产生不定芽而形成幼 株，如腊梅、柿子、牡丹、芍药、补血草等具有肥厚根的种类，可采用根插。一般在秋季或早春移栽时进行，
植物育种
1. Plant breeding植物育种学：利用艺术和科学的手段改进植物与经济用途有关的遗传模式 2. Cultivar品种：是在一定的经济、自然条件下，人工培育的，性状基本一致，遗传性状相对稳定，对一定地区的自然栽培条件和一定时期内人类的经济要求具有一定的适应性，能作为生产资料的栽培植物群体。 3. Apomixis无融合生殖：不经过授精过程发育成的植物胚 4. Xenia花粉直感：在3n胚乳的性状上由于精核的影响而直接表现父本的某些性状，这种现象称为花粉直感 5. Heterosis杂种优势：不同自交系间的杂交种在生活力和产量上表现出优良特性（超出双亲）的现象 6. Autoploids同源多倍体：具有三个或多个相同的基因组 7. Alloploids异源多倍体：具有三个或多个不同的基因组 8. Germplasm Resources种质资源：可以在植物育种利用的所有材料 9. Backcross回交：F1与其轮回亲本杂交 10. Triple cross三交：F1与另外一个亲本杂交 Double cross双交：两个F1杂交 11.Single-seed-descent(SSD)单籽传代法: 从F2开始，各世代淘汰不良单株，其余的每株采收一粒种子，混合繁殖，直到F5或F6代，再选株，下年种成株系，选择优系参加产量比较试验。 12. Combining ability配合力: 是指对一个或两个特定亲本产生优良后代的能力 13. General combining ability (GCA)一般配合力: 指一个亲本同其它多个亲本杂交后代的平均表现 14. Specific combining ability (SCA)特殊配合力: 指特定亲本组合杂交后代的表现，又称某一特定组合F1的实测值域其双亲一般配合力得到的预测值之差 15. Recurrent selection轮回选择: 从某一群体选择理想个体，进行随机交配，实现基因重组，从而形成一个新群体的改良方法 16.Wide crosses远缘杂交: 基因存在较大差异亲本之间的杂交 17. Induced mutation诱导突变: 人为的采用物理、化学的因素，诱发植物产生遗传物质的突变 18. Haploid单倍体：指包含配子体或体细胞一半染色体数目的植株 Monopoloid一倍体：由受精的配子发育而成，具有配子体或体细胞一半染色体数目的植株。*对于二倍体来说单倍体和一倍体相同 Diploid 二倍体:体细胞中含有2套染色体组的生物个体。N=2x(两个x可不相同) Dihaploid 双单倍体：体细胞加倍后所具有的个体。N=2x(两个x完全相同) 19. Chimera嵌合体：包含不同遗传组成细胞的个体 20.Qualitative traits质量性状：是指同一种性状的不同表现型之间不存在连续性的数量变化，而呈现质的中断性变化的那些性状 Quantitative traits数量性状：是指在一个群体内的各个体间表现为连续变异的性状 21、self-fertilization自花受精:同一朵花或植株上不同花产生的雌雄配子之间的结合 22、cross-fertilization异花受精:不同植株上的花所产生的雌雄配子之间的结合 23、Tester-parents性状筛选：杂交后代做筛选时需测试亲本 24、Mass selection混合选择：又称表现型选择法，是根据植株的表现型性状，从原始群体中选择符合选择标准要求的优良单株混合留种，下一代混合播，与对照品种或原始品种进行比较鉴定的选择法
植物基因组特点及其研究进展知识讲解
植物基因组特点及其 研究进展
植物基因组特点及其研究进展 宋剑灵 海南大学农学院海南儋州 571737 摘要：基因组是指一个细胞(核)中的全部DNA，植物基因组具有大小相差较大，呈多倍性的特点。目前对植物基因组的研究主要集中在一些草本植物模式植物上，尚需发展和健 全。国鲜见内关于对基因组研究的的报道。随着分析手段的不断提高和基因定位方法的开发利用国外关于基因组的研究朝着连锁图谱应用及基因组基因构造分析的方向推进。目前，关于基因组的研究机遇和挑战并存，相关研究领域的学者应把握时机，选准目标，尽快开展植物基因组连锁图谱制作、应用及基因组基因构造分析方面的研究。 关键词：植物基因组特点研究进展 1、植物基因及其组特点 基因组是指一个细胞(核)中的全部DNA，包括所有的基因(gene)和基因间隔区(intergen-ic region)。植物基因组由重复序列和低(单)拷贝的DNA组成。重复序列分为两类:串联重复(tandem repoats)和散布重复(dispersed repeats)。基因组较大的植物，DNA序列重复的程度高，单拷贝序列较短(<2kb)；基因组较小的植物，低拷贝序 列则较长，如在拟南芥中可长达120kb。 细胞是不停地进行着维持植物生存所必须的基本代谢活动的生命小宇宙，小宇宙当中的大部分代谢活动受制于细胞核。细胞核是生命赖以维持的基本装置，其中遗传信息物质(DNA)的总和称为细胞核基因组(nucleic genome)。植物细胞中还有另外两种类型的基因组，即线粒体基因组和叶绿体基因组。本文中的基因组如不加特殊说明即指细胞核基因组。高等植物的基因组具有物种特异性，每个植物种拥有固定数量和形态的基因组[1，2]。光学显微镜下基因组呈可视的染色体(chromosome)状态，如果将细胞核比作地球，染色体就好比地球之大陆。染色体大陆上布满了类似于崎岖山脉的拓扑异构酶(topoisomer-ase)，并分布着不便于行走的类似于沙漠的各式各样重复序列(repeated sequence)。与地球大陆大峡谷相对应的是染色体着丝粒(kinetochore)，相互连锁着的基因相当于平原上和沿海岸线星罗棋布的大都市，而染色体上的特定碱基序列基序(specific basesequencemotif)可以看作是大都市中鳞次栉比的高楼大厦[3，4]。 不同物种的基因组各具特点。人类基因组拥有大约80000个基因，但基因编码区 域仅仅占整个基因组的3%。酵母基因组仅含有6000个基因，构成极为紧密[5]。某些植物的 基因组则主要为重复DNA序列所组成。而原核生物的基因组非常小，基因与基因之间很少 留有闲置区域。了解各种基因组序列所包含的信息无疑将成为21世纪生物科学工作者的重要使命。 2、植物基因研究现状
花卉的繁殖
花卉的繁殖 1、教学目的： 介绍花卉有性繁殖和无性繁殖方法，使学生了解花卉繁殖的各种方法所依据的理论基础，并能根据具体花卉种类和具体条件和生产要求选择不同的繁殖方法，掌握花卉常规繁殖技术并能综合运用。 2、授课的内容纲要： 花卉繁殖是繁衍花卉后代、保存种质资源的手段，只有将种质资源保存下来，繁殖一定的数量，才能为园林应用，并为花卉选种、育种提供条件。不同种或品种的花卉，各有其不同的繁殖方法和时期。对不同种花卉适时地应用正确的繁殖方法，不仅可以提高繁殖系数，而且可使幼苗生长健壮。花卉繁殖的方法较多，可区分为如下几类： 有性繁殖：也称为种子繁殖。花卉(多数为被子植物)在营养生长后期转为生殖期，进行花芽分化和花芽发育而开花，经过双受精后，由合子发育成胚，由受精的极核(中央细胞)发育成胚乳，由珠被发育成种皮即通过有性过程而形成种子。用种子进行繁殖的过程就称为有性繁殖。 无性繁殖：也称营养繁殖。利用花卉营养体(根、茎、叶、芽)的一部分，进行繁殖而获得新植株的繁殖方法。通常又包括分生、扦插、嫁接、压条等方法。 前者繁殖系数大、根系强健，但后代易出现分离现象，可用于花卉选种及育种。后者繁殖系数较小，根系也不及前者，且无主根。可是此法能保持原有的种质特性，仅有少数花卉的性状传递有变化。 如金边虎尾兰(Sansevieriatrifasciata var．Laurentii N.E.Br．)，若用扦插法繁殖则叶片金边消失，欲保持原种特性需用分株法进行繁殖。 孢子繁殖：孢子是由蕨类植物孢子体直接产生的，它不经过两性结合，因此与种子的形成有本质的不同。蕨类植物中有不少种类为重要的观叶植物，除采用分株繁殖外，也可采用孢子繁殖法。 组织培养：把植物体的细胞，组织或器官的一部分，在无菌的条件下接种到一定培养基上，在玻璃容器内进行培养，从而得到新植株的繁殖方法称为组织培养。又称为微体繁殖(Micropropagation)。 第一节有性繁殖 一、花卉种实分类及发芽条件 (一) 花卉种实分类 花卉种类及品种繁多，其种(子)实(果实)的外部形态也是千变万化的。在生产中，采下 果实贮藏备用或进行交换。通常有下述分类法： 1.按粒径大小分类(以长轴为准)： 2.按种实形状分类： 3.按色泽分类： 4.按种皮厚度及坚韧度分类： (二) 花卉种子萌发条件及播种前的处理 播种繁殖，一、二年生花卉应用最多，一些宿根及球根花会再杂交育种工作中，也常采用播种方法进行繁殖。花卉的种实在适宜的水分、温度和氧气的条件下都能顺利萌发；仅有部分花卉的种实要求光照感应或者打破休眠才容易萌发。 1.水分：花卉的生命需要在有水分的条件下才能维持，而种实萌发首先需要吸收充足的水分。
分子育种题库
分子育种题库 一、名词解释： 分子育种:根据育种目标，通过在DNA分子水平上的操作，对植物基因组进行改良（如：引入外源基因和改良内源基因），创造符合人类需求的新性状（如：抗虫、抗病、抗除草剂等），具有新性状的植物，或通过适当的选择和繁殖直接形成一个新品种，或用它作为种质通过杂交育种途径育成一个新品种。 植物育种:根据育种目标，用育种技术，诱导、创造和重组遗传变异，选育出符合育种目标（高产、优质、抗逆）的在遗传上稳定一致的优良新品种（基因型），并繁殖出足够量的种子或种苗供生产应用。分子标记辅助育种:利用分子生物学技术，对一个目标性状（如抗病、抗虫）进行分子标记（如RFLP、SSR、RAPD），当分子标记与性状有连锁时，根据分子标记表型从DNA水平上直接选择目标性状。这种高效和精确地选取目标性状的技术称为分子标记辅助育种。 转基因育种：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运载进入受体作物，经过筛选获得稳定表达的遗传工程体，并经过田间试验与大田选择育成转基因新品种或种质资源。 基因组：单倍体生物中所含的遗传物质（DNA 或RNA）总和。 基因组学： 启动子：DNA分子上被RNA聚合酶、转录调节因子等，识别并结合，形成转录起始复合物的区域。终止子： 内含子：DNA与成熟RNA 间的非对应区域。 外显子：DNA与成熟RNA 间的对应区域。 DNA的变性和复性： 转化体： 转化受体：是指将接受外源目的基因的植物细胞、组织、器官乃至植株。 载体：用于运载外源目的基因的DNA分子 共整合载体系统：是指一个含T-DNA和Vir相容性Ti质粒构成的单质粒系统 双元载体系统：也称反式载体，是指由两个分别含T-DNA和Vir相容性Ti质粒构成的双质粒系统。Southern杂交： Northern杂交： Ti质粒：农杆菌中有一种致瘤质，.简称为Ti 质粒报告基因：常是一些可起酶学反应的可容易被测定的基因 标记基因：常是抗性基因，如抗菌素基因 T-DNA：在Ti质粒中，有一段DNA序列，它能从农杆菌细胞转移到植物细胞中，并插入在植物染色体中而稳定遗传下去。这一段DNA叫转移DNA，简称T-DNA。 转基因植物安全性： 遗传标记：可追踪染色体、染色体某一节段、某个基因座在家系中传递的任何一种遗传特性。 同工酶：是指一个以上基因座位编码的酶的不同形式 分子标记：指能反映生物个体或种群间基因组中某种差异特征的DNA片段，它直接反映基因组DNA 间的差异。 RFLP： RAPD： SSR： AFLP： AP-PCR： SCAR： ISSR： STS： CAPS： VNTR： RGA： 遗传图谱：通过遗传重组所得到的基因在具体染色体上线性排列图，又称为遗传连锁图。 物理图谱：指利用限制性内切酶将染色体切成片段，再根据重叠序列确定片段间连接顺序，以及遗传标志之间物理距离〔碱基对(bp) 或千碱基(kb)或兆碱基(Mb)〕的图谱。 比较基因组学：是基于基因组图谱和测序基础上，对已知的基因和基因组结构进行比较，来了解基因的功能、表达机理和物种进化的学科 同线性：是指一个物种某染色体或染色体片段上的两个或多个标记被定位于另一个物种的同源染色体上, 但这些标记间的相对顺序有时有变化。 共线性：则指同源染色体或染色体片段不仅其标记, 而且其标记间排列顺序都是保守的。 基因定位：将具有某一表现型性状的基因（主效/微效）或与该基因相关的标记定位在遗传连锁图或相应的染色体上，称为基因定位 RIL： NIL： DH： QTL： 近等基因系： 连锁累赘： 基因聚合（基因垒集）： MAS： BSA分析法： RACE： PFGE： 二、简答题： 1.转基因育种包括哪些基本过程？与杂交育种
植物育种表型筛选技术方案
植物育种表型筛选技术方案 表型筛选是在植物育种过程中将植物表现的优良性状筛选出来，并最终能够固定在植株上，从而培育出优良的品种。标准的生化检测技术，如分光光度法或高效液相色谱，已被用于植物育种过程中的表型筛选。这些方法结果准确，但它们具有破坏性、耗时、劳动密集且繁琐、成本高，并且不能满足大规模筛选程序的需要。 植物育种过程需要一种快速简便的工具来评估表型，从而可以对大量植物进行非破坏性筛选，使得尽可能在筛选过程的早期识别出所需的个体。北京易科泰生态技术有限公司为广大植物育种工作者提供了方便快捷的、非破坏性的表型筛选技术方案。 本技术方案主要包括高光谱成像分析、FluorCam叶绿素荧光成像分析。 高光谱成像分析 高光谱成像（HSI）分析集成了光谱学和成像技术，并已被用作非侵入性成像技术，用于评估由叶片和冠层水平的非生物或生物胁迫引起的定量和定性变化。高光谱可选配不同波段范围：400-1000nm、950-1700nm、1000-2500nm等，包括了可见光、近红外、短波红外等区域波段，可以对光合色素、叶片含水量和叶肉细胞等进行观察和研究。该技术已经成功的用于植物高通量表型分析，以评估植物育种各个性状。 FluorCam叶绿素荧光成像分析
叶绿素荧光（ChlF）已被广泛和成功的用作预测植物对非生物和生物胁迫的生理反应的工具，通过FluorCam叶绿素荧光成像分析可以反映植物的光合生理过程、表型性状的潜力，进而筛选出感兴趣的单个植株。 应用案例 浙江大学、浙江农科院、农业部光谱学重点实验室的研究人员2018年4月共同发表在《Frontiers in Plant Science》杂志的文章中，应用非破坏性的Specim 高光谱成像技术、FluorCam叶绿素荧光成像技术来评估转基因（TG）玉米与其亲本野生型（WT）之间草甘膦耐受性的差异，并建立表型检测模型。 转基因草甘膦耐受（TG）玉米和相应的野生型（WT）在达到3叶期（第二叶完全膨胀，第三叶出现）时，用水或草甘膦喷洒植物。处理后第2、4、6和8天评估草甘膦处理效果，记录RGB成像、高光谱成像和叶绿素荧光成像数据。