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玉米作物育种学课程论文范文英文版

发布时间:2024-07-06 03:16:36

玉米作物育种学课程论文范文英文版

随着人们绿化意识的增强和绿化观念的更新,传统花卉种植方式因存在诸多弊端,已不符合人们审美情趣的要求。例如,鲜切花缺少了一个从种植到开花结果的实践过程,且保鲜时间短;一般盆花常用土壤栽培,养护必须凭经验,不易管理,易患病虫害,与现代居室环境不和谐。花卉立柱式无土栽培!以下简称花卉立柱)是把工艺化塑料盆钵垒叠成一定高度,在其上栽植花卉,并用营养液自动循环浇灌来满足花卉生长对水、气、肥的需求而进行的栽培方式,集立体栽培、无土栽培、设施栽培于一身,具有技术新、工艺化、节水环保、绿化容量大、美观和易管理等优点,能最大程度满足人们种花养花的情趣。花卉立柱在城市公园、街道、庭院、居室、屋顶、阳台的美化绿化以及都市农业中具有广阔的应用前景。花卉立柱是插花、盆景以外的一种新型花卉生产模式和艺术形式,有望成为一种时尚的产业。 1 花卉立柱系统结构 根据应用场所和循环系统可将花卉立柱分为常规型和家庭型2类。 1 常规型花卉立柱系统 通常采用水培法,进行较大面积的群体栽培主要应用于都市农业,城市公园街道,庭院屋顶绿化等。 1 立柱装置基本结构每667m2安装立柱600根,每根立柱由底座、中心轴和柱体构成。柱体的外壳是由白色工程塑料(ABS)浇注成的盆钵,一根立柱垒叠10~12个盆钵,高160~200cm,直径15cm,每个盆钵上设有5个栽培孔,花卉苗木即生长在栽培孔上。立柱成行状排列,柱体套在中心轴并立于下端的底盘上,便于旋转,也能随中心轴自由搬动。通过旋转使花卉苗木受光均匀。 2 营养液循环系统由贮液池、输液管道、滴淋头和回流沟组成。盆钵上的花卉苗木生长所需的养分,是由潜水泵把贮液池中的营养液送上输液管道,然后通过立柱顶端的滴淋头注入盆钵内的,当上一个盆钵内的营养液超过一 一定水位后,即自动向下一个盆钵注入,直至营养液溢出栽培槽的出口,最后通过回流沟流至贮液池中。营养液可定时自动浇灌,循环利用。 2 家庭型花卉立柱系统有水培、基质培、混合培3种栽培方式。室内花卉单体栽培主要应用于居室、办公室、阳台绿化等。 1 立柱装置基本结构每套装置由底盆、中心柱、盆钵、微型泵和定时器构成。家庭型立柱一般垒叠3~6个盆钵,高50~100cm底盆采用圆柱体,体积约为6L用于贮藏和回收营养液。 2 营养液自动循环系统家庭型立柱底盆中的营养液由微型泵泵入,然后通过软管、淋头、盆钵,再回收到底盆,重复利用,通过24h程控定时器实现自动循环浇灌。 2 栽培技术要点 1 品种选择 常规型花卉立柱主要考虑其观赏性,品种选择以草本花卉为主,适栽品种有孔雀草、长春花、洋凤仙、万寿菊、百日草、千日红、杂交石竹、凤尾鸡冠花、三色荃、四季海棠、雁来红、彩叶草、观赏番茄、金盏菊、翠菊、矮牵牛、一串红、矮向日葵、吊竹梅等;家庭型花卉立柱考虑室内环境条件的特殊性,品种选择以耐荫观叶植物为主,适栽品种有万年青、合果芋、绿萝、常春藤、龟背竹、文竹、银皇后、绿宝石、小斑马、百合竹、袖珍椰子、富贵竹、朱蕉、鹅掌木、肾藏、白掌、虎尾兰、吊兰、君子兰、一叶兰、条纹竹芋、孔雀竹芋等。 2 无土育苗技术 1 草花无土育苗一般采用种子播种繁殖,也有通过扦插繁殖的,如万寿菊、孔雀草、四季海棠、长春花等。种子繁殖以穴盘无土育苗效果最好,出苗整齐而茁壮。相对于常规露地无土育苗来说,受地下害虫为害轻,育苗移栽时伤根少,缓苗期短。育苗基质为珍珠岩、泥炭与蘑菇废料的复合基质(体积比1:1:1)。育苗容器采用宁夏圣宝工贸有限公司生产的圣宝重型128育苗穴盘(8×16穴,穴大小3cm×3cm)。草花种子播种前用40%福尔马林100倍液浸泡15min进行消毒,不易发芽的草花品种用温水浸种和催芽。播种发芽后,当草花幼苗长至2叶(对)期后,每天喷浇稀营养液1次。当幼苗达到一定苗龄形态指标要及时移栽,一般移栽期为4~5叶(对)期。 2 耐荫观叶植物无土育苗通常采用分株或扦插繁殖,有许多观叶植物2种方法均可繁殖。分株繁殖较简单,当母株分化出的子株已长有根系,就可分离母株进行单独培育。方法是将母株挖起,去除基质,清除老根和烂根,然后找出根系自然分歧处,用手册开或用刀切开,要求分离出来的子株带有细根、枝条(叶片)和芽。扦插繁殖基质为珍珠岩。扦插用的插条剪成8~12cm长,去除插条基部的叶片,下部剪口要平滑,呈45°斜面,用50×10-6的吲哚乙酸浸渍剪口12h,促进发根。插后做好保湿工作,防止插条失水萎蔫。当根长出2~3cm即可移栽,移栽时尽量减少伤根。 3 养液管理 1 营养液pH值测定与调整笔者用的营养配方肥料由杭州龙山化工厂生产提供。花卉用营养液的pH值适宜范围为5~5,一般稳定在0左右为最好。在营养液配制和使用过程中,可用手持式汉拿酸碱度测试笔定期进行pH值的测定。测试后,若发现营养液的pH偏高,用硫酸、磷酸或硝酸调整;若pH偏低,则用NaOH调整。 2 营养液EC值测定与调整花卉用营养液的适宜离子浓度(以EC值表示),因花卉不同生育期、不同栽培季节而有所差异,一般苗期略低,生育盛期略高;冬季略高,夏季略低。幼苗期适宜的EC值为6~2ms/cm,开花期或成苗期(耐荫植物)适宜的EC值为2~8ms/cm。一般可用DDS-11A型电导率仪定期测定营养液的EC值,若发现EC值过高加水稀释,过低则通过加配方肥料进行调整。 3 营养液含氧量的补充通过每天多次的营养液循环浇灌来补充营养液中的含氧量,从而满足花卉根系生长对氧气的需求。 4 供液时间与次数采取间歇定时供液的办法,通过定时器进行控制,一般每天供液2~4次,每次15~20min。供液在白天进行,夜间不供液;晴天供液次数多些,阴雨天少些;气温高光线强时供液次数多些,温度低光线弱时供液少些。 5 营养液的更换家庭型花卉立柱底盆容积小,每盆营养液使用期为1~2个月,即夏天1个月更换1次,冬天2个月更换1次。常规型花卉立柱因贮液池容积大,营养液使用期可延长至4~6个月。若发生污染,应及时更换。 4 病虫害防治 据笔者观察,家庭型花卉立柱在室内摆放期间,一般很少有病虫害发生。花卉立柱大棚生产期间,各种病虫害均会发生。主要病虫害有:灰霉病、霜霉病、炭疽病、白粉病、叶斑病、叶螨、蚜虫、青虫、夜蛾等。应采取“以防为主,综合防治”的策略综合防治:(1)及时摘除枯枝败叶,清理病虫株;(2)物理防治,用-诱虫胶板诱杀害虫;(3)用一熏灵、利得烟熏剂等熏烟;(4)药剂防治禁用剧毒农药,选用低、中残毒农药,并做到对症下药;杀虫杀螨剂有7051杀虫素、万灵、一遍净、抑太保、吡虫啉等,杀菌剂有达科宁、多菌灵、大生、雷多米尔、杀毒矾等。 3 应用前景探讨 通过不同品种、不同花色的搭配、不同高度花柱的组合,可设计出富有不同艺术情趣的花卉立柱组合模式,表达不同的文化内涵。 1 在园林绿化上的应用 花卉立柱组合景观可为城市公园增辉,也可作为移动花坛应用,在绿化死角具有与盆花相似的应用效果。 2 在都市农业中的应用 花卉立柱组合可提升都市农业品位,增添现代园艺科技气息。 3 在街道绿化上的应用 花卉立柱成行竖立于街道两旁,能明显增加街道的节日文化气氛,给人耳目一新的感觉。 4 屋顶花园 花卉立柱节水环保,不积水,避免了屋顶土壤栽培的积水易渗漏等缺点。 5 在室内绿化中的应用 家庭型花卉立柱,绿化容量大,美观易管理,是家庭居室、办公室美化绿化的理想选择。

人工种子(artificial seed) 是人为制造的种子,它是一种含有植物胚状体或芽、营养成分、激素以及其他成分的人工胶囊。植物组织培养可以诱导植物组织产生胚状体,这种结构与来自正常有性生殖的合子胚十分相似。将胚状体包裹在含有营养成分和保护功能的膜内,就可以做成人工种子,在适宜条件下,这种人工种子与天然种子一样,可以发芽出苗。人工种子是在植物的快速繁殖技术上发展起来的,它的主要优点是:繁殖速度很快,可以用发酵罐大量生产,生产成本比试管苗低,且体积小,易于运输等。人工种子的前景十分诱人。 ------------------------------------------------ 人工种子(artificial seeds,synthetic seeds)的概念最早是由Murashige(1978)提出的,是指通过组织培养技术,将植物的体细胞诱导成在形态上和生理上均与合子胚相似的体细胞胚,然后将它包埋于有一定营养成分和保护功能的介质中,组成便于播种的类似种子的单位。人工种子首先应该具备一个发育良好的体细胞胚(即具有能够发育成完整植株能力的胚);为了使胚能够存在并发芽,需要有人工胚乳,内含胚状体健康发芽时所需的营养成分、防病虫物质、植物激素;还需要能起保护作用以保护水分不致丧失和防止外部物理冲击的人工种皮。通过人工的方法把以上3个部分组装起来,便创造出一种与天然种子相类似的结构——人工种子。 由于人工种子是通过无性繁殖产生的,与天然种子相较,人工种子可以工厂化生产和贮存;可以减少具有杂种一代优势的作物的育种程序;可以快速繁殖结实率低或难以用种子繁殖、育性欠佳的作物;可以快速推广优良种质资源;人工种子还具有节约种源、土地,不受季节限制的优点。因此,受到许多国家的重视,我国已将人工种子的研究列入了863高新技术发展计划。Kitto等(1981)用聚氧乙烯包裹胡萝卜胚状体首次制成了人工种子。经过20余年的研究,人工种子的研究取得了很大进展,除了胡萝卜、苜蓿、芹菜、水稻、玉米、甘薯、棉花、西洋参、小麦、烟草、大麦、油菜、百合、莴苣、马铃薯等农作物种子外,花卉和林木人工种子如长寿花、水塔花、白云杉、黄连、刺五加、橡胶树、柑桔、云杉、檀香、黑云杉、桑树、杨树等都有成功生产的报道。 人工种子的制备方法与技术要求 人工种子制备包括胚状体的诱导与同步化、人工种子的包埋、人工胚乳的制作、人工种皮的制作、人工种子贮藏等步骤内容。 1 胚状体的诱导与同步化 生产高质量的胚状体是制作人工种子的关键。从目前的研究结果来看,并不是所有的植物种子都开发出了胚状体培养发生技术。不同植物的体细胞的培养亦有难易。在生产人工种子时,要求胚状体具有可观的成株率,甚至超过天然种子。 胚状体的诱导:胚状体可从悬浮培养的单细胞得到,也可通过试管培养的愈伤组织、花粉或胚囊获得。胚状体一般在培养物的表面产生,其形状与合子胚类似,但胚状体却是无性繁殖的产物。实际操作中,一般在试管中诱导出愈伤组织,并在含生长素的培养液中悬浮培养,然后置于含生长素的发酵罐中,使细胞迅速扩增,再将细胞移入无生长素的发酵罐中诱导出大量胚状体。 胚状体同步化处理或分选:胚状体的同步化是指促使所有培养的细胞或发育中的细胞团块进入同一个分裂时期。只有同步化了细胞才可能成批地产出成熟胚胎。常用的方法有: 化学方法:饥饿法——将培养基中的一些重要成分反复去除和添加;阻断法——在培养初期加如DNA合成抑制剂,如5-氨基脲嘧啶,阻断细胞分裂的G1期。 物理方法:低温处理法、过滤筛选法、渗透压分离法、密度梯度离心法(体胚不同的发育阶段密度有差异)等到胚状体胎成熟以后,就可以进行人工种子的包埋了。其中过滤筛选法较实用、快速。 2 人工种子的包埋 人工种子的包埋关系到人工种子萌发、贮藏和生产应用等重要环节。Redenbaugh于1984年首次筛选出透水性好的海藻酸钠作为胚状体和不定芽的包埋剂。包埋方法主要有将胚状体或小植株悬浮在一种粘滞的流体胶中直接播入土壤的液胶包埋法;将体细胞胚经干燥后用聚氧乙烯等聚合物进行包埋的干燥包裹法;以及通过离子交换或温度突变形成凝胶包裹材料的水凝胶法,Redenbaugh等用此法包裹单个苜蓿体细胞胚制成了人工种子,离体成株率达86%。组合包埋法以及流体播种、液胶包埋、琼脂、铝胶囊等新颖包埋法也开始被应用,George等用硅胶包埋谷子体细胞胚,葫发率达82%,且4℃贮藏14天后仍能自行裂开、顺利萌发。 对胚状体包裹要求做到:首先,不影响胚状体萌发,并提供其萌发与成苗所需的养分和能量,即起到胚乳的作用;其次,使胚状体经得起生产、贮存、运输及种植过程中的碰撞,并利于播种,即起到种皮的保护作用;最后,针对植物种类和土壤等条件,满足对人工种子的特殊需要。 目前研究中的人工种子普遍采用水凝胶法,以海藻酸钙作为包埋剂,它具有对胚状体无毒害作用、价格低廉等优点。但由于海藻酸钙对水溶剂有很好的通透性,使得包埋其中的营养物质、激素、抗生素等(即人工胚乳成分) 容易渗透出来,造成营养泄露;另外,由于没有真正意义上的“人工种皮”的包裹保护,一些病原微生物容易侵入胚状体,对种子造成破坏,因而目前绝大多数人工种子都只能在无菌条件下才能达到较高萌发率。 3 人工胚乳的制作 为了满足包裹要求,要有针对性地在包裹剂中加入大量养分、无机盐、有机碳源、植物生长调节剂,以及抗菌素和有益菌类。选用无毒、透气和吸水性强的木薯淀粉与5%海藻酸钠(1/2MS培养基配制)混合制作的胚乳可改善单一海藻酸钠人工胚乳的透气性、吸水性和发芽率,人工胚乳中加入GA3有利于人工种子的发芽,加入CaCl2有利于向培养物供氧,提高人工种子发芽率和耐贮藏性,加扩活性炭可改善营养固定和缓释,提高人工种子在土壤中的成苗率。 4 人工种皮的制作 人工种皮既要求允许内外气体交换畅通,以保持胚状体的活力,又要能防止水分及营养成分的渗漏和起保护作用。一般采取双层种皮结构,内种皮通透性较高,外种皮硬,透性小,起保护作用。 现已筛选出海藻酸钠、明胶、果胶酸钠、琼脂、树胶等可作内种皮应用,某些纤维素衍生物与海藻酸钠制成复合改性的包埋基质可明显改善人工种皮的透气性,海藻酸钠中加入多糖、树胶等可减慢凝胶的脱水速度,提高干化体细胞胚的活力。 外层种皮可选用半疏水性聚合膜,以降低海藻酸钙的亲水性,对人工胚乳起固定作用。另外可在膜上添加毒性小的防腐剂或溶菌酶,以防止微生物的侵入。Ling-FongTay用壳聚糖作为外种皮制作的油菜人工种子萌发率达100%,但在有菌条件下萌发率仍不高。美国杜邦公司生产的由乙烯、乙酸和丙烯酸三种物质聚合的Elvax材料是目前认为较好的一种人工种皮材料。 人们仍在积极寻找其他的包埋方式和包埋材料,以完善现有人工种皮的制作技术。 5 人工种子的贮藏 贮藏是人工种子的主要难点之一,目前应用的有低温法、干燥法、抑制法、液体石蜡法等及上述方法的组合。干燥法和低温法组合是目前应用最多的,胡萝卜愈伤组织在15℃相对湿度25%的条件下存放一年仍可再生。大豆体胚干化到原体积的40%~50%后再吸水,萌发率仍达到31%。干化增强人工种子幼苗的活力,可能与其超氧化物酶和过氧化物酶的活性显著提高,从而减轻低温贮藏对体胚的伤害有关。通过电镜观察和电导值与脱氢酶的比较,发现干化有助于体胚贮藏期间细胞结构、膜系统的保持和酶活性的提高,使体胚具有更好的耐贮性。富含胡萝卜体胚的悬浮培养液包埋于水溶性塑料薄膜内,形成的胶囊26℃干化4天后再吸水萌发仍可获得植株,高浓度的蔗糖、脯氨酸和ABA预处理体胚能提高干化耐受性,这可能与ABA等抑制体胚过早萌发、促进干物质积累有关。近年,液氮冻存体胚及包裹体胚的报道也越较多。 防腐是人工种子贮藏和大面积田间应用的关键技术之一。Castillo制得的人工种子虽有较高的萌发率,但未能在有菌条件下成苗,其主要原因是人工种子易感染病菌而腐烂。在甘薯人工种皮中加400~500mg/L的先锋霉素、多菌灵、安苄青霉素或羟基苯酸丙酯,均有不同程度的抑菌作用,萌发率可提高4%~10%。 人工种子技术存在的主要问题 尽管目前人工种子技术的实验室研究工作已取得较大进展,并且已在繁殖遗传工程植物、减数分裂不稳定植物、稀有及珍贵植物的过程中,显示出超常的优势。但从总体来看,目前的人工种子还远不能像天然种子那样方便、实用和稳定。主要障碍在于人工种子的质量和成本:(1)许多重要的植物目前还不能靠组织培养快速产生大量的、出苗整齐一致的、高质量的胚状体或不定芽;人工种子的质量达不到植物正常生长、运输和贮藏的要求;人工种子的制种和播种技术尚需进一步研究。(2)目前多数人工种子的成本仍然高于试管苗和天然种子。虽然一些研究机构已经建立起大规模自动化生产线,能够生产出高质量、大小一致、发育同步的人工种子,但是它的成本仍高于天然种子。以苜蓿为例,目前生产1粒人工种子所需成本是026美分,而1粒天然苜蓿种子的成本是0006美分,二者相差40多倍。因此,人工种子要真正进入商业市场并与自然种子竞争,必须降低生产成本。由于人工种子是由组织培养产生的,需要一定时间才能很好地适应外界环境,因此人工种子在播种到长成自养植株之前的管理也非常重要,在推广之前必须经过农业试验,并对栽培技术及农艺性状进行研究。 由此可见,人工种子要想成为种植业的主导繁殖体,目前仍有相当的困难。 人工种子在园林绿化及水土保持方面的应用前景 人工种子与试管苗相比,具有所用培养基量少、体积小、繁殖快、发芽成苗快、运输及保存方便的特点;人工种子技术适用于难以保存的种质资源、遗传性状不稳定或育性不佳的珍稀林木的繁殖;人工种子可以克服营养繁殖造成的病毒积累,可以快速繁殖脱毒苗。因此,人工种子在快速繁殖苗木和人工造林方面,具有很大的应用前景。现在,我国处于经济高速发展时期,需要有大量的优良苗木种子供应,而我国现有的林木种子供应远远不能满足社会需求。人工种子可以工厂化地提供绿化种子,解决种子供应量不足的矛盾。随着人工种子技术的不断成熟完善,必将给我国的园林绿化方式带来革命性的变化

无物存在 即使有物存在,也不可知 即使有物存在而又可知,也不可能把它告诉别人 遗传学论文(这是我当年选修课的论文,得分不高,只有84,看看将就着用吧)论文概要:介绍遗传,变异,生物物种多样性的概念及它们之间的关系,还有人类对生物资源的创造和利用状况。并且,在论述中强调了对这些生物资源的利用要合理适当,要保护自然界生物多样性。首先,让我们来看看遗传,变异及生物多样性的概念及其所包含的一些内容:1.遗传:是指生物亲代与子代之间、子代个体之间相似的现象,一般是指亲代的性状又在下一代表现的现象。但在遗传学上,是指遗传物质从上代传给后代的现象。2.变异:生物有机体的属性之一,它表现为亲代与子代之间的差别。变异有两类,即可遗传的变异与不遗传的变异。现代遗传学表明,不遗传的变异与进化无关,与进化有关的是可遗传的变异,后一变异是由于遗传物质的改变所致,其方式有突变与重组。突变可分为基因突变与染色体畸变。基因突变是指染色体某一位点上发生的改变,又称点突变。发生在生殖细胞中的基因突变所产生的子代将出现遗传性改变。发生在体细胞的基因突变,只在体细胞上发生效应,而在有性生殖的有机体中不会造成遗传后果。染色体畸变包括染色体数目的变化和染色体结构的改变,前者的后果是形成多倍体,后者有缺失、重复、倒立和易位等方式。突变在自然状态下可以产生,也可以人为地实现。前者称为自发突变,后者称为诱发突变。但是自发突变通常频率很低,诱发突变是指用诱变剂(X射线,γ射线、中子流及其他高能射线,5-嗅尿嘧啶、2-氨基嘌呤、亚硝酸等化学物质,以及超高温、超低温等)所产生的人工突变。3.生物多样性:指一定范围内多种多样活的有机体(动物、植物、微生物) 有规律地结合所构成稳定的生态综合体。 这种多样性包括动物、植物、微生物的物种多样性,物种的遗传与变异的多样性及生态系统的多样性。其中,物种的多样性是生物多样性的关键,它既体现了生物之间及环境之间的复杂关系,又体现了生物资源的丰富性。 另外,遗传(基因)多样性是指生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性。物种多样性是生物多样性在物种上的表现形式,可分为区域物种多样性和群落物种(生态)多样性。生态系统多样性是指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样性。(1) 知道了遗传,变异及自然界生物物种多样性的概念,下面让我们来看看它们之间的关系:首先来看遗传与变异的关系:遗传与变异是矛盾的但又对立统一的关系。由于遗传而确保了生物的稳定性和世代延续性,是相对“不变”的;而变异是绝对的“变”,它使生物原有的特性发生改变,从而产生出新的生物性状或类型,为生物的进化与发展提供动力。没有变异,遗传只能是简单的重复,生物就无法进化。因此,在维持物种的稳定性上,遗传与变异是对立的。然而,没有遗传,变异就不能积累,新的变异就失去了意义,生物同样也不能进化。所以,在进化方面,遗传和变异又是统一的。理清了遗传与变异的关系,现在再来看遗传和变异与自然界生物物种多样性的关系:遗传与变异是自然界生物多样性的基础,是遗传和变异为生物的发展、进化提供了原材料。具体来说,遗传是生物稳定性的基础,变异是生物多样性的前提,两者是对立统一的关系。在遗传和变异的共同作用下,自然界生物存在着多样性,同时各种生物又具有其自身的特点,能够与其它生物种类加以区分。总之,没有变异,自然界就不会多姿多彩,就不会有自然界的多样性;没有遗传,自然界就会处于无序状态,也不会有自然界的多样性。 (2)现在,我们已经知道了遗传和变异与自然界生物物种多样性的关系,那么生物多样性有什么价值,人类又是怎样利用的呢?让我们来看看下面的资料:一.1993年,联合国环境署组织专家编写的《生物多样性国情研究指南》中,将生物多样性价值划分为5种类型:1.具显著实物形式的直接价值;2.无显著实物形式的直接价值;3.间接价值;4.选择价值;5.消极价值。(3)二.表一: 中国生物多样性国情研究报告的价值分类系统主要价值类型 直接使用价值 间接价值 选择价值或潜在价值 存在价值或内在价值 产品及加工品直接使用价值 服务价值 对人们提供效益的典型用途 林业,农业,畜牧业,渔业,医药业,工业,餐饮业,消费性利用价值 旅游观光价值,科学文化价值,畜力使役价值 有机物生产,维持大气平衡,物质平衡,水土保持,净化环境 潜在使用价值,潜在保留价值 确保自己或别人将来能利用某种资源或某种效益从资料中可以看出:生物多样性是全人类共有的宝贵财富。生物多样性为人类的生存与发展提供了丰富的食物、药物、燃料等生活必需品以及大量的工业原料。生物多样性维护了自然界的生态平衡,并为人类的生存提供了良好的环境条件。生物多样性是生态系统不可缺少的组成部分,人们依靠生态系统净化空气、水,并充腴土壤。此外,科学实验证明,生态系统中物种越丰富,它的创造力就越大。自然界的所有生物都是互相依存,互相制约的。每一种物种的绝迹,都预示着很多物种即将面临死亡。 生物多样性还具有重要的科学研究价值。每一个物种都具有独特的作用,例如利用野生稻与农田里的水稻杂交,培育出的水稻新品种可以大面积提高稻谷的产量。在一些人类没有研究过的植物中,可能含有对抗人类疾病的成分。这些野生动植物如果绝迹,是人类的重大损失。另外,生物物种资源是国民经济持续发展的基础,是人类生存和社会可持续发展的战略性资源,也是农业发展的基石。每个生物物种都包含丰富的优良基因,基因资源的挖掘可以给国家带来财富,给人类带来文明。一个基因甚至可以影响一个国家的经济,乃至一个民族的兴衰。矮秆基因的发现导致了全世界粮食生产的“绿色革命”;水稻雄性不育基因的利用,创造了中国杂交稻的奇迹;优质羊毛基因的育种应用直接繁荣了澳大利亚的畜牧业生产。过去数十年来,全世界植物新品种不断推新,粮食亩产快速提高,正是得益于生物物种及其遗传多样性的贡献。生物物种资源的拥有和开发利用程度已成为衡量一个国家综合国力和可持续发展能力的重要指标之一 。(4)因此,我们可以毫不夸张的说:生物多样性是人类赖以生存和社会可持续发展的物质基础,对于人类的生活起着极其重要的作用!因为生物多样性如此重要,而生物多样性保护不仅能对当代产生最大的持续利益,而且还能造福子孙后代。因此,开展生物多样性的研究,保护和可持续利用成为各国政府及社会各界有识之士共同关注的主要问题。下面就让我们来谈谈这个问题:保护生物多样性的措施主要有三条:(1)建立自然保护区。建立自然公园和自然保护区已成为世界各国保护自然生态和野生动植物免于灭绝并得以繁衍的主要手段。我国的神农架、卧龙等自然保护区,对金丝猴、熊猫等珍稀、濒危物种的保护和繁殖起到了重要的作用。(2)建立珍稀动物养殖场。由于栖息繁殖条件遭到破坏,有些野生动物的自然种群,将来势必会灭绝。为此,从现在起就必须着手建立某些珍稀动物的养殖场,进行保护和繁殖,或划定区域实行天然放养。如泰国对鲜鱼的养殖。(3)建立全球性的基因库。如为了保护作物的栽培种及其它可能会灭绝的野生亲缘种,建立全球性的基因库网。现在大多数基因库贮藏着谷类、薯类和豆类等主要农作物的种子。(5)在保护生物多样性的基础上,人类可以通过一些方法(比如说诱变,基因合成,转基因等)创造出更多人类生活所需的物种,从而满足人类各种各样的需求。另外还有一些方法可产生新物种,如利用激素处理,植物的组织培养技术,但它们要么无法产生新的品种,要么把产生的变异遗传下去,这样在一定程度上影响了效率。19世纪初,孟德尔的遗传定律被重新提出;20年代,美国人将杂交原理运用到玉米育种上,取得了显著效果;40年代,育种的手段中又增加了杂交转导,转化的技术;50年代,美国人发现了DNA分子的双螺旋结构模型,分子生物学开始发展;70年代,中国将杂交原理应用于水稻增产,获得了巨大的成功;现在,只要我们作好当下的生物资源的保护工作,当我们展望未来时,我们有理由相信:到那时,生物资源的研究和利用将带给人类更多的财富! 回答者: 买豆腐干的我 | 四级 | 2010-11-27 11:57 鱼会说话吗? 您相信鱼会说话吗?这是一个耐人寻味的事,我想知道鱼是否会说话? 我家买了两条小金鱼,一条是全黑的,黑的叫乐乐,因为它很快乐。一条红白相间的名字叫欣欣,因为它懂得欣赏,很好玩吧!他俩生活在鱼缸里,这个鱼缸可“非比寻常”。里面有山、花、树、贝壳、彩色石头……。很美吧!让我们一起来观察它! 9月23日凌晨五点左右,我正要去喂食,我看见这么一个现象,我把鱼食撒到鱼缸里,乐乐吃了一点就不吃了。 9月23 日傍晚5 点15分,我看见鱼缸里的贝壳反过来了,小欣欣看见了,好像以为它——这个小贝壳要死了,连忙游过去,用它的头去抵,抵了近三、四分钟,它就不抵了,它游到乐乐旁边,用自己的尾巴扫了扫乐乐,然后互相碰了一下头,乐乐和欣欣一起游过去,把那块贝壳一起弄回原样了,这一点证明了“团结力量大”。 通过两次的观察,让我知道了人类有人类的表达方式和交流语言,动物也有自己王国的表达方式和交流,这也告诉了我们,如果你不团结,那么你将一无所有,朋友之间的友谊真伟大。同时,我们也要多观察,多发现,但是不能因为你在动物身上作试验,就伤害小动物,因为动物是人类的朋友。

一、转基因玉米的解读转基因育种是按照预先设计的蓝图,借助于实验室的操作技术,将某种生物的特定基因转移到另一种生物中去,使后者定向地获得新的遗传性状。也就是把种属关系十分遥远有用植物基因(如马铃薯)导入需要改良的玉米遗传物质中并使其后代体现出人们所追求的具有稳定的遗传性状的玉米。转基因品种在批准使用之前,还要通过国家对转基因品种的安全性评价。我国至今还没有批准转基因玉米用于商业化生产。二、、转基因玉米的危害1、害虫无法被灭杀:转基因食品本身就存在害虫的基因,这些害虫会产生具有更高的防御性,不利于农药的灭杀。2、影响发育:根据喂养小白鼠转基因食品的实验证明,转基因食品对小白鼠的繁殖和生长发育都带来了严重的影响。3、营养问题:转基因食品通常存在很多营养问题,科学家们还认为,外来基因会以一种人类还不了解的方式去破坏食物中的营养成分。三、、辨别转基因玉米的方法1、个头。按照传统,西红柿也有一定个头的,比如:像大拇指头那么一点大的小西红柿绝对是转基因。再比如大豆,也叫黄豆,就是做豆腐,豆浆那种豆子,形状应该像动物内脏:腰的样子,有点扁,可现在的大豆,全是圆圆的、大不少、就像豌豆一样的大豆,产量很高,就是转基因。2、色彩。与传统的不一样的绝对是转基因,比如彩色棉花、彩色辣椒。3、产量。转基因作物一般在开始几年,其产量要比传统作物高不少。4、季节。除了大棚蔬菜外,其它的反季节食品容易是转基因的。5、害虫。凡是害虫喜欢光顾的作物就是没转基因的,凡是害虫害怕,也就是没有害虫,或很少害虫的作物,就是转基因。

玉米作物育种学课程论文范文

保定是河北省夏播玉米区,制订育种目标的话首先要针对夏玉米区市场。目前夏玉米市场上,郑单958、浚单20的面积是最大的,所以产量上应该以这两个品种为对照。制订育种目标和选育出品种之间至少要差5-7年的时间,所以育种目标要有前瞻性,目前耐密型玉米是发展的趋势,在短时期内不会有太大的变化,可以朝这个方向发展。再就是结合当地的病害,育种目标要明确必须克服哪些主要病害。

自交系是利用人工强制交配而得的,具有纯合基因,可以根据自己的育种目标选配不同的自交系。它性状稳定,是做杂交的前提。

作物育种 Crop breeding 改良作物的遗传特性,以培育高产优质品种的技术。又称作物品种改良。它以遗传学为理论基础,并综合应用植物生态、植物生理、生物化学、植物病理和生物统计等多种学科知识。是一项投资少而效益高的生物技术,对发展种植业生产具有十分重要的意义。 历史 早在栽培植物出现之初人类简单的种植和采收活动中,就已寓有作物育(选)种的萌芽。《诗经》载:“黍稷重穋”,“稙稺菽麦”。稙、稺指播种的早晚,重穋指成熟的先后。可见中国在周代已形成不同播期和熟期的作物品种概念。北魏《齐民要术》按成熟早晚、苗秆高下、收实多少和米味美恶等记载粟品种凡86个。明代的《理生玉镜稻品》详细描述了嘉靖年间江苏苏州地区的水稻品种,是中国最早问世的水稻品种志。至清代,《授时通考》已分别收录粟和水稻品种约500个和3400多个。 近代育种技术和理论的发展始于西欧。1719年,T费尔柴尔德最早进行植物人工杂交并获得杂种。1823年,TA奈特在豌豆上发现父母本对杂种一代的贡献均等,二代有分离现象。1843年J库尔特首先采用个体选择法进行禾谷类育种。1856年,L德维尔莫兰明确提出用“后裔鉴定”法检查甜菜的选择效果,后人称之为“维尔莫兰分离原则”。1849年,RA加特纳指出亲本杂交一代、二代之间存在一定关系,并发现不少杂种一代生长健壮。C达尔文在《物种起源》(1859)和《植物界异花受精和自花受精的效应》(1876)中所阐明的选择和杂交等与进化的关系,对以后的作物育种工作有深刻影响。 孟德尔定律在本世纪初被重新发现,使作物育种进入了一个新的阶段。WL约翰森(1903)提出的纯系学说不仅为纯系育种奠定了理论基础,也为区分遗传变异和环境变异提出了有力的论据。其后欧洲和北美的许多育种家通过在自花授粉作物上的育种实践,逐渐形成了现今通行的系谱选择法及其变通做法。在异花授粉作物方面,GH沙尔(1909)基于EM伊斯特(1904)和他本人对玉米自交的研究,指出了杂种优势的实用意义。DF琼斯随后育成第一个玉米杂交种,并于1920年提出生产双交种的方案,为玉米育种中广泛利用杂种优势开创了新途径。20世纪40年代,GF斯普拉格和LA塔特姆提出的配合力概念对自交系亲本的选配,FH赫尔倡议的轮回选择法(见杂种优势利用(植物))对群体改良,都具有重要意义。辐射育种早在1927~1928年发现 X射线能引起果蝇和大麦的基因突变时已见端倪。其后,化学诱变进一步扩大了突变育种的领域(见诱变育种)。AF布莱克斯利等于1937年用秋水仙碱诱导植物染色体加倍成功,使多倍体育种成为可能(见倍数性育种),并有效地克服了远缘杂种不育的难题。ER西尔斯在1954年建立的小麦非整倍体系统和随后发现的部分同源染色体配对机理,为导入外源有利基因提供了方便。在抗病育种方面,EC斯塔克曼1917年关于小麦秆锈菌的生理小种分化学说和HH弗洛尔1940年关于抗(致)病性的基因对基因学说贡献较大。此后,von de普兰克于1963年提出的“水平抗性”(即非小种专化抗性)概念,又进一步从病害流行学和生态平衡的观点完善了抗病育种的策略。此外,由НИ瓦维洛夫率先在20年代进行的世界性植物资源考察以及在此基础上形成的作物起源中心学说,由RA费希尔和S赖特等人首先应用于生物学研究领域的数理统计等等,也都对促进作物育种技术起了重要作用。由于所有这些成果,作物育种终于发展成为一门有理论体系指导并在农业生产上有巨大实用价值的学科。 中国应用现代育种技术改良作物品种始于20世纪初。先是在稻、麦、棉三大作物中进行引种、纯系育种和杂交育种,先后育成了以中大帽子头(稻)、金大2905(麦)、中大2419(麦)、鸡脚德字棉、泾斯棉等为代表的改良品种进行示范推广。1949~1979年间作物育种事业发展迅速,育成并用于生产的粮、棉、油、糖、麻、烟等25种大田作物品种达2729个,其中推广面积在100万亩以上的有 265个。现在主要农作物已基本实现良种化。作物育种的目标以增加产量为重点,在此基础上注意抗病、稳产等。50年代中后期开展水稻矮化育种;育成的著名品种有矮脚南特、广场矮、珍珠矮等。这一成果也推动了小麦、高粱玉米等作物矮化育种的发展。在杂种优势利用方面,玉米由于育成了配合力和农艺性状兼优的自交系,加速了单交种的推广,逐渐形成了以单交种为主,结合应用双交、三交、顶交种的布局,1983年玉米杂交种面积达播种面积的70%。最早利用细胞质雄性不育生产杂交种的是高粱;从60年代后期开始,先后育成和推广了以晋杂 5号等为代表的一批高产杂交组合。但这一方面的重大突破则是70年代杂交水稻的育成,它为大幅度提高中国和世界的稻米产量作出了重大贡献(见杂交稻)。抗病育种主要是针对抗稻瘟病,白叶枯病,小麦锈病、赤霉病、白粉病,棉花枯、黄萎病,玉米大、小斑、丝黑穗病,甘薯黑斑病,花生青枯病,红麻炭疽病,烟草黑胫病等的危害,尤以小麦的抗锈育种成就较为显著。现正从抗单一病害向多抗性育种发展。此外,以品质改良为目标的育种工作,如培育优质丰产的长绒海岛棉、低芥酸油菜、高油分花生、高赖氨酸玉米等也都取得一定进展。 功用 育种对促进作物生产的作用显著。主要表现在以下各方面。 提高产量 中国粮食作物品种平均 6~7年更换1次,一般新品种可比老品种增产15%左右。1949~1984年间中国主要粮食作物单产增加1倍多,估计30~40%可归功于育种。美国DN达维克1977年在 3种密度条件下比较30~50年代双交种、60~70年代单交种的玉米产量,表明50年间增长了57~60%。国际玉米小麦改良中心从60年代起育成的一大批丰产、抗倒、适应性广、收获指数高的半矮秆春性小麦品种,对南亚、中东等地区的农业增产起了很大作用。 增强抗性 抗寒或早熟育种已使作物分布逐渐向高纬度和高海拔地区扩展。1950年以前,中国西藏主要农区在海拔3200米以上不种冬小麦。50年代引入冬性较强的“肥麦”以后,已很快发展成为春、冬麦兼种的地区。超早熟大豆品种的育成,使黑龙江北部高于10℃的年活动积温1800℃以上的地区可种植大豆。耐旱作物和耐旱品种的选育,则为半干旱地区农业生产的稳步增长作出了贡献。利用品种抗性减轻病虫为害,已证明是既经济有效又可避免污染环境的措施,如50年代中期孢囊线虫病对美国南部大豆生产的致命危害,近年来根腐病在中国黄淮地区对甘薯生产的威胁,都由于抗病虫品种的育成而大为减轻。而巴西育成的抗酸性土壤铝害的小麦品种,美国育成的可用纯海水灌溉的耐盐大麦,国际热带农业中心选育的在缺磷土壤中仍能丰产的豆类品种等,则说明了育种在增强作物对不良土壤、水利条件等方面的巨大潜力。 改善品质 谷类提供人类食物热量的70%,但其蛋白质的含量较低。自50年代发现冬小麦高蛋白基因和60年代初发现玉米高赖氨酸突变体奥派克2(简称O2)之后,品质育种进展较快。一些产量不低于原有推广种而蛋白质含量提高1~2%的冬小麦品种已在美国推广。国际玉米小麦改良中心也育成了带O2高赖氨酸基因和硬质胚乳的玉米改良群体。在油料作物方面,近50年内苏联通过轮回选择,已将向日葵含油量从30%提高到50%左右。加拿大则在油菜低芥酸和低硫葡萄糖苷育种方面取得成功。棉花品质育种在使纤维质量不断得到改进的同时,正进一步致力于棉子高油分、无棉酚、高蛋白品种的选育,有可能使棉花成为棉、油兼用的作物。饲料作物育种也在育成少含或不含有害成分的品种方面取得进展。 提高生产效率 选育株矮秆壮、穗层整齐、成熟一致、不易落粒的谷类作物品种可大大提高机械化收获的效率。如矮秆高粱品种的育成,使小麦联合收割机可兼收高粱,从而有力地促进了美国高粱生产的发展。糖用甜菜昂贵而费力的间苗劳动,则因单胚品种的育成而大为节省。此外,早熟品种的推广,对增加复种指数、提高土地利用率也有重要作用。 育种的目标、方法和方案 高产、稳产、优质、高效是作物育种的共同要求。但特定的育种目标则要综合考虑根据当地品种的现状和育种基础,以及自然环境、耕作制度、栽培水平、经济条件等因素才能确定,并须随生产的发展而不断加以调整。着手进行时还需以本地区种植面积较大或有代表性的几个品种作为标准,明确需要保持或提高、改进或克服的方向,使育种目标具体化。 为了保证育种目标的实现,需要有正确的育种方法,并制订合理的育种方案。 育种方法 作物育种方法与作物的繁殖方式有密切关系。有性繁殖作物基本上可分为天然异交率小于 4%的自交(自花传粉)作物和天然异交率大于50%的异交(异花传粉)作物两大类(表1)。介于两者之间的常异交作物,因其适用的育种原理和方法与自交作物基本相同,故在育种上常被归入自交作物一类。但具有相同繁殖方式的作物,因花器构造和开花习性不同,所能采用的育种方法也常有差别。 自交作物群体是一些纯合基因型的混合体,也可能是单一的基因型,异质性不大或同质,遗传上高度纯合。它们自交的后代生育正常,没有衰退现象;杂交后经过若干代自花传粉,又重新形成许多纯合基因型的混合体。对这类作物宜采用的育种方法主要是混合选择、纯系育种、杂交育种(主要是品种间杂交)和回交育种。最终目的是育成纯合度高的品种。但烟草和大豆、花生虽同是自交作物,育种方法也不尽一致:烟草很容易自交和人工杂交,一次传粉便可获得大量种子;而大豆和花生则因人工杂交较为费事,育种方法就不能如烟草那样灵活多样。此外,水稻、烟草、番茄等自交作物和高粱、棉花等常异交作物也可利用其杂种优势。 异交作物群体是异质的,含有很多不同的基因型,在遗传上高度杂合,自交后呈现不同程度的衰退,再杂交时又恢复正常。这类作物宜采用的育种方法主要是混合选择、轮回选择、自交系间杂交和综合杂交。轮回选择是高一级的混合选择,即不仅根据母本植株的性状,而且根据中选植株间互交和自交早代的测交表现,轮复一轮地选优杂交,把母、父本双方拥有的优良基因集聚一起,以便随时从中筛选优良自交系或合成综合杂交种。自交系间杂交以获得高度杂合性(即最大的杂种优势)为目标。综合杂交种是根据测交或多交测验,选择一般配合力好的优良自交系或无性系(多为5~10个),混合种植任其随机互交,以产生异质性大、杂合度高的群体。异交作物群体的异质性可大可小,而杂合度则要求越高越好。但同是异花授粉作物,育种方法也有不同。如玉米自交或杂交都较简单易行,一次授粉就能收到许多自交或杂交种子,因而便于利用杂种优势;而苜蓿则因具有不同程度的自交不亲和性,其花器构造使人工自交和杂交都较困难。此外不少十字花科植物也因存在自交不亲和性,正常自交不能结实,而只能采取与玉米不同的育种程序和方法。 无性繁殖作物如马铃薯、甘薯、甘蔗、草莓等用营养器官繁殖后代,所育成的品种表型虽整齐一致,基因型则高度杂合。它们常会产生突变或芽变,因而可对之进行选择;在有些地区或特定条件下还可进行有性繁殖,给杂交改良和杂种优势利用提供便利。同时,用营养器官繁殖的后代,由于从杂合基因型植株所衍生的性状整齐的无性系可代代相传而不分离,也有利于推广应用。此外还有一种不经受精而结“种子”,或不通过性细胞融合而以营养生殖过程代替有性生殖的类型,通称无融合生殖。这种生殖方式妨碍基因重组,不容易出现新类型,但如发生频率高,通过人工杂交一旦筛选出新的优良组合后,就可相对保持其杂种优势。这在多年生牧草、银胶菊等作物上已见应用。 育种方案 不论有性或无性繁殖,自交或异交,一、二年生或多年生作物,育种方案不外4种基本做法(表2和图)。其中,纯系育种方案以自交对作物本身无不良影响为依据,采取不同方法导致纯合性为归宿。其他3种异交育种方案,有的自始至终保持着杂合性(开放授粉群体、无性系),有的先分离纯系而在最后阶段再恢复其杂合性(杂交种)。杂交种和无性系可以挖掘全部遗传变异的潜力,包括超显性效应在内;而纯系则无法利用超显性作用。开放授粉群体在理论上可以利用其全部遗传变异,而实际上并未充分挖掘,因其高度异质性表明群体中还有某些基因型不够理想,与杂合种和无性系相比,其效率略逊一筹;但如其异质性有独特之处,则可取长补短,产生某种补偿效应。此外,经常配合上述常规育种技术进行的,还有诱变育种和单倍体育种,是4种基本方案有关环节的补充和发展。 远缘杂交和多倍体育种与常规育种在性质上有所不同。常规育种是在亲缘关系比较密切、细胞遗传学上属于二倍体水平或具双二倍体行为的同一物种内不同品种间的遗传改良。远缘杂交则一般指不同种、属间的杂交。为了克服远缘杂种的不育性,经常采用染色体加倍技术,与多倍体育种无区别。但远缘杂交不一定都是多倍体水平的,而多倍体育种除同源多倍体外,则都是远缘杂交。采取远缘杂交和多倍体育种两种方法大多是为解决常规育种难以解决的问题,或为实现某种特殊目标以及旨在人工创造新作物、新类型的育种计划。两者可造成的遗传变异较大,而技术难度较高,育种时间也较长,有些原理和方法尚在探索中(见倍数性育种)。 育种的基本步骤 4个基本育种方案的实施,一般都包括下列基本步骤。 遗传变异的发现和创新 选择进度的快慢和效果取决于遗传变异的幅度、变异性状的遗传力和选择强度(或选择压力),即取决于遗传变异的量和质。因此在注意发现与利用现有变异的同时,要千方百计创造所需要的新的遗传变异。作物种质资源的搜集研究是发现和创造遗传变异的基础,而人工杂交则是目前创造新遗传变异的最有效手段。人工杂交采用的亲本材料一般有两种类型:一是适应当地自然环境和生产条件的优良品种(系),一是具有某些优点但不太适应本地区条件的外来材料。采用前者收效快但育种效果不够明显,长时间使用将因遗传基础日趋贫乏而出现遗传脆弱性。采用后者有遗传重组潜力,但可能带来一些不良性状。故须重视亲本材料的研究、贮备和加工,以便各种有利性状都能被有计划地纳入育种方案,做到亲本贮备常用常新。异交作物的轮回选择和群体改良即为达到这一目的。 对于自交作物遗传变异的创造,则可采取下列方法:①利用雄性不育进行综合杂交。即大量搜集有用原始材料,取样混合后作为一方,以多个栽培品种的雄性核不育系的混合群体为另一方,间行种植,通过天然和人工辅助杂交,组成遗传基础广泛而复杂的原始杂种群体。经过多年的天然杂交、自然选择和人工杂交、人工选择,不断发展优良基因重组,供不同地区和不同目标的育种方案随时从中培育新的优良品种。②通过人工杀雄,进行群体改良。基本方法同上。经杀雄剂杀雄的混合群体,任其随机交配并辅以人工授粉2~3年,然后进行选择,组成新的群体。如此周而复始,直至达到改良目的。③双列杂交选择交配。选择一些各具特点的优良亲本进行双列杂交,为第1轮亲本;下年在杂种一代间有针对性地进行第2次双列杂交,为第2轮亲本;第4年在第2轮亲本经混合选择的杂种二代中,选择优良单株互相交配,即第1次选择交配,组成第3轮亲本,第5年又在第3轮亲本的杂种一代植株间进行第2次选择交配,组成第4轮亲本,如此类推。对每一轮亲本的杂种一代都进行混合选择以繁殖杂种二代,随后按常规程序继续选育。这样可把亲本创新与丰富常规育种的遗传基础结合起来。④杂种二代株间交配。在杂种二代群体内或群体间进行人工随机交配、定向交配或歧化(相反类型)交配,打破不良基因连锁,促进有利基因重组,扩大遗传变异幅度,通过选择达到新的基因连锁平衡。此法简单易行,但也要经过几轮交配才能收到效果。 遗传变异的选择和固定 有了足够的遗传变异,就可根据育种目标进行选择,使综合性状趋向稳定。为此需要着重解决:①正确的选择方法。首先要有明确的目标性状,并分清主次。但性状的表现程度和在育种上的价值并不呈直线关系。选择时,对简单遗传的性状如株高、开花期、抗病性等可进行表型选择;对复杂遗传的性状如产量、品质、适应性等则要辅以后裔测定。为减少表型选择可能产生的失误,早期材料可适当多选。一般按几个直观性状进行平行选择,辅以模糊的指数选择,即参照不同性状的相对重要性及其遗传力灵活掌握。后期材料相对少选,要进行较仔细的综合评价。但也不排斥在早期世代进行必要的理化筛选。在进行几个性状的平行选择时,要处理好性状之间的相互关系。对负相关的性状,如早熟与产量、产量与品质、产量性状与抗病性等,要权衡利害得失加以协调。 关于群体大小与选择的关系,在假定不同性状的选择强度相同时,则。式中n为种植个体数, s为选择强度,m为性状数。即选择的性状越多,选择强度越大(即s值小),则n越大。如有20个性状时,n可大到难以想象的程度。但实际上由于需要认真对待的性状并不多,即m值不会很大。选择强度一般是先松后紧,s值也不会太小。故n不至于太大。这说明选配组合时,亲本性状互补的数目不宜太多。②适当的鉴定技术。早期世代材料多,一般要逐株观察,靠目测鉴定。也可用仪器进行精量、微量的理化测定,但要迅速简便,经济可靠。育种后期供试材料逐渐减少,性状差距相应缩小。为了对重要目标性状进行严密筛选,优中选优,需要有又快又准的鉴定技术,并力求标准化、数量化。③适宜的筛选条件。如筛选抗病性,一般须在人工诱发病害的条件下或在病害常发区进行,而且要掌握好发病程度,作到恰如其分。综考察产量性状和适应性,要注意掌握试验地与大田生产在肥、水和栽培管理水平方面的代表性等。此外,由于作物育种周期长,加强加代工作和多点鉴定,以空间换取时间,也很重要。 品种(组合、群体)的决选、繁殖和推广 进入品种决选的材料多以千百计数。为了在短期内决选出可供推广种植的极少数新品种,首先要对材料的历史情况和主要优缺点有所了解,估计它们在不同条件下的可能反应或表现,然后通过合理的田间试验设计和管理措施,使试验误差降低到最小程度,并用适宜的鉴定技术予以正确评价。经过多年多点、 有步骤、 有层次的产量试验(包括区域试验)和特性鉴定,才可能选出优异的新品种。优良品种一经确定,即须加速繁殖(制种),及时生产合格种子,并在示范推广过程中提出良种良法的配套措施。为此,建立一套适合实际情况的良种示范繁殖推广体系和种子检验制度十分重要。 展望 中国在可预见将来的育种目标主要是抗逆稳产,特别是抗病虫。窄谱抗性将发展为广谱抗性,抗单一病虫害育种将发展为多抗性育种,“垂直”抗性将与“水平”抗性结合,使育成品种的抗性更为持久。由于营养需要的不断提高和农产品市场竞争的日益激化,品质育种也日见重要。同时,通过育种改良株型、提高群体的光能利用率和使作物的成熟期更加适宜,也将成为增加复种和进一步提高单位面积产量的重要条件。至于育种的途径与方法,则任何时候都有常规与非常规之别。常规为主、多种方法互相配合,综合运用,将使育种水平得到进一步提高。如单倍体技术与诱发变异结合,可提高隐性突变体的出现频率;组织培养与远缘杂交、多倍体育种结合,可更快地筛选出有用材料;染色体工程将成为常规育种中导入外源基因的通用技术;质核置换也会产生有利的遗传变异等。此外,利用专性无融合生殖系等固定杂种优势的研究,也在进展之中。70年代以来,电子计算机的应用已使育种工作效率大为提高。随着细胞生物学和分子遗传学的迅速发展,细胞融合、分子探针、单基因克隆等新技术的成功实验更为作物育种带来强有力的手段。所有这一切都可能使作物育种技术在不久的将来产生新的革命性变化。群体内改良和群体问改良都可以采用轮回选择方法。群体内改良时采用轮回选择方法是为了提高等位基因频率,从而使改良群体的平均表现最大化。群体问改良可以累积基因,从而使改良群体之间的杂交种和改良群体的自交系问杂交种的平均表现最大化。改良群体自身可以作开放授粉(OP)品种或杂交种的非自交亲本,或者作为培育自交系的材料。自1974年以来,印度玉米育种工作者对群体内改良的轮回选择进行了广泛的研究,其中,大多数研究采用的是改良的全姊妹选择法,采用的其它方法还有改良群体选择,改良穗行选择,半姊妹选择等。

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杂交大豆研究的开拓者——记我院大豆育种首席研究员孙寰  孙寰,我国著名的大豆遗传育种家,中国杂交大豆科学研究的开拓者,我院大豆育种首席研究员。1963年孙寰于吉林农业大学毕业,1966年沈阳农学院研究生毕业,1968年分配到吉林省农业科学院工作。历任技术员、助理研究员、副研究员、研究员。曾任大豆研究所副所长,吉林省农业科学院副院长。1983年,孙寰带领课题组开始了大豆杂种优势利用的科技探索。经过20年的刻苦攻关,终于攻克了这一世界性的科技堡垒,世界第一个大豆杂交种在孙寰的手中变成了现实。杂交大豆的育成和育种技术的攻克,标志着大豆杂优利用研究进入实用化、产业化阶段,为大豆遗传改良开辟了新途径,成果达到国际领先水平,为我国农业科技事业做出了重要的贡献。  一、黑土地孕育大豆情结  1939年1月18日,孙寰生于黑龙江省哈尔滨市。少年时期在老家吉林省永吉县搜登站小学读书。他聪颖好学,勇敢机敏。1948年参加了儿童团,放哨、站岗、查路条,从小在革命斗争中经受了锻炼与考验。家乡解放后,生活发生了翻天覆地的变化,但由于当时生产力水平和经济条件落后,使得刚刚得到土地的农民仍然在繁重落后的农业生产中劳作着。这些都在孙寰幼小的心灵中打下了深深的烙印。1952年13岁的孙寰以优异成绩考上了永吉县第一中学。1955年以全部课程均满分的成绩,获“最优等生”嘉奖,并考入吉林市第一高中。高中毕业后,孙寰以优异的成绩报考了北京大学物理系,但因为父亲的历史问题被“考虑”了。他毅然走进了白城农业学校读大专,1959年8月并入吉林农业大学学习。  在吉林农业大学学习期间,孙寰学习成绩突出,工作积极,担任班长、学生会主席、团委委员,被评为劳动积极分子、三好学生、社会主义建设积极分子。在校期间,他一边学习,一边参加建设校园的劳动。1963年毕业时,正逢全国第一次统一考试公开招收研究生,孙寰以优异的成绩考入沈阳农学院的研究生。  在沈阳农学院,孙寰师从我国著名农学家徐天锡教授,主攻耕作栽培专业。1966年8月研究生毕业,时逢文化大革命兴起,暂不分配,留校参加政治运动。1968年7月,孙寰被分配到吉林省农业科学院工作。在当时的年代,孙寰被分配到试验农场当工人。他与工人打成一片,与工人同吃、同住、同劳动,把自己学到的知识应用于生产实践,后来,孙寰担任了工人技术员,搞起了农业机械化和化学除草试验,极大地提高了生产效率。在劳动之余,他还坚持学习英语,坚信有一天能用得上。就这样,孙寰在试验农场一干就是11个春秋。直至迎来全国“科学技术春天”之后的1979年2月,孙寰才与广大科技工作者一样“归队”了。当时,国家农业部把大豆研究中心设立在吉林省农业科学院,为了加强大豆科研工作,院里成立了大豆研究所,孙寰被调到大豆研究所搞大豆遗传育种科研工作。  1982年2月,孙寰通过严格的英语考试,获得美国农业部奖学金,到美国衣阿华州立大学进修一年。这一年,孙寰全面了解了世界大豆科学研究动态和前沿技术,强化熟练了英语,收获很大。1983年3月回国后,他主持和参加了多项省部级和国家自然科学基金课题。他首次发现了我国栽培大豆两个染色体倒位系,并对四个随体野生大豆进行了验证。同时,他与美国大豆细胞遗传学家帕尔莫(RGPalmer)首次进行合作研究,由此开创了吉林省农业科学国际合作研究的新时期。  1984年7月,孙寰加入了中国共产党。同年担任了吉林省农科院大豆研究所副所长,1985年8月担任副院长、副研究员,主管科研、育种工作。当时吉林省农业科学院育种工作正处于低潮,在全省的地位也很被动。他组织科技人员研究制定了作物育种策略,采取了“扩大育种规模、缩短育种周期,重视多点产量鉴定,加强资源和育种中间材料研究,面向种子市场,开展不同学科间的协作”的措施。十年过去了,九十年代中期的吉林省农业科学院,育成的玉米、大豆、水稻新品种在全省的种植面积大幅度提高,打了育种翻身仗。相继争取到国家玉米工程技术研究中心,玉米、大豆、水稻改良分中心建设在吉林省农业科学院。  孙寰从1983年开始进行大豆杂优利用研究, 1993年,终于获得了世界上第一个大豆细胞质雄性不育系,1995年实现了“三系”配套,在世界上20多个国家申请发明专利,中国和美国专利已授权。2002年12月29日,孙寰带领课题组育成的世界上第一个大豆杂交种——“杂交豆1号”通过了吉林省农作物新品种审定委员会审定。“杂交豆1号”比常规对照品种增产20%以上。这是世界农业科技领域里的又一项革命性成果,为大幅度提高大豆单产做出了卓越贡献。   1997年,孙寰作为首席专家主持了“国家转基因植物中试与产业化基地”建设。1999年,吉林省农科院在科技体制改革中,发起成立了“吉林吉农高新技术发展股份有限公司”,孙寰担任了副董事长、技术总监。  孙寰曾任吉林省作物学会理事长、吉林省遗传学会副理事长。现任中国作物学会大豆专业委员会副理事长、全国作物杂种优势利用专家咨询组副组长。参与国家基础研究“973”项目“作物资源核心种质构建、重要新基因发掘与有效利用研究”的管理,为项目专家组成员,连续两届被聘为国家自然科学基金学科组评审委员。1992年享受国务院政府特殊津贴;1993年获吉林省英才奖章;1997年被教育部、人事部评为全国优秀留学回国人员;1998、2002年两次被评为吉林省首批和第二批省管优秀专家;1999年被授予全国优秀农业科技工作者称号;2001年被授予全国农业科学先进工作者称号;2004年2月26日,省委宣传部、组织部、统战部做出决定授予孙寰同志“吉林省创业先锋”称号,并被授予首届吉林省科学技术进步特殊贡献奖,4月29日,在省委省政府召开的科教兴省大会上省委书记王云坤亲自为孙寰颁发了奖励证书和奖金50万元。  二、我国杂交大豆研究的开拓者  开发利用大豆杂种优势是世界性的科技难题。在过去的几十年里,国外曾投入大量的人力、物力进行研究,申请了多项专利,但至今未获成功。随着玉米、高粱、水稻、油菜等主要农作物杂交种相继应用于生产,选育大豆杂交种,攻克这一世界性科技堡垒,成为全世界大豆科技的焦点之一。当时我国还很少有人开展这一领域的研究,因为这项研究太难了。没有找到避免母本自交的有效途径,尤其是没有适于杂交种生产的不育系;同时,有关大豆是否有杂种优势的研究很少,不少人认为大豆杂种优势不强;更重要的是大豆闭花授粉,花粉很难从父本传到母本,即使有优势,生产大量低成本杂交种种子也极其困难。要培育出大豆杂交种,找到适用于杂交种选育的不育系材料是关键。孙寰认定,中国是大豆的故乡,有丰富的大豆种质资源,如果有大豆细胞质不育材料也应该在中国。他以一年生野生大豆与栽培大豆远源杂交为主,其他方法为辅选育细胞质雄性不育系,充分发掘与利用中国大豆种质资源丰富的遗传多样性。在全国从南到北横跨20个纬度,分别在福建泉州、湖南长沙、浙江杭州、河南郑州,江苏徐州、吉林公主岭设了6个试验点,选用不同类型栽培大豆与野生大豆广泛杂交。偶然间他发现地方品种汝南天鹅蛋(代号167)含有不育细胞质,经过五代回交,于1993年育成世界上第一个大豆细胞质雄性不育系OA和同型保持系OB,1995年又育成栽培豆不育系YA和YB,找到恢复系,实现“三系”配套。同时,证明不育系属配子体不育,育性稳定。在此基础上测验了上千个品种和品系的恢保关系,育成大批新不育系和恢复系。不育系的育成,为大豆杂种优势利用打开了突破口,在国内外引起广泛关注,美国三家公司同时要求转让。经国家批准, 1995年与美国一家公司签约,对方支付25万美元研究经费获优先转让权。经专家鉴定,认为该项研究达到了国际领先水平。1994年获吉林省科技进步一等奖,1998年获农业部科技进步二等奖。该发明已经通过PCT途径申请了国际专利。2000年中国发明专利授权;2001年美国发明专利授权,加拿大专利即将授权,其他二十几个国家专利都已进入实审阶段。  三、育成世界上第一个商用大豆杂交种  孙寰为了研究大豆杂种优势和亲本选配规律,组织全国7个单位协作,利用品种间人工杂交,配制了1326个组合进行杂种一代测产。从理论上证明了大豆有较强的超高亲优势,双亲地理远缘优势强,超高亲优势率平均为8%, “中国品种×外国品种”优势最显著。根据这些成果,孙寰带领课题组的成员,采用“一父多母”形式在网室内用不育系和恢复系配制组合,进行高产杂交种的选育。以不育系JLCMS9为母本,以恢复性好、农艺性状优良的恢复系吉恢一号为父本,育成了“杂交豆1号”,并通过吉林省品种审定。两年区域试验平均比对照增产9%,生产试验增产8%,有的点公顷产量达4000公斤以上。据农业部质检中心检测,脂肪含量10%,蛋白质含量为36%,抗病、品质好,适于榨油。这是世界上第一个也是目前唯一经过正式品种审定可以商业化应用的大豆杂交种。  杂交大豆的选育成功,填补了我国在该技术领域的空白,为大豆遗传改良开辟了新途径,使我国该领域研究在世界上占有一席之地,终于攻克了几十年久攻不下的世界科技堡垒。大豆杂交种易于保护知识产权,可吸引投资,将推动大豆种业的发展,使之走上良性循环之路。杂交大豆的推广应用,必将促进大豆栽培技术水平的提高,实现良种良法配套,大幅度提高单产,为我国大豆产业振兴和发展提供强有力的技术支撑。  四、研究开发出高效低成本的杂交大豆制种技术  大量生产低成本的杂种种子生产技术是杂交大豆商业化的关键。为解决大豆闭花受粉、异交困难的技术难题,孙寰提出了“昆虫——环境——植物三位一体的综合调控”理论,并研究出一套高效制种技术。其要点是:(1)选择高效传粉昆虫。根据切叶蜂能打开大豆花龙骨瓣,不易逃逸,以及我国苜蓿产业发展需要大量切叶蜂等情况分析,选择切叶蜂为主攻蜂种,蜜蜂为辅,少走了弯路。掌握了繁蜂、机械化取茧、冬季滞育保存、田间放蜂等主要技术环节。(2)创造有利于昆虫活动和大豆开花散粉的环境。包括在高温干旱地区选择有灌溉条件的农田制种,控制农药施用,利用和培育野生传粉昆虫群体等。(3)选择和利用高异交率不育系。不放蜂时异交率40%以上,有时接近60%。合理调节和确定父母本花期及种植比例。  经过10年的反复试验,孙寰在获得可靠的切叶蜂传粉结果后,从国外大批量引进了切叶蜂,在大田开放条件下,开展了大规模的应用试验。并进行了田间放蜂、取茧、冬季滞育储存、天敌防治等研究,掌握了大豆杂交种制种技术的关键。孙寰领导的课题组成为我国大规模研究和利用切叶蜂的唯一课题组。  孙寰经过大量调研和在不同环境条件的种植试验,发现干旱区域干旱年份不育系结实率高。明确了适于大豆杂交种生产的主要环境和生产条件是:干旱,降雨量少;土地连片,隔离条件好;有灌溉设施;大豆开花期间不使用杀虫剂;天然昆虫群体大;东北地区西部、内蒙和西北地区的部分区域适于大豆杂交种制种。2002年,在吉林省白城地区和内蒙奈曼旗繁殖大豆不育系和制种,效果很好。应用这套技术进行大豆杂交种制种,每公顷制种量达700-1000公斤,接近于农民增收、种子公司获利的平衡点。孙寰还对杂交大豆制种田父母本的种植比例、花期调节、病虫害控制、不育系落叶催熟、种子干燥等田间管理措施,进行了深入研究,提高了杂交大豆种子产量和质量。  多年来,国内外大豆科技界普遍认为,生产大豆杂交种极其困难,几乎是不可能的。孙寰研究开发的高效、低成本制种技术是一项重大的技术突破,同时也充分展示了孙寰解决农业生产重大技术难题的能力。  五、建立世界第一个杂交大豆育种程序  杂交大豆制种技术的突破,为大豆杂优利用产业化扫清了道路,制种效果经国内同行专家三次现场考察和评估予以确认。孙寰从开始大豆杂优利用研究以来,就一直正确地选择研究切入点和优先序。投入大量人力、物力超前启动传粉研究,保证了大豆杂交种一经问世,制种技术也日趋成熟。  孙寰为适应大豆杂交种选育的需要,提出并建立了独特的大豆杂优利用育种程序。杂交大豆育种程序与大豆常规育种不同。大豆常规育种的特点是人工杂交后,不再杂交。靠自交加代扩繁。杂交大豆育种以不育系为核心,每代都要杂交。杂交效率高低决定育种进度的快慢。以昆虫为传粉媒介,以网室为隔离区,建立了基本不用人工杂交的育种程序,每年可配制200—500个杂交组合,可提供初级和高级产量鉴定以及区试的试验用种。在东北三省设6个测产点,在郑州建立华北育种站,在公主岭建有现代化温室,在海南建立了我国第一个加光冬繁圃,大大缩短了育种周期,加快了育种进程。这一程序为连续不断地选育大豆杂交种提供了保障。  孙寰在大豆杂优利用科学领域,利用20年的时间,在前人研究积累极少的情况下,连续取得了育成世界上第一个大豆细胞质雄性不育系、育成世界第一个商用大豆杂交种、研究出一套高效低成本的制种技术、建立了适于选育大豆杂交种的育种程序四项重大科技成就,研究难度大,创新性强,解决了大豆生产的难题,标志着我国在又一个重要农作物杂优利用研究与应用上,走到了世界的前面。在大豆的细胞遗传研究领域,孙寰也有重要的建树。他研究了野生大豆染色体易位频率及分布规律,主持自然科学基金重点项目,参与了野生大豆生物学研究,通过大豆远缘杂种一代花粉育性的观察,发现我国野生大豆染色体易位频率较高。不同地理来源野生大豆易位频率不同。孙寰在我国栽培大豆中首次发现两个染色体倒位系“微大鱼”和“孙吴小白眉”,进行了深入的细胞学研究,证明与已有的野生豆倒位系不同。我国在大豆染色体畸变研究领域几近空白,孙寰进行了成功的研究探索,推动了我国大豆细胞遗传学的发展。  六、创立国际大豆加工利用会议  孙寰在国际大豆学术界有一定的地位和影响。1985年,孙寰在非洲国际热带农业研究所参加会议期间,看到非洲人营养不良的状况,深感农业科技工作者的重任。恰好,会议主持人找到孙寰说:“中国是大豆的故乡,能否为世界做出一些贡献?”孙寰当即表示:“中国一定会对世界做出自己的贡献。”   此后几年,孙寰一直为推动世界大豆加工利用而努力。他积极倡导,多方联系,四处奔走于国内外,联系美国国际大豆组织(INTSOY)、国际热带研究所、日本农林渔业研究委员会、中国农业科学院、中国轻工业部发酵工业研究所等国内外6个单位,共同发起,于1990年在吉林省公主岭召开了首届国际大豆加工利用会议,共有25个国家和地区的代表与会,其中外国代表114人,孙寰担任会议主席。会议重点研讨了适合发展中国家的大豆加工技术,产生了良好的国际影响,会议取得了极大成功。这次会议以后,国际大豆加工利用会议被确定为每四年召开一次的正式国际例会,成为大豆加工领域学术交流的重要国际论坛。孙寰还积极促成了第二届会议在泰国召开。为肯定他对这一会议和推动国际学术交流做出的历史性贡献,在2000年于日本召开的第三届会议上,孙寰以会议创始人和第一届会议主席身份,被邀请参加会议并做第一个主旨报告。  孙寰还以咨询专家的身份两次参加IPRGI会议,参与大豆描述符制定和该组织发展战略研讨。应FAO邀请,参与筹建非洲和亚洲大豆网,多次应邀参加其他国家和国际大豆学术会议,为国际大豆科技发展做出了重要贡献。  七、农业科技创新的楷模  科技创新,一个民族生生不息的法宝。没有科技创新就没有人类社会的多彩瑰丽。然而,科海茫茫,奥妙无穷。科技创新包蕴着多少难以想象的艰辛,对有些人来说可能是无法变为现实的梦幻,但对大豆遗传育种家孙寰来说,创新则是他唯一的人生追求。当然,人们都知道,即使有了“三系”配套,培育大豆杂交种能否最后成功,前途还相当渺茫,继续走下去无疑还是“冒险”。但如果就此“打住”, “见好就收”,在现阶段停下来只搞细胞学等相关研究,其成果也都是世界顶尖的。既可以著书、又可以获奖,既有荣誉,又有效益,对个人来说是相当稳妥的。  孙寰毅然选择的是执意前行,即一定要实现他今生梦寐以求的目标:培育出大豆杂交种,让农民受益,重振大豆王国之雄风。于是,我们看到的孙寰仍然是带领课题组人员锲而不舍,持之以恒,在探索大豆王国科技奥秘的道路上风雨兼程。如今,他成功了。他培育的世界第一个商用大豆杂交种——杂交豆1号已经通过了省级品种审定,第二、第三个杂交大豆新品种正进入区域试验。科学研究无止境。孙寰又投入了更多新品种的选育和杂交大豆产业化工作之中。  孙寰作为首席科学家,在国家转基因植物中试与产业化基地建设中做出了重要贡献。他主持了国家转基因植物中试及产业化基地(吉林)的建设项目。该基地是国家投资7亿元,以转基因玉米、大豆产业化为目标的重大高科技项目。孙寰向国家提出建设该基地的建议,亲自撰写论证报告和建设方案,得到国家批准,并指导了基地建设的全过程,提出了基地建设指导思想。在他的指导下,基地在技术平台、设施平台建设上取得显著成绩,在国家科技部组织验收时,孙寰所作的报告得到验收专家的好评。  孙寰在吉林省农业科学院科技体制改革中,积极参与吉林吉农高新技术发展股份有限公司(简称“吉农公司”)的组建和运行,担任吉农公司副董事长和技术总监,负责吉农公司与国外公司的合作与技术交流,对公司主营业务玉米种业研发工作,提出许多调整改进意见,对公司发展起到了重要作用。吉农公司按现代企业制度管理,发展业绩良好,已被确立为吉林省和国家农业产业化重点龙头企业,名列全国种业50强第11位。孙寰对此做出了重要贡献。  20年来,孙寰主持或参与主持25个研究项目。其中有国家计委和科技部攻关项目,国家自然科学基金重点项目,“863”计划重大专项,国家转基因植物中试与产业化基地建设专项,国际合作和省重大科技专项。作为项目专家组成员,参与国家基础研究“973”项目“农作物资源核心种质构建、重要新基因发掘与有效利用研究”的管理。孙寰注重人才培养,关心人才,爱惜人才。他先后培养了一名博士后、一名博士、一名硕士。  在大豆杂优利用研究领域培养了一支高素质的科技骨干队伍,其中有的人主持了国家重点项目,有的获得了国家级荣誉。他悉心培养的助手赵丽梅博士已经主持国家“863计划”项目,成为我国新一代大豆遗传育种和杂优利用科学领域担纲之才,2004年被评为首批新世纪百千万人才工程国家级人选。在《科学通报》、《大豆科学》、《Crop Science》等刊物及国际学术会议上发表40余篇学术论文。主编了《吉林大豆》专著。  孙寰治学严谨,锐意创新。他1968年到吉林省农科院工作,在农场当工人一干11年,1982年到美国依阿华大学作访问学者,1983年开始进行大豆优势利用研究。20年如一日,他默默无闻,埋头苦干。克服缺少科研经费、立不上课题、助手离去、别人不理解,研究成功希望渺茫等重重困难,乐于吃苦,甘于奉献。虽然国外科研工作和生活条件优越,但他多次出国都按时归来;曾担任副所长、副院长,有机会选择易出成果有效益的课题,他没有;多年来节假日、双休日不休息,每天工作到夜里10点,甚至更晚。大豆开花季节,他与课题组人员一样在田间做杂交,一干就是一天。崇尚务实,反对浮躁,在科技立项或报成果时从不浮夸,实事求是。信念坚定,追求执着。即使是在农场当工人,也坚持每天学英语,为以后出国进行学术交流奠定基础,同时把劳动当作接触农业生产实践的好机会,把学到的书本知识应用于生产,对以后取得重大科研成果发挥了重要作用。孙寰认为,科学家要有创新意识,有责任感,那种安于现状,满足在低水平上重复别人走过的路,不是科学家的价值观。他敢为人先,不畏险阻,克难制胜的英雄气概和创新精神为广大科技人员所景仰。  如今,69岁的孙寰研究员正在加紧进行杂交大豆新品种选育和加速产业化研究继续努力着,他要为我国现代农业发展,增加农民收入,全面建设社会主义新农村做出新的贡献。

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自然科学论文——遗传学论文  论文概要:介绍遗传,变异,生物物种多样性的概念及它们之间的关系,还有人类对生物资源的创造和利用状况。并且,在论述中强调了对这些生物资源的利用要合理适当,要保护自然界生物多样性。  首先,让我们来看看遗传,变异及生物多样性的概念及其所包含的一些内容:  1.遗传:是指生物亲代与子代之间、子代个体之间相似的现象,一般是指亲代的性状又在下一代表现的现象。但在遗传学上,是指遗传物质从上代传给后代的现象。  2.变异:生物有机体的属性之一,它表现为亲代与子代之间的差别。变异有两类,即可遗传的变异与不遗传的变异。现代遗传学表明,不遗传的变异与进化无关,与进化有关的是可遗传的变异,后一变异是由于遗传物质的改变所致,其方式有突变与重组。  突变可分为基因突变与染色体畸变。基因突变是指染色体某一位点上发生的改变,又称点突变。发生在生殖细胞中的基因突变所产生的子代将出现遗传性改变。发生在体细胞的基因突变,只在体细胞上发生效应,而在有性生殖的有机体中不会造成遗传后果。染色体畸变包括染色体数目的变化和染色体结构的改变,前者的后果是形成多倍体,后者有缺失、重复、倒立和易位等方式。突变在自然状态下可以产生,也可以人为地实现。前者称为自发突变,后者称为诱发突变。但是自发突变通常频率很低,诱发突变是指用诱变剂(X射线,γ射线、中子流及其他高能射线,5-嗅尿嘧啶、2-氨基嘌呤、亚硝酸等化学物质,以及超高温、超低温等)所产生的人工突变。  3.生物多样性:指一定范围内多种多样活的有机体(动物、植物、微生物) 有规律地结合所构成稳定的生态综合体。 这种多样性包括动物、植物、微生物的物种多样性,物种的遗传与变异的多样性及生态系统的多样性。其中,物种的多样性是生物多样性的关键,它既体现了生物之间及环境之间的复杂关系,又体现了生物资源的丰富性。  另外,遗传(基因)多样性是指生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性。物种多样性是生物多样性在物种上的表现形式,可分为区域物种多样性和群落物种(生态)多样性。生态系统多样性是指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样性。(1)  知道了遗传,变异及自然界生物物种多样性的概念,下面让我们来看看它们之间的关系:  首先来看遗传与变异的关系:遗传与变异是矛盾的但又对立统一的关系。由于遗传而确保了生物的稳定性和世代延续性,是相对“不变”的;而变异是绝对的“变”,它使生物原有的特性发生改变,从而产生出新的生物性状或类型,为生物的进化与发展提供动力。没有变异,遗传只能是简单的重复,生物就无法进化。因此,在维持物种的稳定性上,遗传与变异是对立的。然而,没有遗传,变异就不能积累,新的变异就失去了意义,生物同样也不能进化。所以,在进化方面,遗传和变异又是统一的。  理清了遗传与变异的关系,现在再来看遗传和变异与自然界生物物种多样性的关系:  遗传与变异是自然界生物多样性的基础,是遗传和变异为生物的发展、进化提供了原材料。具体来说,遗传是生物稳定性的基础,变异是生物多样性的前提,两者是对立统一的关系。在遗传和变异的共同作用下,自然界生物存在着多样性,同时各种生物又具有其自身的特点,能够与其它生物种类加以区分。总之,没有变异,自然界就不会多姿多彩,就不会有自然界的多样性;没有遗传,自然界就会处于无序状态,也不会有自然界的多样性。 (2)  现在,我们已经知道了遗传和变异与自然界生物物种多样性的关系,那么生物多样性有什么价值,人类又是怎样利用的呢?让我们来看看下面的资料:  一.1993年,联合国环境署组织专家编写的《生物多样性国情研究指南》中,将生物多样性价值划分为5种类型:  1.具显著实物形式的直接价值;  2.无显著实物形式的直接价值;  3.间接价值;  4.选择价值;  5.消极价值。(3)  二.表一:  中国生物多样性国情研究报告的价值分类系统  主要价值类型 直接使用价值 间接价值 选择价值或潜在价值 存在价值或内在价值  产品及加工品直接使用价值 服务价值  对人们提供效益的典型用途 林业,农业,畜牧业,渔业,医药业,工业,餐饮业,消费性利用价值 旅游观光价值,科学文化价值,畜力使役价值 有机物生产,维持大气平衡,物质平衡,水土保持,净化环境 潜在使用价值,潜在保留价值 确保自己或别人将来能利用某种资源或某种效益  从资料中可以看出:生物多样性是全人类共有的宝贵财富。生物多样性为人类的生存与发展提供了丰富的食物、药物、燃料等生活必需品以及大量的工业原料。生物多样性维护了自然界的生态平衡,并为人类的生存提供了良好的环境条件。生物多样性是生态系统不可缺少的组成部分,人们依靠生态系统净化空气、水,并充腴土壤。此外,科学实验证明,生态系统中物种越丰富,它的创造力就越大。自然界的所有生物都是互相依存,互相制约的。每一种物种的绝迹,都预示着很多物种即将面临死亡。  生物多样性还具有重要的科学研究价值。每一个物种都具有独特的作用,例如利用野生稻与农田里的水稻杂交,培育出的水稻新品种可以大面积提高稻谷的产量。在一些人类没有研究过的植物中,可能含有对抗人类疾病的成分。这些野生动植物如果绝迹,是人类的重大损失。另外,生物物种资源是国民经济持续发展的基础,是人类生存和社会可持续发展的战略性资源,也是农业发展的基石。每个生物物种都包含丰富的优良基因,基因资源的挖掘可以给国家带来财富,给人类带来文明。一个基因甚至可以影响一个国家的经济,乃至一个民族的兴衰。矮秆基因的发现导致了全世界粮食生产的“绿色革命”;水稻雄性不育基因的利用,创造了中国杂交稻的奇迹;优质羊毛基因的育种应用直接繁荣了澳大利亚的畜牧业生产。过去数十年来,全世界植物新品种不断推新,粮食亩产快速提高,正是得益于生物物种及其遗传多样性的贡献。生物物种资源的拥有和开发利用程度已成为衡量一个国家综合国力和可持续发展能力的重要指标之一 。(4)  因此,我们可以毫不夸张的说:生物多样性是人类赖以生存和社会可持续发展的物质基础,对于人类的生活起着极其重要的作用!  因为生物多样性如此重要,而生物多样性保护不仅能对当代产生最大的持续利益,而且还能造福子孙后代。因此,开展生物多样性的研究,保护和可持续利用成为各国政府及社会各界有识之士共同关注的主要问题。下面就让我们来谈谈这个问题:  保护生物多样性的措施主要有三条:(1)建立自然保护区。建立自然公园和自然保护区已成为世界各国保护自然生态和野生动植物免于灭绝并得以繁衍的主要手段。我国的神农架、卧龙等自然保护区,对金丝猴、熊猫等珍稀、濒危物种的保护和繁殖起到了重要的作用。(2)建立珍稀动物养殖场。由于栖息繁殖条件遭到破坏,有些野生动物的自然种群,将来势必会灭绝。为此,从现在起就必须着手建立某些珍稀动物的养殖场,进行保护和繁殖,或划定区域实行天然放养。如泰国对鲜鱼的养殖。(3)建立全球性的基因库。如为了保护作物的栽培种及其它可能会灭绝的野生亲缘种,建立全球性的基因库网。现在大多数基因库贮藏着谷类、薯类和豆类等主要农作物的种子。(5)  在保护生物多样性的基础上,人类可以通过一些方法(比如说诱变,基因合成,转基因等)创造出更多人类生活所需的物种,从而满足人类各种各样的需求。另外还有一些方法可产生新物种,如利用激素处理,植物的组织培养技术,但它们要么无法产生新的品种,要么把产生的变异遗传下去,这样在一定程度上影响了效率。  19世纪初,孟德尔的遗传定律被重新提出;  20年代,美国人将杂交原理运用到玉米育种上,取得了显著效果;  40年代,育种的手段中又增加了杂交转导,转化的技术;  50年代,美国人发现了DNA分子的双螺旋结构模型,分子生物学开始发展;  70年代,中国将杂交原理应用于水稻增产,获得了巨大的成功;  现在,只要我们作好当下的生物资源的保护工作,当我们展望未来时,我们有理由相信:到那时,生物资源的研究和利用将带给人类更多的财富!  参考资料:(1),(2),(5)百度论坛  (3)联合国环境署中相关材料  (4)中国食品产业网  (6)图片来源:百度图片库

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