如何利用植物表型技术培育更加高效高产的作物?
近期,纽约时报报道了Robert Furbank博士(澳大利亚国立大学、澳大利亚研究委员会转化光合作用卓越中心主任)的研究工作。 澳大利亚国立大学植物生长舱(Growth Capsule)中培育的小麦品种由于全球气候变化的影响,诸如温度升高、干旱加剧、风和降雨模式改变都在威胁农业生产,从而使全世界都在面临逐渐逼近的粮食短缺危机。Furbank博士和他领导的科研中心与全球相关科学家合作,瞄准了一个大胆的粮食危机解决方案:让作物更加高效地传导光合作用。作物生理学家估计,如果植物光合效率可以提高5%,那么大部分作物的产量可以提高20%。这对养活全球不断增长的人口会是一个非常大的帮助。据预测,到2050年,全球人口会从现在的75亿增长到100亿。而科学家估计作物产量要增长70%以上才能满足需求。回顾历史,得益于一系列统称为绿色革命的农业革新,在1960-2010年间,全球粮食产量增长了175%。通过培育高产作物、改善氮肥的使用以及改良灌......阅读全文
利用植物表型组学挖掘基因组学的成果
到2050年,全球人口将达到97亿,预计作物产量翻一番才能满足全球人口的粮食需求。为了达到这一目标,作物产量需每年增长2.4%,但目前作物产量平均增长率仅为1.3%。作物生产性能的遗传改良仍然是提高作物生产力的关键因素,但当前的改善速度无法满足可持续性和粮食安全的需要。为了确保粮食安全、生态系统的可
研究发现新“绿色革命”作物关键基因
中国水稻种植面积占世界水稻种植面积的20%,但氮肥用量却占全球用量的37%。持续大量的氮肥投入,不仅浪费了资源和能源,还加剧了土壤酸化、水体富营养化和农业温室气体排放等一系列问题。8月16日,中国科学院遗传与发育生物学研究所傅向东课题组关于赤霉素信号传导途径调控植物氮肥高效利用的最新成果在线发表
利用激光雷达LiDAR植物表型3D成像系统
口的不断增长给当今世界的粮食安全带来了挑战。基因改造工具为快速开展新作物鉴定和开发研究开辟了一个新时代。然而,植物表型分析技术的瓶颈限制了基因-表型发育的一致性,因为表型是鉴定潜在作物以提高产量和抵抗不断变化的环境的关键。在利用现有传感器和技术的同时,已经进行了"高通量"植物表型分析的各种尝试。然而
科学家寻求更好方法培育定制化作物
当来自全球的作物工程师日前聚集在英国伦敦时,他们的研究目标颇为宏大:培育更高效利用水分的水稻、需要更少肥料的谷物以及由增强光合作用提供动力的超高产木薯。 作物工程联盟研讨会的150名与会者带来了各种想法以及分子工具。多亏了合成生物学和自动化技术的发展,若干项目已拥有1000多个经过改造的基因和
基因“黑客”要种定制庄稼
当来自全球的作物工程师日前聚集在英国伦敦时,他们的研究目标颇为宏大:培育更高效利用水分的水稻、需要更少肥料的谷物以及由增强光合作用提供动力的超高产木薯。 作物工程联盟研讨会的150名与会者带来了各种想法以及分子工具。多亏了合成生物学和自动化技术的发展,若干项目已拥有1000多个经过改造的基因和
十二五“农林植物种质资源发掘与创新利用”项目通过验收
近日,科技部农村司在京组织召开“十二五”国家科技支撑计划“农林植物种质资源发掘与创新利用(2013BAD01B00)”项目验收会。 项目实施以来,在农林作物资源收集、性状鉴定、基因发掘、种质创制等方面开展了大量研究,并取得了丰硕成果,为农林植物育种提供了新基因和新材料。收集、编目入库农林植
林鸿宣等呼吁:积极慎重面对生物育种技术的变革
在以“作物生物育种及安全检测评估”为主题的第43期上海院士沙龙上,陈晓亚、洪孟民、沈允钢和林鸿宣等院士和专家呼吁,要积极慎重对待生物育种技术的变革。 中国科学院院士、中科院上海生命科学研究院植物生理生态所研究员林鸿宣,上海交通大学生命科学技术学院教授张大兵,复旦大学生命科学学
应用叶面积仪提高植物光能利用效率
光是植物生长发育的基本环境因素,而植物利用光能,主要是通过叶片来完成。研究表明,植物将光能转化成植物所需能量的能力与植物的叶面积有很大的关系,合理的叶面积是植物充分利用光能、保证高产、优质的重要条件。因此在现代农业研究和生产指导等工作中,植物叶面积的测量变成了一项越来越重要的工作,而利用
山区油菜周年高产高效技术模式示范成功
23日,从湖北建始山区油菜周年高产高效技术集成模式观摩会传来喜讯,经专家成熟前测产,中国农科院油料所选育的高产高油优质菜油两用油菜品种“大地199”在油菜—大豆轮作示范中,每亩采摘300公斤菜薹后,菜籽理论产量271.2公斤,预计实收产量在220公斤以上。菜籽和菜薹综合产值平均每亩达2308元,亩纯
研究发现新“绿色革命”作物关键基因
本报讯 中国水稻种植面积占世界水稻种植面积的20%,但氮肥用量却占全球用量的37%。持续大量的氮肥投入,不仅浪费了资源和能源,还加剧了土壤酸化、水体富营养化和农业温室气体排放等一系列问题。8月16日,中国科学院遗传与发育生物学研究所傅向东课题组关于赤霉素信号传导途径调控植物氮肥高效利用的最新成果
植物育种表型筛选技术方案与案例分享
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
利用植物真菌检测仪诊断作物做到配方用药
植物病害的种类很多,如果不能够及早发现并甄别的话,那么就有可能造成较大的农业损失,而与外观鉴别的方式不同,利用植物真菌检测仪来诊断作物病害,能够做到及早发现植物病害,并且准确识别植物病害的种类,从而帮助农业工作者做到配方用药,提高病害防控的效果。 过去植物病害的诊断,主要是通过田间症状观察,从植
现代分子育种研究进展
从过去到现在,世界各国的顶尖育种工程师们一直都在为未来的发展提供更好的产品而努力。祖辈们和上一代的园丁们精心挑选出最适合当地条件的作物种子并加以妥善保存,以期在来年或今后更长的时间内能获得好的收成。以番茄为例,在经过几十年的选择性育种后,各种地方品种的种子表现出了明显的特定区域特征。这些品种随着时间
赤霉素信号途径调控作物氮肥高效利用研究获进展
农业生产中,大量施用氮肥是水稻、小麦等农作物增产的重要措施。然而,氮肥的使用量逐年增加并未带来农作物产量的大幅提高,经济效益和生态效益反而呈下降趋势。因此,培育氮肥高效利用的新品种是降低生产成本、减少环境污染、绿色高效提高水稻、小麦等农作物产量的有效途径。 8月16日,英国《自然》(Natur
坚持“减肥”18年,1%的成功是他们的前驱力
原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/4/499559.shtm作为一名遗传学研究者,通俗地说,中国科学院遗传发育所(以下简称遗传发育所)研究员傅向东是一个给水稻“减肥”的人。“人吃多了会胖,容易伴发代谢疾病。水稻和人一样,肥吃多了也会‘变懒’——
林业资源培育及高效利用技术创新重点专项专家组工作会
为及时了解和掌握专家组项目跟踪情况,研究专项2019年度工作重点,优化科研管理,提升专项管理绩效,农村中心于5月24日在北京组织召开了林业资源培育及高效利用技术创新重点专项总体专家组2019年度工作会。 农村中心林业专项管理团队介绍了林业专项总体实施情况和2019年度工作重点;与会专家认真交流
如何利用叶绿素仪来帮助苹果提高产量?
叶绿素仪主要是用来测定叶绿素含量的仪器。那为什么说叶绿素仪可以指导苹果施肥呢?原理,SPAD502叶绿素仪测出的值是spad值,而spad值与植物的氮素含量具有一定的比例关系。知道了植物的spad值,我们就知道植物的氮素含量,这样就能知道苹果是否缺少肥料或者缺少多少肥料。但是由于很多地方经济实力不够
如何利用叶绿素仪来帮助苹果提高产量?
叶绿素仪主要是用来测定叶绿素含量的仪器。那为什么说叶绿素仪可以指导苹果施肥呢?原理,SPAD502叶绿素仪测出的值是spad值,而spad值与植物的氮素含量具有一定的比例关系。知道了植物的spad值,我们就知道植物的氮素含量,这样就能知道苹果是否缺少肥料或者缺少多少肥料。但是由于很多地方经济实力不够
中科院傅向东研究组历时六年攻关,最新发表Nature文章
在农业生产中,大量施用氮肥一直是水稻、小麦等农作物增产的重要措施。然而,氮肥的使用量逐年增加并未带来农作物产量的大幅提高,经济效益和生态效益反而呈下降趋势。因此,培育氮肥高效利用的新品种是降低生产成本、减少环境污染、绿色高效提高水稻、小麦等农作物产量的一种有效途经。8月16日,英国《自然》杂志以研究
无人机多视角成像技术在估算小麦幼苗分蘖数上的应用
随着图像处理技术的不断发展,使用基于传感器技术的方案对作物进行监测正变得越来越便捷。得益于此,田间表型领域的研究已取得了许多显著进展,但其仍被认为是作物遗传改良的瓶颈所在。 目前,如何更好地抵御气候变化已成为作物(例如小麦)种植中的主要问题,而随着近年来极端气候事件的不断发生,作物单产之间的差异可能
李家洋团队连发Nature子刊等三篇文章:介绍水稻理想株型
水稻是重要的粮食作物,是我国60%以上人口的主粮。在粮食危机和人们生活水平日益增长的双重压力下,育种学家和稻米种业长期以来致力于培育“高产优质”型超级水稻新品种,但是传统育种进展缓慢。随着水稻功能基因组的发展,“品种设计育种”应运而生,其重要内容之一是将重要农艺性状关键基因的优异等位形式高效聚合
新技术构建机器学习模型可预测玉米株高
近日,中国农业科学院生物技术研究所玉米功能基因组团队与作物代谢调控与营养强化团队合作,首次对玉米自交系全生育期进行全自动高通量无损监测,深入解析了玉米株高形成的动态遗传基础和调控网络,并通过机器学习构建了株高的智能预测模型。该研究为玉米表型精准鉴定、重要基因克隆和株型改良提供了有效策略和新的基因资源
作物表型组学联合研究中心在武汉成立
7月27日,中国科学院与湖北省联合共建的作物表型组学联合研究中心在武汉揭牌成立。该中心依托中科院种子创新研究院建设,以现代农业领域作物表型组学为主要研究方向,联合科研机构、高等院校、种业公司等50余个单位,围绕植物表型组学先进技术和装备,努力提升原始自主创新能力,逐步形成领先的作物表型组学研究与
人工培育富含叶酸作物瓶颈突破
上海生命科学研究院植生生态所公布一项最新研究,提出了叶酸通过ECF转运蛋白跨膜转运机制的模型,这是膜转运蛋白研究领域的重大突破,为人们理解维生素(特别是叶酸)如何跨细胞膜转运进入细胞的过程迈出了一大步,对今后人工培育富含叶酸的作物品种具有重要作用。4月14日《自然》(Nature)在线发表了该项
香山科学会议综述:学科交叉为植物染色体工程注入新活力
安徽中医学院中药标本中心收藏有药用植物蜡叶标本7万多份,数量居全国医药院校之首。除一般的标本外,还有许多地道药材和特色药材的专题标本和珍稀濒危的模式标本,为研究安徽和全国中药材资源,以及普及中药知识提供了丰富的实物资料。图为研究人员向参观者介绍标本中心珍藏的珍贵中药标本。(
高通量小型植物光合表型测量系统的技术原理
叶绿素a荧光作为光合作用研究的探针,是研究各种逆境胁迫(干旱、高温、低温、营养缺失、污染、病害等)对植物影响的强大工具,亦被广泛用于筛选同一植物品种的不同基因型。叶绿素a荧光不仅能反映光能吸收、激发能传递和光化学反应等光合作用的原初反应过程,而且与电子传递、质子梯度的建立及ATP合成和CO2固定
植物病理表型测量系统的主要技术参数
相机传感器类型:CCD 相机分辨率:600万像素 @ 14bit 脉冲光强度:0-6000 umol/m-2 s-1 光化光强度:100-700 umol/m-2 s-1 成像类型:GFP成像、叶绿素荧光成像、可见光成像、多光谱成像、病斑成像、各种光合参数成像、NDVI成像、可见光表型分
我国科学家发现水稻高产基因
记者22日了解到,中国农业科学院作物科学研究所周文彬研究员团队在水稻中研究发现了水稻高产基因OsDREB1C。 北京时间7月22日凌晨,相关研究成果在国际著名学术期刊《科学》(Science)杂志以研究长文的形式在线发表。该研究历时7年完成。 据介绍,基因OsDREB1C可提高光合作用效率和氮素
植物表型分析系统的特点
1、基于育种过程和作物生长过程的流程化管理,实现育种的标准化生产和对育种过程的全景式管控。 2、以PDA等手持设备代替纸本进行田间数据采集,方便灵活,省时省力。同时,可通过无线网随时随地将采集的数据上传数据库,提率。 3、标准的数据库管理,可实现海量级的数据存储,保证数据的安全和统一标
植物表型成像系统WIWAM-Screening技术指标相关
成像分析平台宽10m、高度可调(较大高度2.5m),可沿10m宽样带移动成像分析,样带轨迹长度100m,具备GPS有效定位系统 可通过外接传感器和软件系统自动采集光和有效辐射、CO2浓度(选配)、空气温湿度、风速等环境因子 可自动进行RGB成像分析、叶绿素荧光成像分析、热成像分析、高光谱成像