科學家總結提高作物產量的遺傳策略

2020-12-17 科學網

科學家總結提高作物產量的遺傳策略

作者：

小柯機器人

發布時間：2019/11/7 15:21:58

近日，美國加州大學舊金山分校Julian I. Schroeder與加州大學河濱分校Julia Bailey-Serres等研究人員合作討論了提高作物產量的遺傳策略。2019年11月7日，國際學術期刊《自然》發表了這一綜述論文。

研究人員表示，當前的農作物產量預期不足以在2050年之前養活全世界的人口。由於病蟲害和病原體的變化、降水、熱浪和其他極端天氣因素造成的氣候壓力限制了產量，必須實現更大和更穩定的農作物產量。

研究人員討論了植物科學解決綠色革命後農業挑戰的潛力，並探索了在氣候變化中增強可持續作物生產和恢復力的新興戰略。加速作物改良必須利用自然進化的性狀和機制理解推動的改造工程，從而產生確保未來收成所需的彈性生產系統。

附：英文原文

Title: Genetic strategies for improving crop yields

Author: Julia Bailey-Serres, Jane E. Parker, Elizabeth A. Ainsworth, Giles E. D. Oldroyd, Julian I. Schroeder

Issue&Volume: 2019-11-06

Abstract: The current trajectory for crop yields is insufficient to nourish the worlds population by 20501. Greater and more consistent crop production must be achieved against a backdrop of climatic stress that limits yields, owing to shifts in pests and pathogens, precipitation, heat-waves and other weather extremes. Here we consider the potential of plant sciences to address post-Green Revolution challenges in agriculture and explore emerging strategies for enhancing sustainable crop production and resilience in a changing climate. Accelerated crop improvement must leverage naturally evolved traits and transformative engineering driven by mechanistic understanding, to yield the resilient production systems that are needed to ensure future harvests. Genetic strategies for improving the yield and sustainability of agricultural crops, and the resilience of crops in the face of biotic and abiotic stresses contingent on projected climate change, are evaluated.

DOI: 10.1038/s41586-019-1679-0

Source:https://www.nature.com/articles/s41586-019-1679-0

相關焦點

  • 【Nature】全面綜述提高作物產量的方法!
    該文章討論了利用植物科學解決綠色革命後農業挑戰的潛力，並探索了在氣候變化中增強作物可持續生產。 此外，該文還認為加速作物改良必須利用自然進化的性狀和合成生物學。1960年代的綠色革命使主要的主糧作物（小麥，玉米和大米）的產量急劇增加，從而滿足了全球人口不斷增長的需求。這主要依賴於優良品種育種及雜交作物的發展、肥料的應用以及通過大量公共投資來提高管理水平來實現的。
  • 遺傳發育所與德國植物遺傳和作物研究所籤署合作備忘錄
    10月20日至21日，中國科學院遺傳與發育生物學研究所-德國植物遺傳和作物研究所(Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research，IPK)植物生物學雙邊研討會在北京召開，雙方30餘位科學家和近百名學生參加了會議。
  • 作物高產的潛力來源於哪裡?提高作物產量的途徑又是什麼呢?
    我們很多農民其實對於作物高產的潛力來源都是不太清楚的，對於如何有效地增加農作物的產量也是比較懵懂的。我們今天這篇文章就和大家分享一些關於農作物高產潛力來源和提高產量途徑的知識。雖然這些知識比較書本化，但是我認為這對於我們農民從事農業生產還是有很大的好處的。
  • 科學家改良光合效率製造超級作物,十五年後至少可增產20%
    2016年，《科學》雜誌發表了一份RIPE項目研究團隊的工作進展，表明該途徑可以有效提高20%作物產量，這與傳統育種中每年僅有1-2%的產量增加相比是一個巨大進步。不過，要有效運用到改良的作物中一般需要15年左右的時間。
  • 英研究稱:增加植物根毛長度可提高作物產量
    英研究稱：增加植物根毛長度可提高作物產量
  • 中國研究人員在提高植物光合效率和產量方面...
    今天，國際植物生物學著名期刊NaturePlants在線發表了中國科學院分子植物科學卓越創新中心，植物分子遺傳國家重點實驗室郭房慶研究組的最新突破性研究成果。該項研究在提高植物光合效率和產量方面取得突破性進展。
  • 我國科學家在提高植物光合效率和產量方面取得突破性進展
    中國科學院分子植物科學卓越創新中心研究員郭房慶團隊在提高植物光合效率和產量方面取得進展，讓「光合作用」不再被「高溫」困擾，為應對溫室效應導致全球氣候變暖條件下的糧食安全生產挑戰，提供了解決方案。相關成果4月21日在線發表於《自然—植物》。　　溫度是影響植物生長周期和地理分布的主要因素之一。
  • 科學家發現禾本科作物中葉片直立調控機理
    記者從中國農科院作物科學研究所獲悉，該所農作物基因資源與基因改良國家重大科學工程「特色農作物優異種質資源發掘與創新利用創新團隊」和「作物功能基因組研究創新團隊」聯合中國科學院遺傳發育所農業資源研究中心，闡釋了穀子的DPY1作為油菜素內酯信號的「剎車」基因調控葉片披垂與直立的分子機制，為禾本科作物株型研究提供了新思路
  • 2021四川農業大學作物遺傳育種考研成功經驗指導
    作為2020年應屆畢業生，經過一年的努力學習，本人憑著初試360分，複試第一的成績，成功上岸四川農業大學的作物遺傳育種專業，對此成績，我個人感覺較為滿意。最初在選擇院校的時候，因為2019年考研情況極其慘烈，而我本人本科院校又屬於民辦三本院校，因此在制定目標院校時，採取的策略是選擇不那麼強勢的211院校，再加上自己本身更願意學習農業，因此選擇了四川農業大學的作物遺傳育種專業。本人所選擇的作物遺傳育種專業屬於農學學科，屬於學碩，考察科目分別為101統考思想政治理論、201統考英語一、655植物生理學、854生物化學基礎。
  • 2021四川農業大學作物遺傳育種考研成功經驗指導
    作為2020年應屆畢業生，經過一年的努力學習，本人憑著初試360分，複試第一的成績，成功上岸四川農業大學的作物遺傳育種專業，對此成績，我個人感覺較為滿意。最初在選擇院校的時候，因為2019年考研情況極其慘烈，而我本人本科院校又屬於民辦三本院校，因此在制定目標院校時，採取的策略是選擇不那麼強勢的211院校，再加上自己本身更願意學習農業，因此選擇了四川農業大學的作物遺傳育種專業。
  • 作物數量性狀基因的克隆方法及育種應用
    本文綜述了作物數量性狀基因克隆中比較常用的三種方法：圖位克隆、轉座子標籤法以及同源序列法，並總結了部分數量性狀基因在作物抗性育種、高產優質育種以及生育期育種中的成功案例。隨著基因克隆的方法日趨完善和成熟，以及作物參考基因組序列不斷地被揭示，越來越多的數量性狀基因將得以克隆，這些基因資源和信息將幫助育種工作者極大地提高遺傳分析的準確性和育種的有效性。
  • 遺傳發育所儲成才課題組實現水稻施氮肥少而產量高...
    面對人口的爆炸式增長，長期以來育種的首要目標是高產，推動水稻第一次綠色革命的矮稈育種，使之能在大量施用化肥情況下，植株不會過高而造成倒伏，從而在高肥下獲得較高產量。然而，長期高肥下的育種導致一些重要基因資源的丟失，以致主栽水稻品種肥料利用效率普遍較低。因此，對於未來的可持續農業而言，提高作物的氮利用效率至關重要。
  • 德國科學家開發出對付蚊子和其它害蟲的新策略
    [導讀] 德國弗勞恩霍夫研究所的研究者們正在開發一種新的物種特異性策略，在不危害環境的前提下，使害蟲得到有效控制。南美洲正在和傳播黃熱病、登革熱和寨卡病毒的亞洲虎紋作鬥爭。在中歐，葡萄酒行業和水果種植者正在擔憂，醋蠅類中一種被稱為斑點翅果蠅的傢伙會導致大範圍的作物歉收。
  • 科學網—專家稱轉基因技術不會改變農作物遺傳規律
    轉基因技術能夠解決人類面臨的食物短缺、能源危機、資源匱乏等問題，但由於需要評估轉基因品種表現性狀和遺傳變異效應，大眾質疑聲不絕於耳。在轉基因問題採訪中，科學家和傳播專家多次強調，媒體報導和網站上的一些傳言，不論在轉基因還是其他科學問題上，都不能成為證據，除非它們是來自專業科學雜誌上正式發表的論文。
  • 史無前例,中科院遺傳發育所高彩霞背靠背發表2篇Nature Biotec,這是其2108年第三篇(系統總結,值得收藏!)
    1Nature Biotechnology :基因編輯加速野生番茄人工馴化馴化是伴隨人類文明發展而出現的一種進步行為，作物馴化使人類可以把野生植物改造成穩定生產食物的栽培作物，但隨著馴化和改良的不斷深入，作物的遺傳多樣性和對生物與非生物脅迫的抗性逐漸降低，抗逆育種遭遇瓶頸。
  • 國家作物種質庫裡保存著50多萬份作物基因
    為此，新京報記者探訪了國家作物種質庫，邀請專家解讀，現代種質庫如何保護和利用種質資源。國家作物種質庫。新京報記者 王巍 攝留住那些消失的種子種質，是指攜帶生物遺傳信息且具有實際或潛在利用價值的載體，包括種子、花粉、芽等多種形態。
  • 遺傳學家找到提高玉米產量的新方法
    玉米是一種不可缺少的糧食作物,養活著世界上數十億的人口.隨著全球人口激增,預計到本世紀中期將達到80-90億的人口數量,因此,提高糧食作物的產量具有重要的意義.David Jackson教授來自冷泉港實驗室（CSHL）,他和他的同事在Nature Genetics上所發表的研究成果是數十年關於如何通過遺傳工程來增加玉米種子數目的研究的積累.
  • 李森科:蘇聯科學家的噩夢
    「春化處理」的做法在俄羅斯農業史上早已有之，但之前沒有科學家對此進行過理論解釋。李森科則運用生物學理論對「春化處理」進行了系統解釋。他聲稱，經過「春化處理」後，作物的成長會加速。他誇口說，「春化處理」是防治作物霜凍的靈丹妙藥。然而，李森科證明「春花處理」促進作物成長加速效果的，不是嚴謹可靠的科學實驗，而是一系列的弄虛作假，隨意吹噓。
  • 【中國新聞網】中美科學家聯合破譯ABA提高作物抗旱性分子機制
    【中國新聞網】中美科學家聯合破譯ABA提高作物抗旱性分子機制 2016-02-03 中國新聞網 韋柳 【字體：大 中 小】
  • 生物菌肥與有機肥配合使用,增加土壤養分,提高作物產量
    土壤中除了有益微生物之外，也有病原菌及有害菌的存在，這些有害微生物同樣地會利用有機質來大量繁殖，其結果除了造成作物的病害之外還會導致土壤問題越發嚴重。因此，有機物的施加必須配合以有益微生物來對抗病原菌才能有助於作物和土壤。