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双绿源创新 | 科技利器助力耐极端气候与抗病作物新品种培育

 时间:2024-12-25

现代农业育种,面对全球气候变化和病害频发的双重挑战,如何培育出既耐极端气候又具备高度抗病性的优良品种,成为科研人员和育种家关注的焦点。双绿源凭借“基因芯片+植物工厂+基因大数据”的创新成果,为这一难题提供了高效解决方案。


一、极端气候耐性鉴定和抗病鉴定在育种中的应用

1. 提高作物环境适应性


(1)耐低温鉴定:通过在低温条件下对作物进行鉴定,可以筛选出耐低温的品种。这些品种能够在低温环境下正常生长发育,对于应对冬季低温、春季倒春寒等不利气候条件具有重要意义。例如,在小麦育种中,耐低温品种可以在冬季抵御低温冻害,保证来年春季的正常返青和生长,从而提高产量和质量。
(2)耐高温鉴定:高温鉴定有助于筛选出耐高温的品种。在高温环境下,作物的生长发育会受到抑制,甚至出现热害。耐高温品种能够在高温条件下维持正常的生理活动和生长发育,对于应对夏季高温、干旱等极端气候条件至关重要。例如,在水稻育种中,耐高温品种可以在高温季节保持较高的光合作用效率和结实率,从而提高产量。


2. 抗病育种


在高湿度条件下,作物更容易受到病害的侵袭。通过高湿度抗病鉴定,可以筛选出具有较强抗病性的品种。这些品种能够在高湿环境下有效抵抗病原菌的侵染,减少病害的发生和蔓延,降低农药使用量,实现绿色防控。例如,在番茄育种中,抗病品种可以在高湿环境下有效抵抗灰霉病、晚疫病等病害的侵袭,保证果实的品质和产量。


3. 基因资源发掘与利


通过高低温耐性鉴定和高湿度抗病鉴定,可以发掘出具有特定抗性性状的基因资源。例如,在耐低温鉴定中,科研人员可以发现调控作物耐低温的关键基因,如COLD1基因等。这些基因资源可以用于分子标记辅助选择育种,提高育种效率,加速优良品种的培育进程。

二、双绿源植物工厂在作物表型鉴定中的优势











1. 精准环境控制


双绿源植物工厂能够实现对温度、湿度等环境因素的精准控制。以极端高温植物工厂为例,可将温度稳定控制在43℃±1℃,湿度可控制范围为40-90%±5%(数据来自真实案例)。这种稳定性为模拟极端气候环境提供了可靠保障,使育种家能够准确评估作物在极端条件下的生长表现和生理反应,从而筛选真正耐极端气候的品种。


2. 空间高效利用


采用上、下两层的布局结构,每间种植约450盆水稻,每盆2株(两层约60㎡)。这种立体栽培方式大幅提高了空间利用率,在有限的面积内能够培育更多的植株,加快了育种进程,降低了育种成本。


3.全生育期光照管理


采用全生育期植物生长灯,苗期光照强度设定为40%,成株期光照强度升至100%,便可实现一灯满足水稻不同生育期的种植需求。同时,配备升降灯架,可随植株生长高度调整灯具位置。这种灵活的光照调控方式,能够满足水稻不同生长阶段对光照强度的需求,促进植株健康生长,提高产量和品质。

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升降灯架

4.优异生长效果


在植物工厂内培育的水稻,植株分蘖可超10个,穗大饱满,结实率高。这表明环境条件非常适宜水稻生长,能够充分发挥其遗传潜力,可为育种工作提供高质量的种质资源。

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水稻极端高温植物工厂

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水稻高湿度植物工厂


三、双绿源基因芯片在作物基因型鉴定中的优势

1. 高效精准的基因型分析


高通量检测,标记多态性高且分布均匀,技术重复性高达99.9%,分析相对简单、快速,一周之内就可以获得基因型数据,非常高效。


2.广泛的适用性与功能标记


基因芯片不仅适用于多种作物,包括水稻、油菜、番茄和玉米等,而且水稻基因芯片还添加了与作物重要性状相关的功能标记,可检测142个功能基因,其中包括9个耐冷基因、6个耐热基因和18个抗病基因等。


3.提升育种效率与智能育种工具


基因芯片可以通过提前预测不同组合的效果,实现精准育种,显著提高育种效率。此外,基因诊断平台的智能设计育种工具,利用用户友好型的网站界面以及可交互的可视化图形,快速分析作物基因型数据和表型数据,为用户提供了便捷易用的育种支持。



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大量研究表明,极端气候耐性鉴定和抗病鉴定对育种尤为重要,双绿源“基因芯片+植物工厂+基因大数据”的结合运用,实现了表型和基因型的同步获取和高效管理。这种双重鉴定方式,使得育种家能够全面了解植株的性状表现和遗传背景,为选育出既具备优良表型又携带目标基因的品种提供了有力支持。


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