随着全球人口的快速增长和气候变化带来的挑战,水稻育种面临前所未有的压力。综述了传统育种技术与前沿育种技术在水稻种质创新中的应用,分析了各自的优劣势。传统育种技术如诱变育种、转基因育种和杂交育种,在遗传多样性拓展方面发挥了重要作用,但效率较低,难以满足当前对水稻新品种的需求。相对而言,前沿技术如分子标记辅助选择、基因编辑、分子设计育种和双单倍体育种,在提高育种效率和精准度方面具有巨大潜力,但高成本和法规限制仍是主要障碍。提出了应综合运用多种育种技术,强化基因组学研究,优化基因编辑工具,并加强国际合作,以推动水稻育种的持续创新和发展。融合传统与前沿技术,尤其是现代科技手段,将大幅提升水稻育种效率,并为应对全球粮食安全挑战提供更强支持。
2008—2022年,中国油料产量实现“十五连丰”,分析这一成就的背后成因对促进油料持续增产意义重大。通过公式分解,定量测算单产、种植面积和种植结构调整3个因素在“十五连丰”期间对油料增产的贡献,聚焦大豆、油菜、花生3大油料,构建柯布-道格拉斯生产函数(C-D生产函数)模型,分析生产资料投入、政策、气候和农户行为对油料单产的影响。结果表明:大豆对油料增产的贡献率最高,花生和油菜籽次之,其他油料作物的贡献率最低;单产提升对中国油料增产的贡献最大,种植面积扩大和种植结构调整的贡献相对较小,且随着时间的推移,单产提升在3大油料增产中的作用愈发重要;种子费、化肥费、劳动投入、政策环境、温度对油料单产具有显著影响,其中,种子费、化肥费、劳动力投入是推动油料单产提升的重要因素。最后,基于研究结果提出推动未来油料增产的针对性政策建议。
随着人口增长和耕地资源的紧张,传统高投入、高产出的农业模式已难以持续,提高土壤肥力、充分利用作物间作时空配置、增强农田生态系统稳定性等方面的生态效益,以及促进农业可持续发展方面的经济社会效益已成为农业可持续发展亟待解决的问题。综述了大豆‖玉米带状复合种植国内外研究现状,论述了其在改善土壤质量及生态环境等方面的影响,明确了优化光合空间资源利用、提高作物产量等方面的优势。大豆‖玉米带状复合种植作为一种资源节约型和环境友好型技术模式,土地资源高效利用、生态稳定性增强和作物产量提升效果显著,破解了传统种植模式单一、土壤养分失衡和农田空间资源利用不充分,以及经济收益多元稳定的科技难题,为推动大豆‖玉米带状复合种植技术广泛应用,以及实现农业高质量、可持续发展目标提供重要理论支撑。
氮素对植物生长发育及提高产量和品质至关重要,但过度施用氮肥会造成资源浪费和环境污染,因此,深入理解植物氮素利用的遗传分子机制对改良作物氮素利用效率具有重要意义。系统总结了近几年植物氮素感知与转运途径、氮素同化途径及植物响应氮素信号的转录调控途径等方面的研究进展,以及作物氮高效相关基因的遗传定位和氮素调控途径研究结果在作物育种中的应用现状,这些研究将为培育高产、高效、绿色作物新品种奠定基础,促进作物生产可持续发展。同时探讨了未来在如何建立氮高效评价体系、完善氮素利用分子调控网络、协同调控植物氮高效、产量和品质等重要性状、挖掘作物种质资源中优异氮素利用关键基因资源,以及建立作物氮素高效分子育种技术体系研究方面亟待解决的问题。