种子及种子工程的发展趋势

种子及种子工程的发展趋势刘明久农学系2004、7•良种的作用•中国的粮食问题•种子工程的确立及意义•种子技术研究•中国种业面临的问题•国内外种子的发展趋势一、良种的作用1、品种及种类品种（cultivatedvariety）种类：自交系品种，杂交种品种，群体品种，无性系品种2、良种的概念优良品种的优质种子3、良种的级别育种家种子原种良种4、良种的繁殖（1）“三圃制”法（2）四级良种繁育程序育种家种子----原原种----原种----良种5、良种的作用（1）增产（2）优质（3）稳产（4）扩大种植面积（5）适应机械化二、中国的粮食问题•粮食问题俗语：民以食为天，食以农为本，农以种为先，种以质为根；无农不稳，无工不富。总的状况是：产量递增但人口压力更大；丰年有余但地区极不平衡；农业技术不断发展但环境威胁越来越大；品质较差;农技队伍涣散;种田积极性下降;粮食安全处于临界期，稍有不慎就可能不良后果。•上世纪末，美国的布朗博士曾提出“中国威胁论”；美国政府拿粮食问题抨击中国；我们解决了粮食问题。但应该清醒地看到，中国的粮食问题不容忽视，应谨慎对待。•目前我国人均粮食400公斤，属于低消费水平的温饱型消费，西方国家人均700--800公斤。•我国1、3亿公顷耕地，生产4、6亿T的粮食；人口增长1000多万/年，到2010年需生产5.5亿T，2020年需生产6、4亿T，2030年我国人口将突破16亿，预计粮食的总需求大于总供给，需净进口粮食2700万T，粮食自给率为95%。粮食生产的主要威胁•人口增长：人增地减，不可逆转。•营养问题:V和矿物质缺乏带来了疾病的发生.•农药污染:年200000T农药使用量不仅使虫产生了抗性,而且污染了环境,影响了人民的健康.•资源的相对短缺:耕地：1.3亿公顷，人均0.1公顷（世界人均0.25公顷）水资源匮乏。森林覆盖率低。自然灾害频繁。小规模生产。科技水平低，创新能力差。•粮食问题的解决政策上依靠科技投入，技术上依赖生物技术：•一是降低成本;•二是提高产量；•过去农作物产量提高主要依赖三个方面：投入的增加，品种的改良，面积的扩大。新华网消息•在党的十六大精神指引下，2003年各地区各部门按照中央的要求，加大了解决“三农”问题的力度，抵御住了突如其来非典疫情的严重冲击，克服了多种自然灾害频繁发生的严重影响，实现了农业结构稳步调整，农村经济稳步发展，农村改革稳步推进，农民收入稳步增加，农村社会继续保持稳定。•同时，应当清醒地看到，当前农业和农村发展中还存在着许多矛盾和问题，突出的是农民增收困难。全国农民人均纯收入连续多年增长缓慢，粮食主产区农民收入增长幅度低于全国平均水平，许多纯农户的收入持续徘徊甚至下降，城乡居民收入差距仍在不断扩大。农民收入长期上不去，不仅影响农民生活水平提高，而且影响粮食生产和农产品供给；不仅制约农村经济发展，而且制约整个国民经济增长；不仅关系农村社会进步，而且关系全面建设小康社会目标的实现；不仅是重大的经济问题，而且是重大的政治问题。全党必须从贯彻“三个代表”重要思想，实现好、维护好、发展好广大农民群众根本利益的高度，进一步增强做好农民增收工作的紧迫感和主动性。•当前和今后一个时期做好农民增收工作的总体要求是：各级党委和政府要认真贯彻十六大和十六届三中全会精神，牢固树立科学发展观，按照统筹城乡经济社会发展的要求，坚持“多予、少取、放活”的方针，调整农业结构，扩大农民就业，加快科技进步，深化农村改革，增加农业投入，强化对农业支持保护，力争实现农民收入较快增长，尽快扭转城乡居民收入差距不断扩大的趋势。•一、集中力量支持粮食主产区发展粮食产业，促进种粮农民增加收入（一）加强主产区粮食生产能力建设•（二）支持主产区进行粮食转化和加工•（三）增加对粮食主产区的投入•二、继续推进农业结构调整，挖掘农业内部增收潜力（四）全面提高农产品质量安全水平•（五）加快发展农业产业化经营•（六）加强农业科研和技术推广•三、发展农村二、三产业，拓宽农民增收渠道•四、改善农民进城就业环境，增加外出务工收入•五、发挥市场机制作用，搞活农产品流通•六、加强农村基础设施建设，为农民增收创造条件（十四）继续增加财政对农业和农村发展的投入•（十五）进一步加强农业和农村基础设施建设七、深化农村改革，为农民增收减负提供体制保障•（十六）加快土地征用制度改革•（十七）深化粮食流通体制改革。•（十八）继续推进农村税费改革•（十九）改革和创新农村金融体制•八、继续做好扶贫开发工作，解决农村贫困人口和受灾群众的生产生活困难九、加强党对促进农民增收工作的领导，确保各项增收政策落到实处三、种子工程建设•意义•内容•效果•趋势四、种子技术的创新发展•人工种子(MAN-MADESEED)•种子引发技术(SEEDPRIMING)•种子的超低温保存(CRYOPRESERVATION)•种子的超干贮藏(ULTRADRYSEEDSTORAGE)•种子的包衣技术(SEEDCOATING)含种子丸化(SEEDPELLETING)和种子包膜(SEEDENCRUSTING)•种子纯度的鉴定(电泳法)•基因技术转基因技术•粮食问题的解决政策上依靠科技投入，技术上依赖生物技术：•一是降低成本;•二是提高产量；•过去农作物产量提高主要依赖三个方面：投入的增加，品种的改良，面积的扩大。日本将玉米基因植如水稻•日本农业科学家将玉米基因植入水稻，使水稻的光合作用提高了结40-100倍。研究人员将玉米磷酸烯醇丙酮酸羟基酶（PEPC）基因导入水稻，结果发现：水稻的炭固化提高了5%-100%，光合能力提高了40-100倍，基本达到玉米光合能力水平。科研小组人为：虽然光合作用提高了，但把二氧化碳固化为四个碳原子氧化物的碳植物除PEPC外，还有二种重要的酶，若在这一成果基础上进一步研究，水稻进一步增产将便成可能。转基因水稻生产球蛋白•日本东京理科大学的千叶丈教授最近成功用转基因水稻生产出预防乙肝病毒的球蛋白，这有可能为用廉价而又安全手段生产预防肝炎药物提供新思路。目前有效预防这种疾病的免疫球蛋白是使用受过感染的人的血液精致而成，价格昂贵。千叶丈把制造乙肝病毒的抗体基因植入水稻细胞中，加以栽培，成功地从水稻叶子中提取了这种抗体，在试管中的试验表明：这种抗体对病毒产生了抑制作用。据估算用这种方法每人0。1hm2的转基因水稻可提取10克球蛋白，足够万名新生儿注射用。保健稻在日本培育成功•日本农林水产省农业生物资源研究所的科学家利用转基因技术把大豆球蛋白的基因植入水稻中培育出“保健稻”，在大豆球蛋白中，赖氨酸含量比普通稻高1倍左右，并可降低人体血液中的胆固醇，这种水稻即将扩大到大面积栽培试验中。美国发现令植物迅速生长的基因•美一机构在芥属植物中通过控制幼苗中的基因“斜视”（SQUINT），结果发现幼苗迅速成长为成年植株，该基因被抑制后，幼苗一长出就有成熟植株的叶子，这说明跳过了幼年期，直接进入成年阶段，开花结果阶段不受影响，这种被改变的基因可以通过种子传递给后代。科学家证明水稻、玉米中存在Squint基因，这一发现有助于使其跳过易遭受虫害的生长阶段。富铁转基因稻培育成功•瑞士苏黎世植物科学研究所新近培育出一种富含铁元素和胡罗卜素的转基因稻，经鉴定该稻生产的米对防治因缺铁和维生素A引起的贫血症具有良好的效果。这种稻米的含铁量是普通米的3倍，由于富含B胡罗卜素，米呈黄色，B胡罗卜素是VA的维生素原，在普通稻中含量很低甚至没有。微型水稻•日本农林水产省培育出稻杆不足普通稻1/20高的微型水稻，抽穗时也只能长到5CM，因而不易被风刮倒，产量有望提高。研究人员利用名为“转位子”的基因，这种基因通常处于睡眠状态，“转位子”是一种“活动基因”。它潜伏在其它基因的各个部位，控制他们的作用。研究人员通过在特殊条件下培育水稻，让“转位子”基因苏醒，并且破坏其它一些基因，培育出这种矮杆，叶宽的水稻。•与以外部植入基因不同，研究人员这次是利用农作物本身具有的基因，培育新的品种，因此推广普及的可能性极大。让奶牛产人奶•当前专家认为：人奶是喂养婴儿的理想食品，产妇乳泌量小，人工喂养对婴儿免疫带来不良影响。荷兰生物工程技术人员采用转基因培育出一批专门用来分泌“人奶”的乳牛，研究人员从产妇细胞中分离出构成人奶特有的6种蛋白质基因，然后转植到母牛的受精卵中，这种牛犊出生长大后，它们分泌的乳汁中就含有与人奶完全相似的蛋白质成分，用它喂养婴儿与人奶完全一样，对婴儿的成长、发育和免疫是十分有益和有效的。种子行业面临的挑战与机遇•中国开放市场后,国外种子企业对中国市场虎视眈眈,现已有十多家企业进驻,美国的“先锋”公司、杜邦、辉瑞等已打入国内市场,使中国的育种、种子市场雪上加霜;当然机遇也是有的,传统.人员.才智.优势要求我们要保住国内市场200-300亿元的市场,而且要争夺国际市场200亿美元的市场,包括粮食.棉花.花卉.牧草;六大公司的辉瑞.杜邦.孟三都.美家.道化学.先锋合计年销售额为1002.29亿美元,利润为99.67亿美元.WTO对农作物育种的挑战•1.仍处于计划经济体制的运行机制中•(!).育种主题属政府组建和资助的大专院校和科研机构•(2).育种目标由行政主管部门制定,经费由政府财政划拨•(3).育种人只完成项目,不考虑育成品种的应用、发展和应获得的回报.•2.突出问题•(1).缺乏应有的活力•(2).育种目标不灵活:跟不上市场变化.•(3).育种-生产分离脱节,育种单位缺乏后劲.•(4).种子部门实力、规模太低,缺少市场竞争能力.•(5).面临强大的国际竞争•一.现状主要农作物的国内外价格国内价格国际价格配额内价格配额外价格棉花12500100001140015800小麦110097011071810玉米11408109241510大豆2110146017001700（元/吨）应采取的对策•目标:保住国内市场,占领国际市场.•1.育种目标放眼国际市场•(1).主要农作物育种是降本增效:包括节水.提高肥效.改善品质(营养.加工.安全).•(2).大力发展“新特优”作物品种:小杂粮及“四特”作物(颜色.气味.口味.功能)•(3).着眼市场,既有社会效益,又有经济效益,发展壮大自己.•2.建立育繁推销一体化体系•发展规模经济，提高竞争能力。•3.加强国际间合作:学习国外先进的生产方式.技术和营销策略,让中国种业走向世界,让世界种业和消费者了解中国.•4.完善种子立法:符合国际法规和惯例特别在专利保护.质量保证.新品种选育支持.种质资源保护等方面完善立法,加紧实施.农作物育种的发展趋势•总的来讲,产量是永恒的主题,品质已上升到育种日程,抗异性是生产上的主要矛盾,也是保证产量、品质的关键;杂种优势越来越普及;育种途径呈多样化,新技术.新方法不断出现;基因工程将发挥突破性的作用;新技术与常规方法结合将会发挥巨大作用..•一.水稻育种的趋势–杂种优势与常规方法并驾齐驱,杂种优势呈现出更强的势头.–袁隆平的“三大战略”–超级稻的育种目标及途径–育种方法的新突破–1.两系法的突破–2.新核型的创新思路–3.优质稻的开发–4.基因技术的应用–5.抗除草剂(Bar)品种(抗药.防杂)目前水稻的产量水平（t/hm2）（95---96年）品种类型常规稻杂交稻早籼南方单季稻北方粳晚籼6、757、508、257、57、508、258、257、50超级稻目标超级稻品种超级稻的技术集成和示范新核型育种优质稻优质稻育种•1999年5月朱总理提出我国粮食已由长期短缺变成总量大体平衡.丰年有余,优质品种相对不足.•1997年世界稻谷总量5.7*10-8T折合精米3.5*10-8T,亚洲占90%,我国总产为2.01*10-8T,占世界的35%;国际市场上大米的贸易量为2200*10-4T(占6-7%),我国出口贸易量127*10-4,仅占总量的5.7%.97年泰.越.美为出口大国,达到50%,进口大米最多的是伊朗.中国.印尼.日本.巴西.马来西亚,每个国家达100*10-4;香港的65%的大米来自泰国,内地仅占3%.•1999.2000.稻米