农业生物多样性控制病虫害和保护种质资源的原理与方法 - 图文

项目名称： 农业生物多样性控制病虫害和保护种质

起止年限：依托部门：资源的原理与方法

朱有勇 云南农业大学 2006.1至2010.12 云南省科技厅

首席科学家：

一、研究内容

（一）拟解决的关键科学问题

1、农业生物多样性控制病虫害的原理和方法

农业生物多样性控制病虫害的时空配置方法和效应；时空配置中基因表达和次生代谢的变化特征；作物与病虫相互作用的遗传学原理及协同进化；生物间信息及物理化学作用；生态功能和流行机制；阐明农业生物多样性控制病虫害的机理，建立优化应用模式和方法。

2、利用生物多样性促进种质资源保护的方法及机制

农业生物多样性促进品种资源保护的方法和效应；生物多样性促进品种持久性利用的机理；基因交流和种质渗入对品种资源的影响；利用生物多样性促进品种资源保护的时空尺度及其内在关联；建立评价标准和评价体系。 （二）主要研究内容

围绕关键科学问题，立足我国农业生物多样性资源及生产管理多样性特色优势，以重要粮食作物为研究对象，利用分子生物技术和信息技术，从微观的基因表达和次生代谢入手，结合现代新技术和传统技术，主要研究农业生物多样性的宏观生态学问题，重点开展农业生物多样性控制病虫害和保护种质资源的评价体系、原理与机制和模式与方法三个层次五个方面的研究。 1、重要粮食作物的农业生物多样性评价标准和体系

在表现型和基因型两个层次，对不同生态区和不同种植模式的水稻、小麦等重要粮食作物品种进行取样策略、评价标准和评价体系开展研究。通过分析表现型和基因型的多样性，并对不同生态条件和不同种植模式下主要功能基因表达及调控、基因－环境互作进行研究，提出重要粮食作物农业生物多样性评价标准和评价体系。

2、农业生物多样性时空配置的基因表达和次生代谢变化特征

围绕生物多样性控制病虫害和种质资源保护的中心内容，利用功能基因组学的研究方法，分析不同生态条件和不同种植模式下基因组、转录组、蛋白质组及代谢组水平上的变化特征和规律；通过结构基因组和功能基因组水平上的综合分析，明确多样性时空配置的基因表达、次生代谢与表型的相互关系；探明遗传异质性与品种持久利用的关系。

3、农业生物多样性控制病虫害的效应、机理及方法

农业生物多样性控制病虫害的基本规律及其效应；作物与病虫相互作用的遗传学原理及协同进化；品种搭配的分子标记和农艺性状特征；生物间信息及物理化学作用；生态学机理和流行学机制；农业生物多样性时空配置控制病虫害的优化应用模式及方法。

4、利用农业生物多样性促进种质资源保护的效应、时空尺度及其关联

农业生物多样性促进种质资源保护的效应；品种持久性利用的生物多样性机理；基因交流和种质渗入对种质资源的影响；利用农业生物多样性促进种质资源保护的时空尺度及内在关联；建立优化应用模式。

5、农业生物多样性控制病虫害和种质资源保护综合应用模式

在西南地区重点研究遗传多样性控制病虫害和农家保护品种资源的时空配置综合模式；西北地区重点研究品种多样性时空配置的综合模式；东部地区重点研究农田生态系统多样性时空配置的综合模式；田间验证研究结果，进行成果集成，建立农业生物多样性控制病虫和保护种质资源的范例。

二、预期目标

(一)总体目标

探明农业生物多样性控制病虫害的效应及基本规律，明确生态学原理、流行学和遗传学机理；建立农业生态系统中作物品种多样性的评价标准和评价体系；探明利用生物多样性促进种质资源保护的效应、尺度及内在关联；判识种质渗入对种质资源的影响；构建综合应用模式，验证研究结果并进行成果集成。发现农业生物多样性控制病虫害和种质资源保护的基本规律，明确基本原理，创建基本方法和评价体系，丰富和发展农业生物多样性利用和保护理论。为解决品种单一化带来的负面影响提供可操作方案；为开发农业生物多样性实用技术提供理论支持；为探索粮食生产与农业生物多样性保护和谐发展的新途径提供科学依据。 （二）五年预期目标

发现农业生物多样性控制病虫害和品种资源保护的基本规律，明确基本原理，创建基本方法和评价体系，构建综合应用模式，提供成功范例，丰富和发展农业生物多样性利用和保护理论。主要贡献如下： 1、基础理论贡献

? 农业生物多样性控制病虫害的生态学原理；

? 农业生物多样性控制病虫害的遗传学和流行学机理； ? 品种持久性利用的生物多样性原理； ? 利用生物多样性促进种质资源保护的机理。 2、基本方法贡献

? 重要粮食作物的农业生物多样性评价标准和方法； ? 控制病虫害时空配置模式和方法； ? 保护品种资源的利用模式和方法；

? 农业生物多样性综合应用模式和方法。 3、建立综合应用模式

? 遗传多样性综合应用模式范例； ? 物种多样性综合应用模式范例；

? 生态系统多样性综合应用模式范例。4、学术贡献和人才培养

? 在本领域顶级学术刊物发表系列论文，在利用生物多样性控制病虫害和

原位（农家）保护品种资源的研究保持国际前沿地位，发展和丰富农业生物多样性理论，对国际学术界产生重要的影响。

? 形成研究农业生物多样性的优秀科学家群体，培养博士、硕士生100-120

名。

三、研究方案

(一)总体思路

以生物多样性、植物保护学、生态学、遗传学、种质资源学以及其他现代科学的基本理论为指导，将科学考察、定位观测、田间试验、模式模拟、农户调查、资源分析与分子生物技术和信息技术相结合，在前期工作和相关成果的基础上，采用微观分子生物学和宏观生态学方法，探索利用微观技术解释宏观生态学现象的交互式分析方法，进行利用生物多样性控制病虫害和保护种质资源的多学科交叉研究。

选择我国重要粮食作物水稻和小麦及其主要的病虫害为研究对象，以西南地区（元阳梯田）、西北地区（条锈病菌原地区）和东部地区（珠江三角区）不同自然生态条件和社会发展水平地区为代表性研究区，围绕利用生物多样性促进粮食安全的研究主线，重点解决农业生物多样性控制病虫害和保护种质资源的两个关键科学问题，系统开展农业生物多样性控制病虫害和保护种质资源的评价体系、原理与机制和模式与方法三个层次五个方面的研究。

（二）技术途径

本项目的开展已有较好的技术平台支撑，承担单位拥有2个国家重点实验室，1个农业生物多样性国家工程研究中心，1个国家级作物种质资源库，5个省部级重点实验室，项目所需的绝大部分仪器均能满足。另外，承担单位还拥有30余万份品种资源材料，建立了100余个田间试验点，包括云南原生态点10个，西部欠发达地区75个，东部发达地区20余个，基本代表了我国自然生态和社会经济发展纵向梯度的农业生产类型。在大量前期工作的基础上，本项目研究的主要技术途径如下：

（三）创新点与特色 1、创新点及其突破

1）生物多样性控制病虫害的理论创新：

阐明农业生物多样性利用中寄主与病虫相互依赖、相互制约的机理，形成生物多样性控制病虫害的新理论。突破点：生物多样性控制病虫害的生态机理

利用生物多样性控制作物病虫害的应用研究已历时5年，完成了遗传学、病理学、流行学等方面的大部分研究工作，积累了大量研究资料。在项目执行期内，通 …… 此处隐藏：2327字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……