2017-11-02 15:07:26
10月30日—31日，中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所在江蘇沭陽(yáng)縣青伊湖農(nóng)場(chǎng)組織專(zhuān)家組對(duì)手工栽插田塊和直播田塊的嘉優(yōu)中科1號(hào)水稻進(jìn)行 實(shí)收測(cè)產(chǎn)，平均畝產(chǎn)分別達(dá)913kg/畝和909.5kg/畝。當(dāng)天，還對(duì)1萬(wàn)4千多畝嘉優(yōu)中科1號(hào)田塊進(jìn)行了考種，平均理論產(chǎn)量達(dá)900kg/畝。
嘉優(yōu)中科系列新品種是遺傳發(fā)育所李家洋研究組與浙江省嘉興市農(nóng)業(yè)科學(xué)院李金軍研究組合作運(yùn)用“分子模塊設(shè)計(jì)”這一突破性技術(shù)育成的具有引領(lǐng)作用的模塊新品種，是在中國(guó)科學(xué)院a類(lèi)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)“分子模塊設(shè)計(jì)育種創(chuàng)新體系”項(xiàng)目支持下產(chǎn)生的重要成果。
該研究組負(fù)責(zé)人、中科院士李家洋說(shuō):“該成果是顛覆傳統(tǒng)育種技術(shù)的大膽實(shí)踐和成功探索,標(biāo)志著我國(guó)科學(xué)家在現(xiàn)代育種理論研究方面走在了世界前列,對(duì)指導(dǎo)未來(lái)作物遺傳改良具有重大戰(zhàn)略意義。”
長(zhǎng)江中下游稻區(qū)是我國(guó)水稻主產(chǎn)區(qū)之一，歷史上一直是水稻育種水平和生產(chǎn)水平非常高的地區(qū)。但近20年以來(lái)，該地區(qū)水稻產(chǎn)量進(jìn)入一個(gè)緩慢增長(zhǎng)期，主要表現(xiàn)為產(chǎn)量和早熟、品質(zhì)、抗病蟲(chóng)和抗逆性等其他優(yōu)良性狀之間的矛盾，尤其在目前的高產(chǎn)栽培條件下，個(gè)體和群體的矛盾及產(chǎn)量和生育期的矛盾就更加突出。
專(zhuān)家們表示,近年來(lái)隨著重要基因資源的逐步挖掘，傳統(tǒng)育種方法的瓶頸效應(yīng)日益顯現(xiàn)，新品種選育的困難越來(lái)越多。首先，由于種間生殖隔離的限制，很難利用近緣或遠(yuǎn)緣種的基因資源對(duì)特定的農(nóng)業(yè)生物進(jìn)行遺傳改良；第二，傳統(tǒng)育種易受不良基因連鎖的影響；第三，進(jìn)行優(yōu)良基因疊加一般需要依據(jù)表型或生物測(cè)定來(lái)判斷，檢測(cè)效率易受環(huán)境因素的影響；第四，育種效率較低，周期長(zhǎng)，一般需要10年左右。因此當(dāng)前迫切需要新型育種技術(shù)的發(fā)展。”
在這種背景下，近幾十年來(lái)，隨著分子生物學(xué)和基因組學(xué)等新興學(xué)科的飛速發(fā)展，使育種專(zhuān)家對(duì)基因型進(jìn)行直接選擇成為可能，作物分子育種因此應(yīng)運(yùn)而生。分子育種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)基因的直接選擇和有效聚合，大幅度提高育種效率，縮短育種年限，實(shí)現(xiàn)“精確育種”。
中國(guó)科學(xué)院遺傳發(fā)育所副研究員劉貴富說(shuō)，“比如,常規(guī)育種需要7至8年才能選出育種材料，分子育種技術(shù)能將其縮短到3至4年甚至更短,育種周期縮短為原來(lái)的1/4至1/3,實(shí)現(xiàn)了快速、定向、高效培育系統(tǒng)改良的作物新品種。打個(gè)比方，常規(guī)育種方法育種就好比是在相親的時(shí)候是進(jìn)行海選，分子育種就是在已經(jīng)經(jīng)過(guò)層層選拔之后的對(duì)象里進(jìn)行選擇。”
“分子模塊設(shè)計(jì)育種技術(shù)就是分子育種技術(shù)的一種類(lèi)型。”李家洋說(shuō)，這種技術(shù)是在育種專(zhuān)家的田間試驗(yàn)之前，就對(duì)育種程序中的各種因素進(jìn)行模擬、篩選和優(yōu)化,確立目標(biāo)基因型、提出最佳的親本選配和后代選擇策略、提高育種過(guò)程的預(yù)見(jiàn)性。
“模塊化設(shè)計(jì)育種就是先將育種總體目標(biāo)分解成若干個(gè)單元目標(biāo)，根據(jù)每個(gè)單元設(shè)計(jì)并培育一批符合單元目標(biāo)的育種材料，最后按照整體目標(biāo)將各單元材料具備的基因組合在一起，獲得符合總體目標(biāo)的品種。”劉貴富說(shuō)。
與常規(guī)育種技術(shù)相比，分子模塊設(shè)計(jì)育種技術(shù)不僅克服了育種周期長(zhǎng)，偶然性大和育種效率低下等缺點(diǎn)，而且還可以對(duì)當(dāng)前應(yīng)用的品種缺點(diǎn)進(jìn)行精確改良和容易實(shí)現(xiàn)多個(gè)優(yōu)良基因(性狀)的聚合。利用該技術(shù)育成的品種，具有理想株型的超級(jí)稻株葉形態(tài)及高產(chǎn)、多抗、早熟、矮稈抗倒的優(yōu)點(diǎn),適宜在長(zhǎng)江中下游稻區(qū)種植,在長(zhǎng)江以北可作一季中稻，在長(zhǎng)江以南可作單季晚稻或連作晚稻。
李家洋說(shuō)：“這些品種既實(shí)現(xiàn)了水稻超高產(chǎn)和抗性提升的完美結(jié)合，又實(shí)現(xiàn)了種植區(qū)域北移,在長(zhǎng)江中下游地區(qū)有著廣闊的推廣前景。”
李家洋表示，接下來(lái)課題組還將進(jìn)一步朝“量身定制”方向努力。“比如，針對(duì)糖尿病等特殊人群，可以設(shè)計(jì)研制低糖的水稻。”
目前，嘉優(yōu)中科1號(hào)的大面積推廣工作正在進(jìn)行。隨著該品種的大面積推廣種植，每畝增產(chǎn)200公斤所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益將日趨凸顯，真正實(shí)現(xiàn)了“用得上，有影響”要求，對(duì)引領(lǐng)我國(guó)品種升級(jí)換代有里程碑式的意義。
據(jù)悉，1萬(wàn)4千多畝的嘉優(yōu)中科1號(hào)將于11月10日左右組織專(zhuān)家進(jìn)行測(cè)產(chǎn)。
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