2017-07-12 09:02:00
水稻種植凝聚著人類(lèi)的心血與智慧。國(guó)際水稻研究所等機(jī)構(gòu)推動(dòng)“第一次綠色革命”，中國(guó)育種學(xué)家探索雜交育種，都曾為水稻“高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效”作出巨大貢獻(xiàn)，成果惠及亞非17個(gè)國(guó)家的幾千萬(wàn)稻農(nóng)。
基因技術(shù)為水稻加速“升級(jí)換代”奠定了基礎(chǔ)。1998年，多國(guó)科學(xué)家啟動(dòng)了國(guó)際水稻基因組測(cè)序計(jì)劃，2004年繪制完成水稻基因組序列全圖，并相繼在技術(shù)平臺(tái)、重測(cè)序、功能基因的克隆和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)解析方面取得系列重要成果。近年來(lái)，隨著高通量、高精度基因測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)可以一次并行對(duì)幾十萬(wàn)到幾百萬(wàn)條DNA分子進(jìn)行序列測(cè)定，并從中篩選出有價(jià)值的信息。水稻從傳統(tǒng)“經(jīng)驗(yàn)育種”向現(xiàn)代“精確育種”躍升，設(shè)計(jì)“未來(lái)水稻”成為可能。
從常規(guī)育種到分子設(shè)計(jì)育種
以基因技術(shù)為核心的分子設(shè)計(jì)育種，讓水稻育種周期更短、更有針對(duì)性，代表了水稻育種的發(fā)展方向。
何為“未來(lái)水稻”？這得從水稻育種說(shuō)起。長(zhǎng)期以來(lái)，水稻育種主要利用常規(guī)育種技術(shù)，選用兩個(gè)在遺傳上有一定差異、性狀又能互補(bǔ)的水稻品種進(jìn)行雜交，在后續(xù)世代連續(xù)選擇符合育種目標(biāo)的品系，或直接選擇具有明顯優(yōu)勢(shì)的第一代雜交種用于農(nóng)業(yè)種植。
雜交品種常常比他們的親株單產(chǎn)更高、更耐寒、抗倒伏性更強(qiáng)。這種“雜種優(yōu)勢(shì)”在農(nóng)業(yè)中很普遍，在水稻種植中尤為明顯。過(guò)去幾十年間，常規(guī)育種技術(shù)的進(jìn)步顯著增加了水稻產(chǎn)量，彰顯“雜種優(yōu)勢(shì)”的應(yīng)用價(jià)值。“雜交水稻之父”袁隆平院士近年來(lái)相繼推出“Y兩優(yōu)900”“超優(yōu)千號(hào)”等“超級(jí)雜交稻”品種，不斷刷新單產(chǎn)紀(jì)錄，畝產(chǎn)已經(jīng)突破1000公斤?！ ∮没蚣夹g(shù)改變水稻育種方式，有更多的現(xiàn)實(shí)考量。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，受全球人口增長(zhǎng)和可耕地總面積減少的影響，未來(lái)20年，水稻產(chǎn)量必須成倍增長(zhǎng)才能滿足全球需求。以基因技術(shù)為核心的分子設(shè)計(jì)育種，讓水稻育種周期更短、更有針對(duì)性，代表了水稻育種的發(fā)展方向。
除豐產(chǎn)性之外，抗病性、優(yōu)質(zhì)性、廣適性等特性也是水稻育種學(xué)家們不懈追求的目標(biāo)。在分子育種時(shí)代，科學(xué)家可通過(guò)研究、設(shè)計(jì)不同農(nóng)藝性狀的基因，來(lái)改善水稻植株，培育出“超級(jí)稻”的升級(jí)版———“未來(lái)水稻”。在“超級(jí)稻”的基礎(chǔ)上，“未來(lái)水稻”還將具備高營(yíng)養(yǎng)、多功能等特點(diǎn)，稻米食用者將有更多細(xì)分化、個(gè)性化的選擇方案。
基因組數(shù)據(jù)平臺(tái)免費(fèi)開(kāi)放
3000份水稻核心種質(zhì)基因組原始測(cè)序數(shù)據(jù)的開(kāi)放，為相關(guān)研究提供了龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，有助于突破相關(guān)技術(shù)瓶頸，全面提升我國(guó)乃至全球水稻基因組研究和分子育種水平。
這3000份已測(cè)序的水稻核心種質(zhì)基因組，來(lái)自由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院、國(guó)際水稻研究所和華大基因共同完成的“3000份水稻基因組”項(xiàng)目成果。這是迄今為止全世界最大的植物基因組測(cè)序項(xiàng)目，包括來(lái)源于中國(guó)的500份代表性材料，以及國(guó)際水稻研究所收集的來(lái)源于89個(gè)國(guó)家的2500份材料，代表了全球25萬(wàn)份水稻種質(zhì)基因的多樣性。這些材料的基因組序列等信息，通過(guò)國(guó)際水稻信息學(xué)聯(lián)盟和“云之稻”平臺(tái)免費(fèi)向國(guó)內(nèi)外研究者開(kāi)放。
中國(guó)科學(xué)院院士、水稻分子育種專(zhuān)家李家洋認(rèn)為，“3000份水稻核心種質(zhì)基因組原始測(cè)序數(shù)據(jù)的開(kāi)放，為水稻基因組研究提供了龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，有助于突破水稻復(fù)雜性狀分子改良的技術(shù)瓶頸，全面提升我國(guó)乃至全球水稻基因組研究和分子育種水平”。（據(jù)《經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》）
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