2017-11-02 15:07:26
10月30日—31日，中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所在江蘇沭陽縣青伊湖農場組織專家組對手工栽插田塊和直播田塊的嘉優(yōu)中科1號水稻進行 實收測產，平均畝產分別達913kg/畝和909.5kg/畝。當天，還對1萬4千多畝嘉優(yōu)中科1號田塊進行了考種，平均理論產量達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業(yè)科學院李金軍研究組合作運用“分子模塊設計”這一突破性技術育成的具有引領作用的模塊新品種，是在中國科學院a類戰(zhàn)略性先導科技專項“分子模塊設計育種創(chuàng)新體系”項目支持下產生的重要成果。
該研究組負責人、中科院士李家洋說:“該成果是顛覆傳統(tǒng)育種技術的大膽實踐和成功探索,標志著我國科學家在現(xiàn)代育種理論研究方面走在了世界前列,對指導未來作物遺傳改良具有重大戰(zhàn)略意義。”
長江中下游稻區(qū)是我國水稻主產區(qū)之一，歷史上一直是水稻育種水平和生產水平非常高的地區(qū)。但近20年以來，該地區(qū)水稻產量進入一個緩慢增長期，主要表現(xiàn)為產量和早熟、品質、抗病蟲和抗逆性等其他優(yōu)良性狀之間的矛盾，尤其在目前的高產栽培條件下，個體和群體的矛盾及產量和生育期的矛盾就更加突出。
專家們表示,近年來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日益顯現(xiàn)，新品種選育的困難越來越多。首先，由于種間生殖隔離的限制，很難利用近緣或遠緣種的基因資源對特定的農業(yè)生物進行遺傳改良；第二，傳統(tǒng)育種易受不良基因連鎖的影響；第三，進行優(yōu)良基因疊加一般需要依據表型或生物測定來判斷，檢測效率易受環(huán)境因素的影響；第四，育種效率較低，周期長，一般需要10年左右。因此當前迫切需要新型育種技術的發(fā)展。”
在這種背景下，近幾十年來，隨著分子生物學和基因組學等新興學科的飛速發(fā)展，使育種專家對基因型進行直接選擇成為可能，作物分子育種因此應運而生。分子育種技術可以實現(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，實現(xiàn)“精確育種”。
中國科學院遺傳發(fā)育所副研究員劉貴富說，“比如,常規(guī)育種需要7至8年才能選出育種材料，分子育種技術能將其縮短到3至4年甚至更短,育種周期縮短為原來的1/4至1/3,實現(xiàn)了快速、定向、高效培育系統(tǒng)改良的作物新品種。打個比方，常規(guī)育種方法育種就好比是在相親的時候是進行海選，分子育種就是在已經經過層層選拔之后的對象里進行選擇。”
“分子模塊設計育種技術就是分子育種技術的一種類型。”李家洋說，這種技術是在育種專家的田間試驗之前，就對育種程序中的各種因素進行模擬、篩選和優(yōu)化,確立目標基因型、提出最佳的親本選配和后代選擇策略、提高育種過程的預見性。
“模塊化設計育種就是先將育種總體目標分解成若干個單元目標，根據每個單元設計并培育一批符合單元目標的育種材料，最后按照整體目標將各單元材料具備的基因組合在一起，獲得符合總體目標的品種。”劉貴富說。
與常規(guī)育種技術相比，分子模塊設計育種技術不僅克服了育種周期長，偶然性大和育種效率低下等缺點，而且還可以對當前應用的品種缺點進行精確改良和容易實現(xiàn)多個優(yōu)良基因(性狀)的聚合。利用該技術育成的品種，具有理想株型的超級稻株葉形態(tài)及高產、多抗、早熟、矮稈抗倒的優(yōu)點,適宜在長江中下游稻區(qū)種植,在長江以北可作一季中稻，在長江以南可作單季晚稻或連作晚稻。
李家洋說：“這些品種既實現(xiàn)了水稻超高產和抗性提升的完美結合，又實現(xiàn)了種植區(qū)域北移,在長江中下游地區(qū)有著廣闊的推廣前景。”
李家洋表示，接下來課題組還將進一步朝“量身定制”方向努力。“比如，針對糖尿病等特殊人群，可以設計研制低糖的水稻。”
目前，嘉優(yōu)中科1號的大面積推廣工作正在進行。隨著該品種的大面積推廣種植，每畝增產200公斤所帶來的經濟和社會效益將日趨凸顯，真正實現(xiàn)了“用得上，有影響”要求，對引領我國品種升級換代有里程碑式的意義。
據悉，1萬4千多畝的嘉優(yōu)中科1號將于11月10日左右組織專家進行測產。
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