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我國實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻設(shè)計(jì)育種

2017-05-03 09:48:50   

我國科學(xué)家在高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻品種設(shè)計(jì)育種領(lǐng)域取得新進(jìn)展,研究成果于近日在線發(fā)表于NaturePlants雜志。中國農(nóng)科院水稻所研究員曾大力和中科院遺傳發(fā)育所研究員田志喜為共同第一作者,他們利用品種設(shè)計(jì)的思路,實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻的高效培育。該項(xiàng)研究給予品種設(shè)計(jì)育種研究領(lǐng)域以新的啟迪,將極大推動(dòng)作物傳統(tǒng)育種向高效、精準(zhǔn)、定向的分子設(shè)計(jì)育種轉(zhuǎn)變。

隨著功能基因組的發(fā)展,育種學(xué)家提出“品種設(shè)計(jì)育種”,夢(mèng)想能將重要農(nóng)藝性狀關(guān)鍵基因高效聚合,形成超級(jí)新品種。然而,在品種設(shè)計(jì)育種實(shí)施中,最優(yōu)化育種策略的設(shè)計(jì)面臨挑戰(zhàn),迄今還沒實(shí)現(xiàn)從概念到產(chǎn)品。

品種設(shè)計(jì)育種的前提,是對(duì)目標(biāo)性狀調(diào)控機(jī)理的系統(tǒng)解析。我國科學(xué)家通過近20年的努力,克隆了包括理想株型調(diào)控基因(IPA1)在內(nèi)的一批重要高產(chǎn)調(diào)控基因,并揭示出水稻蒸煮品質(zhì)主要受淀粉合成相關(guān)基因組成的遺傳網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控。

在此基礎(chǔ)上,我國科學(xué)家精心設(shè)計(jì),優(yōu)化組合了涉及水稻產(chǎn)量、稻米外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)在內(nèi)的28個(gè)目標(biāo)基因。經(jīng)過8年多的努力,利用雜交、回交與分子標(biāo)記定向選擇等技術(shù),科學(xué)家們成功將優(yōu)質(zhì)目標(biāo)基因聚合到受體材料上,并充分保留了其高產(chǎn)特性。這些優(yōu)異的“品種設(shè)計(jì)”材料,在高產(chǎn)的基礎(chǔ)上,稻米外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)、口感和風(fēng)味等方面均有顯著改良,并且,以其配組的雜交稻稻米品質(zhì)也顯著提高。

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