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(nóng)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(chǎn)，平均畝產(chǎn)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(chǎn)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(nóng)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(chǎn)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(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，該地區(qū)水稻產(chǎn)量進入一個緩慢增長期，主要表現(xiàn)為產(chǎn)量和早熟、品質(zhì)、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(chǎn)栽培條件下，個體和群體的矛盾及產(chǎn)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(nóng)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(jù)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(jīng)經(jīng)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(jù)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(chǎn)、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(chǎn)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(chǎn)200公斤所帶來的經(jīng)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(jù)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(chǎn)。
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