2022-07-17 09:02:36
由云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院陶大云團(tuán)隊為主完成的“稻屬AA基因組種間雜種不育的遺傳研究”項目，歷時20余年攻關(guān)取得一系列領(lǐng)先世界的成果：探索出規(guī)?；?、系統(tǒng)化發(fā)掘有利基因的新方法，創(chuàng)建了國內(nèi)外最豐富的稻屬種間雜種不育材料，發(fā)掘定位了一批重要的新基因，首次利用非洲栽培稻資源培育出國際上首個種間遠(yuǎn)緣雜交后代粳型水稻新品種“云稻一號”。因突出的原創(chuàng)性和重大的影響力，該項目獲2021年云南省自然科學(xué)一等獎，也是陶大云團(tuán)隊獲得的第二個云南省自然科學(xué)一等獎。
據(jù)介紹，世界各國收集并保存的稻種資源中95%以上的材料從未在育種中利用過，其重要原因之一就是因為水稻種間，甚至種內(nèi)都存在嚴(yán)重的生殖障礙，其中以雜種不育最為普遍，這使得雜交育種困難重重。陶大云團(tuán)隊深刻認(rèn)識到，雜種不育是打破生殖隔離、利用野生近緣種中豐富遺傳變異、雜種優(yōu)勢的基礎(chǔ)，從20世紀(jì)90年代起就著手進(jìn)行亞洲栽培稻與非洲栽培稻種間雜種不育的研究，并于2001年開始大規(guī)模地準(zhǔn)備水稻雜種不育的研究材料。利用186個非洲栽培稻、21個尼瓦拉野生稻、26個普通野生稻、9個南方野生稻、9個展穎野生稻、18個巴蒂野生稻、9個長雄野生稻及181個亞洲栽培稻的陸稻，涉及稻屬AA基因組全部8個種共計459個編號作供體，亞洲栽培稻粳稻“滇粳優(yōu)1號”作受體，創(chuàng)制了26459份種間遠(yuǎn)緣雜交后代滲入材料，培育了254份育性近等基因系，創(chuàng)建了國內(nèi)外最豐富的稻屬種間雜種不育材料。
在對這批材料進(jìn)行遺傳分析的基礎(chǔ)上，陶大云團(tuán)隊提出了系統(tǒng)化、規(guī)模化發(fā)掘稻屬AA基因組種間雜種不育的策略，并發(fā)掘定位了亞洲栽培稻與非洲栽培稻種間雜種不育基因8個，亞洲栽培稻與南方野生稻種間雜種不育基因5個，亞洲栽培稻與長雄野生稻雜種不育基因2個，亞洲栽培稻與展穎野生稻雜種不育基因1個。其中，報道新基因12個，占國內(nèi)外已發(fā)表數(shù)的二分之一；首次發(fā)現(xiàn)亞洲栽培稻與非洲栽培稻種間雜種不育的中性等位變異2個。
同時，陶大云團(tuán)隊與南京農(nóng)業(yè)大學(xué)萬建民院士團(tuán)隊、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)劉耀光院士團(tuán)隊合作，對已分子定位的雜種不育基因進(jìn)行克隆及分子機(jī)制研究。其中，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)對亞洲栽培稻與南方野生稻的種間雜種不育基因qHMS7的克隆研究發(fā)表于世界頂級學(xué)術(shù)刊物《Science》（《科學(xué)》）；華南農(nóng)業(yè)大學(xué)對亞洲栽培稻與非洲栽培稻種間雜種不育基因S1的克隆研究發(fā)表于世界高影響因子期刊《Nature communication》（《自然通訊》）《Molecular Plant》（《分子植物》）?！〈送?，基于對水稻種間雜種不育的認(rèn)識，陶大云帶領(lǐng)團(tuán)隊培育了亞洲栽培稻背景攜帶非洲栽培稻等位基因的“橋梁親本”，通過“橋梁親本”與非洲栽培稻雜交，同時結(jié)合回交的手段，克服種間雜種不育，首次利用非洲栽培稻資源培育了國際上首個種間遠(yuǎn)緣雜交后代粳型水稻新品種“云稻一號”，打通了稻屬AA基因組遠(yuǎn)緣物種種間有利基因交流與育種利用的渠道，為將云南資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)優(yōu)勢，推動云南稻作產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級做出了重大貢獻(xiàn)。
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