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我国育种技术再传佳讯 水稻每亩增产200公斤

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10月30日至31日,中国科学院遗传与发育生物学研究所在江苏省沭阳县清怡湖农场组织专家小组,对人工直接种植的嘉优中科1号水稻进行实际产量测定。平均亩产量分别达到913公斤/亩和909.5公斤/亩。同一天,对嘉优中科1号田进行了14,000多亩试验,平均理论产量为900公斤/亩。

嘉优中科系列新品种是由遗传发展研究所李嘉阳研究组和浙江省嘉兴农学院李金军研究组联合“分子模块设计”突破技术开发的领先模块新品种。这是在中国科学院“分子模块设计育种创新系统”项目(中国科学院一类战略性科技试点项目)支持下取得的重要成果。

研究小组组长、中国科学院学者李嘉阳表示:“这一成果是颠覆传统育种技术的大胆实践和成功探索。这标志着中国科学家在现代育种理论研究方面走在世界前列,对指导未来作物遗传改良具有重大战略意义。”

长江中下游是中国的主要水稻产区之一。历史上,水稻育种和生产水平一直很高。然而,近20年来,该地区水稻产量已进入缓慢生育期,主要表现在产量与早熟、品质、抗病虫害和抗逆性等其他优良性状之间的矛盾。特别是在当前的高产栽培条件下,个人与群体的矛盾以及产量与生育期的矛盾更加突出。

专家表示,近年来,随着重要基因资源的逐步挖掘,传统育种方法的瓶颈效应日益明显,新品种选育的难度越来越大。首先,由于种间生殖隔离的限制,很难利用相关或远缘物种的遗传资源对特定农业生物进行遗传改良。其次,传统育种容易受到不良基因连锁的影响。第三,优秀基因的叠加一般需要根据表型或生物测定来判断,检测效率容易受到环境因素的影响。第四,育种效率低,周期长,一般需要10年左右。因此,迫切需要发展新的育种技术。“

在这种背景下,近几十年来,随着分子生物学和基因组学等新兴学科的迅速发展,育种专家有可能直接选择基因型,从而出现了作物分子育种。分子育种技术可以实现基因的直接选择和有效聚合,大大提高育种效率,缩短育种年限,实现“精确育种”。

中国科学院遗传发展研究所副研究员刘桂富说,“例如,常规育种需要7-8年来选择育种材料,分子育种技术可以缩短到3-4年甚至更短,育种周期可以缩短到原来的1/4-1/3,从而实现快速、定向、高效的作物新品种系统改良栽培。例如,常规育种方法在年代测定时类似于海洋选择,分子育种是在一层一层选择的对象中进行选择。“

”分子模块设计育种技术是分子育种技术的一种。李嘉阳说,这项技术在育种专家进行田间试验前,模拟、筛选和优化育种过程中的各种因素,建立目标基因型,提出最佳亲本选择和后代选择策略,提高育种过程的可预测性。

”模块化设计育种是将总体育种目标分解成几个单元目标,根据每个单元设计培育一批符合单元目标的育种材料,最后根据总体目标组合每个单元材料所拥有的基因,获得符合总体目标的品种。”刘桂福说道。

与常规育种技术相比,分子模块设计育种技术不仅克服了育种周期长、偶然性大、育种效率低的缺点

目前,嘉优中科一号正在大规模推广。随着该品种的大规模推广种植,增产200公斤/亩所带来的经济效益和社会效益将越来越突出。它真正实现了“使用和影响”的要求,对引领我国品种升级换代具有里程碑意义。

据悉,占地1.4万多亩的嘉优中科一号将于11月10日左右组织专家进行生产测试。

责任编辑:黄辉