水稻分子育种与绿色超级稻

"参与全球水稻分子育种计划"项目实施10年,从引进国外优异种质资源,积极参与国际合作计划着手,联合国内不同稻作区的数10家科研单位,围绕培育绿色超级稻的长远目标,在国内形成了水稻分子育种协作网络,基本建立起我国水稻分子育种的资源、技术和信息平台,筛选和构建了一批高产、优质、抗病虫、节水抗旱、耐高低温、氮磷肥高效利用的种质资源,育成了一批具有绿色超级稻性状的水稻新品种(系)。     

水稻等基因导入系构建与分子技术育种

本文概述了“参与全球水稻分子育种计划研究”项目的实施效果：从23个国家和地区引进了一批优良利质资源，选育了基于22个不同遗传背景的等基因导入系约6万余份，建立了节水抗旱、氮磷高效种质资源的鉴定设施与评价方法，发展了大规模、高通量、低成本的基因鉴定与分子标记技术。形成了一条较为成熟的基于等基因导入系的水稻有利基因发掘、种质创新和新品种选育的技术体系。育成了一批高产稳产优质节水抗旱的新品种（系）。     

国际马铃薯中心马铃薯资源引进、评价及利用

为了丰富我省马铃薯种质资源,扩大遗传基础,从国际马铃薯中心引进271份马铃薯种质资源,在青海不同生态区种植观测,对其抗病、耐逆性、产量水平及品质指标等综合性状进行评价鉴定。选育出1个新品种,可在青海省大部分地区种植推广;筛选出19份资源可供进一步选择利用;鉴定部分具有特殊基因的资源为马铃薯育种提供亲本材料。     

2014年度国家科学技术奖种业获奖项目

水稻籼粳杂种优势利用相关基因挖掘与新品种培育(国家技术发明奖二等奖)油菜高含油量聚合育种技术及应用(国家技术发明奖二等奖)优质强筋高产小麦新品种郑麦366的选育及应用(国家科学技术进步奖二等奖)西瓜优异抗病种质创制与京欣系列新品种选育及推广(国家科学技术进步奖二等奖)小麦种质资源中重要育种目标性状的评价与创新利用(国家科学技术进步奖二等奖)     

”绿色超级稻”研发取得重大进展

“绿色超级稻”是指同时兼顾“抗病虫、营养高效利用、节水抗旱和高产优质”等特性的水稻新类型。2010年年初,“绿色超级稻新品种培育”项目已列入中国国家科技部“十二五”期间的首批立项项目之中。     

大豆核心种质和微核心种质的构建、验证与研究进展

我国作物种质资源长期库中保存大豆资源2.3万余份,数量居世界之首。然而,在大豆新品种培育中的利用率仅为1%左右,导致大豆育成品种的遗传基础趋于狭窄。主要原因是缺少对其重要经济性状的鉴定,尤其是缺少多年多点的评价,难以有目的选择有重要价值的育种亲本。为了加速大豆种质资源的评价并促进其利用,在国家基础研究项目(973)的连续资助下,开展了“大豆核心种质构建(1998-2003)”和“大豆微核心种质基因多样性(2004-2009)”研究,目的是浓缩大豆资源的遗传多样性,强化其表型和基因型鉴定,为发掘和利用大豆资源中的优异基因提供指导。本文在研究构建不同比例(占总体2%~5%)大豆核心种质和大豆微核心种质(占总体1%)的同时,介绍了核心种质补充和完善的研究进展。为了验证核心种质的代表性,在构建方法方面,从SSR位点、样本组成、取样比例、低频率等位变异4个方面对代表性进行了分析,并用随机抽样方法对核心种质代表性进行了检测和验证。文中还介绍了利用核心种质和微核心种质在新基因发掘、种质创新和育种利用方面的研究进展,尤其介绍了与育种单位密切合作,建立基于核心种质的种质创新与利用体系的研究成效。围绕遗传多样性、核心种质利用方式进行了讨论,指出大豆核心种质为性状鉴定、新基因发掘、新种质创造和新品种培育等理论研究和实际应用提供材料基础,具有潜在的应用前景。实践证明,大豆种质资源的系统研究与利用,将促进我国大豆种质资源由数量保存型向研究应用型转变。     

再生稻高产种质资源筛选及高产群体分析

再生稻高产种质资源是选育强再生力水稻品种的物质基础,缺乏具有强再生力的水稻品种是制约再生稻发展的重要因素之一。引进247份早抽穗水稻核心种质在江汉平原作再生稻种植,从中筛选高产再生稻种质资源,并探究高产再生稻产量形成的关键因素,为再生稻种质资源创新及新品种选育提供基础材料和理论依据。结果表明,247份核心种质在江汉平原两季稻均能正常抽穗成熟,各农艺性状变异系数在10.31%~51.83%,从中筛选出27份高产水稻种质资源。其中,4份双季高产种质两季总单株产量均超过60.00g,可作为亲本用于水稻再生力基因挖掘和再生稻高产育种。再生稻高产群体产量构成分析表明,提高再生稻产量的关键是提高其每穗颖花数和有效穗数;再生稻高产种质头季稻产量与再生季稻产量呈极显著负相关,表明再生稻高产育种方向应从追求单季高产转变为追求周年高产。     

水稻种质资源香味基因Badh2的分子鉴定及香稻筛选

稻米香味性状是稻米品质的重要评价指标,香稻的培育是提高稻米附加值进而提高农民种粮积极性的有效手段,而香稻育种面临遗传背景来源单一的瓶颈大大制约了香稻的育种进程。发掘和利用香稻种质资源,扩大香稻遗传多样性是解决这一问题的主要途径。本研究利用已知水稻香味基因Badh2的分子标记,分析了来自世界各地的817份水稻种质资源及25份野生稻祖先的Badh2基因型。通过品尝法对具有突变型Badh2的稻米进行了香味性状鉴定,研究结果表明,83份水稻种质资源材料具有突变型Badh2基因,其中包括籼稻52份、粳稻30份、中间型1份;而普通野生稻和尼瓦拉野生稻均为野生型Badh2,表明香味性状是在栽培稻驯化过程中由香味基因Badh2自然突变产生。通过人工咀嚼法对83份具有突变型Badh2的稻米进行了香味性状鉴定,结果表明有28份稻米具有明显的香味,其中籼稻为20份,粳稻7份,中间型1份,并且籼稻香味浓郁程度普遍高于粳稻,推测Badh2受遗传背景影响而导致2-乙酰-1-吡咯啉在籽粒中积累量不同。本研究鉴定的香稻种质资源将为开展稻米香味性状遗传改良提供重要材料支撑。     

国家863计划“绿色超级稻新品种培育”启动

国家863计划“十一五”重点项目“绿色超级稻新品种培育”近日在武汉华中农业大学正式启动，旨在培育“少采农药、少施化肥、节水抗旱、优质高产”的绿色超级稻，实现水稻生产安全优质、资源节约、环境友好的目标。     

大豆微核心种质资源抗旱性评价

抗旱性是大豆在干旱胁迫下高产稳产的重要生态性状，筛选耐旱种质资源提高新品种的抗旱能力，是保障大豆高产稳产的重要途径之一。以大豆微核心种质为研究对象，采用大豆成株期抗旱性鉴定方法，利用海南冬季干旱少雨的气候特点，系统调查了干旱对163份不同大豆资源的株高、主茎节数、单株荚数和单株粒数等4个农艺性状的影响。再利用加权隶属函数分析和聚类分析的方法，对163份微核心种质的抗旱性进行综合评价。结果表明，供试的163份大豆微核心种质可划分为5个抗旱等级，并鉴定出高抗旱（1级）种质4份（ZDD02159、ZDD10430、ZDD13560和ZDD16874）、抗旱（2级）种质14份、中抗旱（3级）种质52份、敏感（4级）种质74份以及高敏感（5级）种质19份。这些研究结果和抗旱种质的挖掘，为利用资源拓宽遗传基础，培育抗旱大豆新品种和抗旱基因发掘与功能研究提供了参考。     

水稻航天诱变育种研究进展与应用前景

水稻航天育种技术是将水稻干种子搭载返回式航天器(卫星)经过空间诱变作用产生变异,在地面选择有益变异培育新种质、新品种的育种方法。随着水稻航天育种研究的不断深入,现已育成一批水稻新品种(组合)进入商品化生产,同时还发掘和筛选出一些具有实用价值的新种质。本文综述了水稻航天育种的特点、理论依据及研究进展,讨论了水稻航天育种存在的问题和应用前景。     

水稻核心种质资源的苗期耐冷性鉴定与评价

苗期冷害是一种影响水稻群体建成和生长发育的延迟性冷害,最终导致水稻减产。筛选苗期耐冷性强的种质资源可以为水稻耐冷育种提供亲本资源。本研究采用3000份全球水稻核心种质资源中的1542份在人工气候箱进行苗期耐冷鉴定及评价,以存活率为评价指标。发现种质资源苗期耐冷性变异非常丰富,筛选出存活率80%以上的苗期耐冷资源材料73份,其中籼稻9份,温带粳稻47份,热带粳稻4份,粳稻混合型8份,籼粳中间型和香稻类型各1份,籼粳混合型3份,XI-B、XI-2和亚热带粳稻中未筛选到苗期耐冷材料。耐冷材料主要集中在温带粳稻中,但亦有部分籼稻材料表现出较强的耐冷性。多数苗期耐冷资源材料的综合农艺性状较差,结合株高、生育期性状等筛选出14份半矮秆和生育期适中的强耐冷性材料,可作为水稻苗期耐冷育种亲本应用。对利用种质资源开展苗期耐冷基因挖掘和选育全生育期耐冷品种进行了讨论。本研究初步阐明了水稻耐冷种质资源的分布,为水稻耐冷育种提供了优异的供体亲本材料。     

水稻株高的遗传控制及其在育种上的应用

株高是水稻品种的重要农艺性状之一,矮秆水稻品种的选育和推广是20世纪水稻育种工作的重大成就,因此矮秆基因的发掘研究和利用备受重视。本文综述了水稻株高基因的遗传、定位、作用机理及其在水稻育种中的利用情况等方面的研究进展,分析了水稻株高基因在水稻育种应用中所存在的问题,并对其发展前景作了展望。     

美国光身稻品种的利用与超高产品种的选育

现行高产品种的产量已到了很高的平台。结合水稻超高产品种选育理论与实践,提出了“二高一早”超高产育种的设想,并就相关种质进行探讨,分析了“中秆高抗倒伏”及“群体高效光能利用”新种质对超高产育种的重要性。对Lemont等15份美国大面积推广光身稻品种、特青等73个中国高产品种及双亲杂种的农艺性状进行了初步分析。结     

利用国际水稻品种资源改良粳稻恢复系研究初探

以优良粳稻恢复系K1863为主体亲本，以国际水稻分子育种品种资源为供体亲本通过杂交并回交，获得了100多个K1863回交改造后代群体。对其中部分K1863回交改造后代进行了表型性状鉴定，初步表明被鉴定的多数K1863回交后代获得了主体亲本K1863对粳稻不育系的恢复能力，在回交后代中产生了稻瘟病抗性、耐盐性优于主体亲本K1863的材料，而且部分K1863回交改造后代的综合经济性状也优于主体亲本K1863。从而说明，利用国际水稻分子育种品种资源，通过大量回交，不仅可以在保留主体亲本的重要性状、保持与主体亲本性状相似性的同时，获得一些主体亲本本身不具有的有利性状，并选育出综合经济性状优于主体亲本的回交后代，因此通过本方法获得的回交后代材料具有重要的育种利用价值。本文还探讨了对这些K1863回交改造后代进行进一步利用改造的途径。     

水稻耐低磷种质的初步筛选

本文以农业部948项目“全球水稻分子育种计划”采用的151份国内外代表性种质为供体亲本、云南育成的优质高原粳稻品种滇粳优1号为轮回亲本、通过连续回交形成的5500个株行为材料，在田间自然缺磷条件下，以水稻植株分蘖数作为耐低磷评价指标，初步筛选出20个耐低磷基因型种质。     

2006-2007年广西杂交稻区试回顾及发展商榷

回顾了广西杂交水稻区试历程,通过对2006、2007年广西杂交稻区试结果进行具体分析,肯定成绩,发现问题,并提出对今后发展方向的建议。2年来的区试结果表明,广西杂交水稻区试的参试组合类型配套齐全丰富,在选育组合数量,产量水平及稻米品质方面取得较大进步。但是存在着一些影响育种突破的重要问题。首先,参试组合很难在抗病虫上有所突破。其次,参试组合的综合性状有待进一步提高。今后,杂交水稻育种应扩大遗传基础,加大籼粳稻种质的遗传利用,加强野生稻优异种质的利用,把抗性育种放到主要议事日程,进一步促进杂交水稻综合性状的改良与协调,向超高产稻方向发展。     

优质高产抗病性状近等基因导入系的构建

本文报道参与全球分子育种计划的部分工作,用华南广东双季稻生态区的重要核心种质丰矮占1号、粤香占构建华南急需的优质抗病近等基因系的相关研究。华南地区尤其广东由于经济比较发达,人们很早就注重优质水稻品种的培育,但华南区高温高湿的生态条件,病害发生比较严重,因此,利用世界各地的广泛资源为供体,以当地重要的核心材料为受体,构建优质抗性的近等基因导入系,对水稻育种和相关应用基础研究十分必要。     

稻种资源苗期氮素营养效率的分类、鉴定与评价

在低氮(20 mg/kg)、中氮(40 mg/kg)和高氮(60 mg/kg)3个水平下，调查了88份稻种资源的苗期性状并测定了氮素营养效率，包括氮素利用效率(NUE)、氮素吸收效率(NAE)和氮素利用效率响应度(NUER)。结果表明，苗期不同性状对低氮、中氮和高氮的敏感性不同，不同氮素水平间的单株根体积、地上部干重、吸氮量和根干重等性状变异较大，低氮胁迫加大了种质间的差异。不同水稻苗期性状对氮素的响应度不同，性状在种质间的变异服从正态分布。通过分类、 鉴定和评价，供试稻种资源分为13种氮素营养效率类型，它们存在明显的基因型差异，呈典型的正态分布，即低效和高效的较少，以NUE、NAE和NUER中效类型最多。NUE、NAE和NUER三指标间还存在很强的互补性和拮抗性，极少存在两个以上指标同为低效或高效的稻种资源类型。水稻氮素营养效率类型较陆稻丰富，但分布较分散，总体分布明显偏向于低氮素利用效率一侧。籼稻氮素营养效率的类型略多于粳稻，而粳稻类型的总体分布明显偏向于低氟素利用效率一侧。地方晶种氮素营养效亭类型较多、分布较集中，总体分布明显偏向于高氮素利用效率一侧：杂交稻氟素营养效率的类型最少、分布最集中，而常规稻氮素营养效率类型最多、分布较分散，常规稻和杂交稻品种的总体分布明显偏向于低氮素利用效率一侧。上述研究结果对探讨稻种资源蓖素营养效率的遗传特性、选育高效氮素营养的新型种质及阐明高效氮素营养的生理机制等具一定参考价值。