cb100200水稻高产优质等重要性状的分子机制和设计育种研究

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水稻产量性状遗传机理及分子标记辅助高产育种

水稻产量性状遗传机理及分子标记辅助高产育种

其余5个QTL在两个群体中同时得到检测,其杂合子的效应 值处于两纯合子之间,表现为部分显性。 这表明:所有22个QTL均未表现出超显性效应。
• 在Lin等的研究中,在外引2号/CB群体检测到12个产量性 状 QTL, 除 2 个表现为负向超显性外 , 其余无明显的显性 效应或表现为部分显性。 • 在特三矮2号/CB群体中,情况则有所不同。在14个产量 性状QTL中,7个无明显的显性效应或表现为部分显性,7 个表现为超显性。 • 这些结果表明: 在同一个群体中,不同QTL的作用方式存在多种变异 , 加性作用和显性作用是水稻等位基因互作的主要方式, 超显性作用也是水稻等位基因互作的一种重要方式。
• 对于其它性状,相当一部分的QTL,特别是效应较大的QTL,能在不 同环境条件下得到稳定检测。 在Lu等的研究中,2个每穗总粒数QTL和2个每穗实粒数QTL,全部 在三个环境中检测到;6个千粒重QTL也有4个在两个以上环境中 检测到。 在Zhang等的研究中,7个千粒重QTL和5个单株产量的QTL,各有4 个和3个在两个以上环境中得到检测;在穗数、每穗总粒数和每 穗实粒数三个性状上,与仅在一个环境中检测到的QTL相比,在不 同环境中同时检测到的QTL总是具有较高的LOD值。 而且,在这两个研究中,当一个QTL在两个以上环境下得到检测, 其加性效应方向一致,效应值也大多非常接近。 由此说明: 产量性状QTL大多不具有强的基因型×环境互作。 即使在具有基因型×环境互作的情况下,也只影响QTL的效应 值,极端情况表现为在有的环境下发挥效应,在其它环境下不发 挥效应,但不导致QTL效应方向的逆转。
• 在基因型×基因型互作方面,结果也类似。 Xiao等在回交群体中检测到的产量QTL,位于7个染色体区 间,其中,3个最重要的区间分别位于第 3、4和5染色体 ,共 检测到14个QTL。 这三个区间也是重组自交系群体中最重要的区间,共检测 到15个QTL。 在这3 个区间中 ,回交群体中检测到的 14个 QTL 有12个在

优质高产水稻新品种精华2号的选育

优质高产水稻新品种精华2号的选育

优质高产水稻新品种精华2号的选育樊青峰;张华【摘要】为培育优质水稻新品种、发展“两高一优”农业,郯城县种苗研究所与河北省农林科学院滨海农业研究所以临稻12为母本、临稻4号为父本进行配组,成功育成优质高产水稻新品种精华2号.该品种具有优质、高产、多抗、熟期适中等优良性状,2015-2016年国家北方稻区区域试验的平均产量10 639.7 kg/hm2,比对照(津原45)增产11.7%;2016年国家北方稻区生产试验的平均产量10 323kg/hm2,比对照(津原45)增产12.1%,增产点率达100%.于2017年通过农业部国家农作物品种审定委员会审定(国审稻20170079),适宜在北京、天津、山东东营、河北冀东及中北部一季春稻区种植.【期刊名称】《贵州农业科学》【年(卷),期】2019(047)004【总页数】3页(P5-7)【关键词】杂交水稻;新品种;精华2号;选育【作者】樊青峰;张华【作者单位】临沂市农业科学院,山东临沂276012;郯城县种苗研究所,山东郯城271600【正文语种】中文【中图分类】S511.2+2水稻是我国最重要的粮食作物之一,优质、高产、广适性水稻新品种的选育及产业化应用对水稻产业发展具有重要意义。

近年来,由于气候变化,病虫害发生频繁,山东省乃至黄淮稻区原有水稻主栽品种抗性退化,品质下降,稳产性差,部分地区因品种原因而导致产量大幅度下降,严重制约了水稻的发展。

随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,优质稻米供不应求,普通稻米缺乏市场竞争力,我国近年已把水稻品质育种提高到一个重要位置。

通过改良与创造,实现杂交水稻高产与优质的统一协调,是水稻高产优质育种的最好方法。

临沂市是山东省第一大稻区,受稻米市场“优质不优价”的影响,水稻生产中过份追求产量,忽视了产品质量,品质低的水稻品种种植面积加大,降低了临沂优质稻米产区的稻米品质,也逐渐影响到总体经济效益和社会效益。

针对这种情况,从培育优质稻米品种、发展“两高一优”农业、提高稻米品质、丰富城乡人民生活角度出发,河北省农林科学院滨海农业研究所与郯城县种苗研究所联合着手培育优质水稻新品种,并成功育成优质水稻品种精华2号,于2017年通过农业部国家农作物品种审定委员会审定,审定编号为国审稻20170079,适宜在北京、天津、山东东营、河北冀东及中北部一季春稻区种植。

《水稻基因OXHS2调控抗旱性的分子机制研究》

《水稻基因OXHS2调控抗旱性的分子机制研究》

《水稻基因OXHS2调控抗旱性的分子机制研究》一、引言作为世界上最重要的粮食作物之一,水稻(Oryza sativa)的抗旱性研究对于保障粮食安全和农业可持续发展具有重要意义。

近年来,随着分子生物学和遗传学的快速发展,基因工程在提高作物抗逆性方面取得了显著进展。

其中,水稻基因OXHS2的抗旱性研究备受关注。

本文旨在探讨水稻基因OXHS2调控抗旱性的分子机制,为进一步利用基因工程提高水稻抗旱性提供理论依据。

二、材料与方法1. 材料本研究选取了水稻品种中抗旱性较强的品种作为实验材料,并从其基因组中克隆了OXHS2基因。

同时,构建了OXHS2基因的过表达和敲除载体,用于后续的转基因实验。

2. 方法(1)基因克隆与载体构建:利用PCR技术从水稻基因组中克隆OXHS2基因,并构建过表达和敲除载体。

(2)转基因实验:将构建好的载体通过农杆菌介导的方法转入水稻中,获得OXHS2基因的过表达和敲除转基因株系。

(3)抗旱性分析:通过控制水分条件,对转基因株系进行干旱处理,观察其生长状况和生理指标变化,分析OXHS2基因对水稻抗旱性的影响。

(4)分子机制研究:利用qRT-PCR、蛋白质印迹等技术,研究OXHS2基因在干旱条件下的表达模式及其与其他相关基因的互作关系,探讨其调控抗旱性的分子机制。

三、结果与分析1. OXHS2基因的克隆与载体构建通过PCR技术成功克隆了OXHS2基因,并构建了过表达和敲除载体。

经测序验证,载体序列与目标基因序列一致,无突变。

2. 转基因株系的获得与抗旱性分析将构建好的载体通过农杆菌介导的方法转入水稻中,获得了OXHS2基因的过表达和敲除转基因株系。

通过对转基因株系进行干旱处理,发现过表达OXHS2基因的水稻株系表现出更强的抗旱性,而敲除OXHS2基因的株系则表现出较低的抗旱性。

这表明OXHS2基因对水稻抗旱性具有重要影响。

3. OXHS2基因的分子机制研究(1)表达模式分析:通过qRT-PCR技术,我们发现OXHS2基因在干旱条件下表达量显著上升。

“分子模块设计”技术育成水稻新品种获得丰收

“分子模块设计”技术育成水稻新品种获得丰收

“分子模块设计”技术育成水稻新品种获得丰收作者:吴月辉来源:《粮食科技与经济》2018年第01期2017年,运用“分子模块设计”技术育成的嘉优中科系列水稻新品种在江苏沭阳获得丰收。

嘉优中科系列新品种是中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋研究组和浙江省嘉兴市农业科学院李金军研究组合作运用“分子模块设计”这一突破性技术育成的具有引领作用的模块新品种。

长江中下游稻区是我国水稻主产区之一,历史上一直是水稻育种水平和生产水平非常高的地区。

但近20年以来,该地区水稻产量进入一个缓慢增长期,主要表现为产量和早熟、品质、抗病虫、抗逆性等其他优良性状之间的矛盾,尤其在目前的高产栽培条件下,个体和群体的矛盾及产量和生育期的矛盾就更加突出。

专家们表示,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显现,新品种选育的困难越来越多。

在这种背景下,作物分子育种应运而生。

分子育种技术可以实现基因的直接选择和有效聚合,大幅度提高育种效率,缩短育种年限,实现“精确育种”。

中国科学院遗传发育所副研究员刘贵富说:“常规育种需要7至8年才能选出育种材料,分子育种技术能将其缩短到3至4年甚至更短,育种周期缩短为原来的1/4至1/3,实现了快速、定向、高效培育系统改良的作物新品种。

打个比方,常规育种方法育种好比是在相亲的时候进行‘海选’,分子育种就是在已经经过层层选拔之后的对象里进行选择。

”“分子模块设计育种技术就是分子育种技术的一种类型。

”研究组负责人、中科院院士李家洋说,这种技术是在育种专家的田间试验之前,就对育种程序中的各种因素进行模拟、筛选和优化,确立目标基因型,提出最佳的亲本选配和后代选择策略,提高育种过程的预见性。

“模块化设计育种就是先将育种总体目标分解成若干个单元目标,根据每个单元设计并培育一批符合单元目标的育种材料,最后按照整体目标将各单元材料具备的基因组合在一起,获得符合总体目标的品种。

”刘贵富说。

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、育种效率低下等缺点,而且还可以对当前应用的品种缺点进行精确改良,容易实现多个优良基因(性状)的聚合。

973计划2011年项目清单

973计划2011年项目清单

2011CB301800 表面等离子体超分辨成像光刻基础研究 2011CB301900 半导体固态照明用超高效率氮化物 LED 芯片基础研 究
中国科学院光电技术 中国科学院 研究所 南京大学 教育部
2011CB302000 II 族氧化物半导体光电子器件的基础研究 2011CB302100 微纳光机电系统的仿生设计与制造方法 2011CB302200 网络海量可视媒体智能处理的理论与方法
2011CB504500 感音神经性聋发病机制及干预措施的基础研究 2011CB504600 近视发病机理及干预的基础研究 2011CB504700 重要病毒跨种间感染与传播致病的分子机制研究
中国科学院微生物研 中国科学院 究所
— 4 —
项目编号
项目名称
项目首席 科学家 刘奋勇 金奇 王庆国 朱兵 段金廒 王琦 林均品 徐坚 杨玉良 熊翔 闻海虎 李伯耿
2011CB403500 南海海气相互作用与海洋环流和涡旋演变规律
— 3 —
项目编号 2011CB403600
项目名称 中国近海水母暴发的关键过程、机理及生态环境效 应
项目首席 科学家 孙松 余争平 邬堂春 刘德培 贾伟平 王晓民 尚永丰 曾益新 段树民 李华伟 瞿佳 高福
项目第一承担单位 中国科学院海洋研究 所
— 5 —
项目编号
项目名称
项目首席 科学家 余木火 顾忠伟 谢建新 杨锐 谭建荣 王煜 房丰洲 丁汉 郑小平 张军 张良培 舒歌群 袁士义
项目第一承担单位 东华大学 四川大学 北京科技大学 中国科学院金属研究 所 浙江大学 西安交通大学 天津大学 华中科技大学 北京化工大学 北京航空航天大学 武汉大学 天津大学
2011CB100100 主要粮食作物骨干亲本遗传效应和利用的基础研究 2011CB100200 水稻高产、优质等重要性状的分子机制和设计育种 研究

水稻杂种优势遗传机理分子标记辅助高产育种研究

水稻杂种优势遗传机理分子标记辅助高产育种研究

水稻杂种优势遗传机理分子标记辅助高产育种研究
佚名
【期刊名称】《作物育种信息》
【年(卷),期】2005(000)008
【摘要】选用三系杂交稻汕优10号,以其保持系珍汕97B为母本、恢复系密阳46为父本,配制组合,建立F2和重组自交系(RIL)群体,检测了控制产量的主效应QTL和上位性QTL,分析了6个产量性状。

表型鉴定包括3个试验,F2群体采用一年单株鉴定,RIL群体同时采用重复试验和单株试验两种鉴定方式(连续2年)。

在QTL研究基础上,初步实施分子标记辅助选择。

【总页数】2页(P12-13)
【正文语种】中文
【中图分类】S511
【相关文献】
1.DNA分子标记及其在水稻遗传育种研究中的应用 [J], 秦延春
2.RAPD分子标记水稻遗传距离及其与杂种优势的关系 [J], 张培江;才宏伟;李焕朝;杨联松;张德泉;白一松;胡兴明;许传万
3.水稻产量性状遗传机理及分子标记辅助高产育种 [J], 庄杰云;郑康乐
4.分子标记辅助水稻抗瘟育种研究 [J], 许一菲
5.陆地棉分子标记辅助轮回选择聚合育种研究Ⅲ.对群体遗传多样性的影响 [J], 易成新;朱协飞;闵留芳;张天真
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分子设计育种可调控水稻产量与品质粮油

分子设计育种可调控水稻产量与品质粮油

分子设计育种可调控水稻产量与品质粮油
水稻的产量和品质均为复杂的数量性状。

迄今为止,人们不仅已经鉴定出水稻产量相关的数量性状基因座位(QTL)或基因达数百之多,也发现数量众多的淀粉合成相关基因组成复杂的遗传调控网络,精细调控稻米食味和蒸煮品质。

研究团队将已完成基因组测序的日本晴和9311作为优良目标基因供体,对28个优良目标基因主动设计,涉及水稻产量、稻米外观品质、蒸煮食味品质和生态适应性等;以食用品质较差的超高产品种“特青”作为优良基因的受体,在经过8年的杂交、回交和聚合选择,结合分子标记定向选择获得了若干份优异的后代材料。

这些材料充分保留了特青的遗传背景及高产特性,而稻米外观品质、蒸煮食味品质、口感和风味等均******改良,所配组的杂交稻稻米品质也******调高。

该研究结果将极大推动作物传统育种向高效、精准、定向的分子设计育种转变。

第1页共1页。

安徽农业大学农学院水稻分子设计育种团队揭示亚洲栽培稻基因功能单倍型自然变异特征

安徽农业大学农学院水稻分子设计育种团队揭示亚洲栽培稻基因功能单倍型自然变异特征

未来设计育种尤其是复杂性状分子改良成功与否的关键。
该研究首次全面揭示了亚洲栽培稻基因功能单倍型在水稻核心种质中的自然变异特征。研究论文“77;e
landscape o f gene-CDS-haplotype diversity in rice (Oryza sativa L.): properties, population organization, foot­
326
安徽农业大学学报
2021 年
参考文献:
[ 1 ] 智 慧 芽 信 息 科 技 (苏州)有限公司. 智 慧 芽 (PatSnap) 全 球 专 利 检 索 数 据 库 [EB/OL] .https://analytics.zhihuiya. com/.
[ 2 ] 赵良,张崴. 基于INCOPAT的高校专利信息统计分析:以 大连理工大学为例[ J ] .中国科技信息,2019(9): 15-17.
4. 分 别 基 于 SN P 和 gcHap数据在模拟试验和2 4 个农艺性状上的全基因组关联分析发现,gcH ap数据
在检測控制复杂性状基因上有更大的功效(在多数性状上具有更高的预测力),开 发 了 适 用 于 gcH ap数据
全基因组关联分析和全基因组预测的软件包“HAPS”。
作为第一个全方位揭示物种内功能等位基因多样性的研究,该研究结果对其他物种的群体基因组、功
安徽农业大学农学院水稻分子设计育种团队揭示亚洲栽培稻 基因功能单倍型自然变异特征
水稻种内极为丰富的遗传变异是遗传改良的基础。2018年 ,中国农业科学院作物科学研究所牵头安徽
农 业 大学 等 多家 单位完成 了“3 0 0 0 份 水稻 基因 组计划”,揭 示 了 水 稻 核 心 种 质 的 基 因 组 多 样 性 。然 而 ,作为

(完整版)作物育种学分论 水稻育种 第2节 育种目标

(完整版)作物育种学分论 水稻育种 第2节 育种目标
• 测定糊化温度的方法是把精米置于1.7%氢氧化钾 溶液在30℃处理23小时,然后测定其扩散度与透 明度,即碱扩散值。
糊化温度分级:
碱扩散值级别 糊化温度类型
糊化温度
1~3

75~79℃
4~5
பைடு நூலகம்

70~74℃(籼)
6~7

55~69℃(粳)
C. 胶稠度:即米胶稠度 一般测定4.4%的米胶冷后的凝胶长度。
3、西南高原单、双季稻稻作区
位于云贵高原和青藏高原。包括湖南、贵州、云南、四川、 西藏、广西、青海等省、区的部分发或大部分。水田面积3801万 亩,占全国水田的10%。云南南部有双季稻,一年可三熟,其余 以一季稻为主,籼粳稻并存,粳多在高海拨地区,籼多在低海拨 地区,品种类型复杂。
4、华北单季稻稻作区
• 泰国大米(籼)的品质在世界上具有较高的声誉。 • 国际上日本、韩国、美国都很重视优质粳米的生产
与研究。 • 特别是日本喜食中短粒粳米的习惯与我国长江以北
地区基本一致。由于长期重视品质改良的基础及应 用研究,日本粳稻素以品质优异著称于世。
不同地域居民、不同民族对稻米品质要求各异 南方:籼米 北方:粳米 少数民族:糯米、红米等 民族食品:年糕、米酒、米粉条(丝)等
作物育种学各论
第一章 水稻育种
第二节 水稻育种目标及 主要性状遗传
第二节 水稻育种目标及 主要性状遗传
一、我国的稻区划分及各稻区对品种 的要求
二、水稻育种的基本目标 三、水稻主要性状的遗传
一、我国的稻区划分及各稻区对品种 的要求
1、华南双季稻稻作区 2、华中双单季稻稻作区 3、西南高原单、双季稻稻作区 4、华北单季稻稻作区 5、东北早熟单季稻稻作区 6、西北干燥区单季稻稻作区

《水稻基因OXHS2调控抗旱性的分子机制研究》

《水稻基因OXHS2调控抗旱性的分子机制研究》

《水稻基因OXHS2调控抗旱性的分子机制研究》一、引言随着全球气候变暖及水资源的不稳定,作物抗旱性已成为农业生产中的一项重要课题。

水稻作为全球主要的粮食作物之一,其抗旱性的研究尤为关键。

近年来,通过分子生物学技术,一系列调控抗旱性的基因被发现和研究。

其中,水稻基因OXHS2在抗旱性方面的作用备受关注。

本文旨在研究水稻基因OXHS2调控抗旱性的分子机制,以期为提高水稻抗旱性提供理论依据。

二、材料与方法1. 材料本研究选取了不同抗旱性的水稻品种,并从中提取了基因组DNA和mRNA。

同时,还构建了OXHS2基因的过表达和沉默转基因水稻株系。

2. 方法(1)基因克隆与转基因水稻的构建通过PCR扩增技术克隆OXHS2基因,并利用农杆菌介导法将其导入水稻中,构建过表达和沉默转基因水稻株系。

(2)表达分析利用实时荧光定量PCR技术,检测OXHS2基因在不同抗旱性水稻品种中的表达情况,以及在过表达和沉默转基因水稻株系中的表达变化。

(3)功能分析通过干旱处理实验,观察转基因水稻株系的生长状况和生理指标变化,分析OXHS2基因在抗旱性中的作用。

同时,利用蛋白质组学技术,研究OXHS2基因调控的下游靶标基因及相关的代谢途径。

三、结果与分析1. OXHS2基因在不同抗旱性水稻品种中的表达情况通过实时荧光定量PCR技术,我们发现OXHS2基因在抗旱性强的水稻品种中表达量较高,而在抗旱性弱的水稻品种中表达量较低。

这表明OXHS2基因可能与水稻的抗旱性有关。

2. OXHS2基因的过表达和沉默对转基因水稻的影响过表达OXHS2基因的转基因水稻株系在干旱处理下表现出较强的抗旱性,而沉默OXHS2基因的转基因水稻株系则表现出较弱的抗旱性。

这表明OXHS2基因在提高水稻抗旱性方面具有重要作用。

3. OXHS2基因调控抗旱性的分子机制通过蛋白质组学技术,我们发现OXHS2基因主要通过调控一系列与抗旱性相关的代谢途径和下游靶标基因来提高水稻的抗旱性。

水稻育种的分子标记辅助选择

水稻育种的分子标记辅助选择

水稻育种的分子标记辅助选择水稻是世界上最重要的粮食作物之一。

它是许多人的主要食物来源,也是饲料、酒精和纤维的重要来源。

由于全球人口和消费水平的不断增长,水稻的重要性变得越来越突出。

因此,为了满足全球人类的食品需求,水稻生产必须提高产量和质量。

分子标记辅助选择技术已成为现代水稻育种的有效手段,对提高水稻生产具有巨大潜力。

一、水稻育种的前景水稻是世界上最重要的粮食作物,也是最多人口的主要食物。

现在,全球水稻种植面积超过1.5亿公顷,产量约为7亿吨。

然而,如果不采取积极的措施,水稻的生产将难以支持日益增长的人口需求。

因此,提高水稻生产是解决全球粮食安全的重要手段。

二、水稻育种的挑战水稻作为世界上最重要的粮食以及资源压力之一,其对于资源的利用效率、对于产量的提高、抗逆性等方面提出了更高的要求。

在传统的育种方法下,选择和杂交是很多育种项目的基本策略,但是传统育种技术通常需要长时间的观察和人工选择,一年只能进行一次杂交,繁琐低效。

同时,传统的育种方法对于复杂抗性、显性不育等性状的植株产生的新品系的创造是很困难的。

要在较短时间内根据目标基因的序列和表达方式来筛选出理想的育种品种,特别对于多基因性状的选择是一个极具难度的问题。

三、分子标记技术的优势为了解决上述问题,分子标记技术应运而生。

这项技术是基因工程和分子生物学的重要发展,是根据分子遗传学和生物信息学的原理,利用DNA分子序列间的变异、多态性、等位性和杂合性作为选择对象进行育种选择的一种快速高效的选择方法。

其优点主要包括两个方面:1.速度快,结果准确:分子标记技术可以在较短的时间内对样品进行准确高效的分析,比起传统的选择方法效率更高、速度更快。

可以快速准确分析基因型事任何不利条件下水稻植株的特长与短板,为千姿百态的水稻品种选择提供科学依据。

2.可靠性高,带有可预见性:分子标记技术在育种中具有精确可靠性,其结果可以预测。

所以可以在选择植株时,对基因型进行迅速检测,仅选择富含目标基因的杂交植株,同时避免的许多不必要的实验。

cb100200水稻高产优质等重要性状的分子机制和设计育种研究

cb100200水稻高产优质等重要性状的分子机制和设计育种研究

项目名称:水稻高产、优质等重要性状的分子机制和设计育种研究首席科学家:薛勇彪中国科学院遗传与发育生物学研究所起止年限:2011.1至2015.8依托部门:中国科学院二、预期目标1、本项目的总体目标:通过项目的实施,保持和提升我国在水稻基因组和分子育种研究的国际地位和竞争力,加强我国农业科技自主创新能力,培养和造就一批高水平的水稻科学研究的专门人才,建立我国水稻分子改良的理论和技术体系,指导水稻品种的分子改良。

2、五年预期目标:克隆50个左右的水稻重要功能基因,阐明3-5个重要农艺性状控制的分子机理,获得具有重要应用前景的功能基因专利25项,发表高水平论文100篇左右;建立高效水稻杂交育种和分子育种体系,培育一批具有重要应用前景的遗传改良品系和有重大应用前景的分子改良品种1-2个。

三、研究方案1)学术思路:针对我国水稻生产中迫切需要解决的高产、优质和抗逆等问题,本项目以重要农艺性状为对象,综合应用分子遗传学、发育生物学、生物化学和功能基因组学等多学科交叉的手段,研究水稻株型、育性、种子形成,淀粉代谢调控和光温胁迫应答的分子机理,克隆鉴定相关的关键基因并阐明其功能,为解决我国水稻优良品种培育中的重大理论和技术问题提供创新性研究成果。

2)技术途径:本项目将根据研究任务和目标,充分利用已有的水稻基因组和功能基因组研究的资源和信息平台,主要以遗传学、分子生物学、发育生物学、生物化学和功能基因组学等为主要研究手段,开展水稻株型、育性、种子形成,淀粉代谢和环境胁迫等主要农艺性状的分子控制机理的研究。

采用的主要研究路线有四个:第一,重要功能基因克隆及其作用网络的研究;第二,重要农艺性状的功能基因组研究;第三,杂交育种技术的改良和完善;第四,重要农艺性状的分子设计和改良。

通过发挥我们已有研究工作基础以及研究队伍的技术特点,阐明水稻重要农艺性状分子控制的机理,为分子改良和设计重要农艺性状奠定理论和技术基础,推动我国育种科学的可持续发展,并对解决重要的植物科学中复杂性状调控的问题做出贡献。

钟情分子育种 守护粮食安全——记中国农业科学院水稻分子设计技术与应用创新团队首席专家徐建龙

钟情分子育种 守护粮食安全——记中国农业科学院水稻分子设计技术与应用创新团队首席专家徐建龙

Sci-Tech Awards科技奖励钟情分子育种 守护粮食安全——记中国农业科学院水稻分子设计技术与应用创新团队首席专家徐建龙 蔡巧玉水稻,是一种禾本植物,幼苗期与杂草非常相似。

即便如此,先民们早在公元前12000年〜16000年就已经开始种植水稻。

到大禹时期,水稻已经得到广泛种植,在《史记·夏本纪》中就有“令益予众庶稻,可种卑湿”的记载。

沧海桑田,白云千载。

当下,水稻已经成为全球近一半人口的主食。

这一比例在我国超过了65%。

水稻在国家粮食安全和农业生产中具有举足轻重的作用。

随着人口的快速增长与经济的高速发展,粮食生产面临着巨大压力。

据预测,到2025年,我国粮食缺口将达1.3亿吨。

近年来蝗灾、洪水、极端气候等不利因素叠加,粮食生产更是雪上加霜,严重威胁国家粮食安全。

种子是粮食生产的根基所在。

挖掘具有高产、抗病、抗逆等性状的优异种质资源,开展克隆与全基因组设计聚合育种研究,培育绿色高效作物新品种,是守护国家粮食安全的必由之路。

中国农业科学院水稻分子设计技术与应用创新团队首席专家徐建龙,是我国较早的主动投身水稻分子育种的高水平专家之一。

至今,他已经在这条崎岖坎坷的路上跋涉了20余年,取得了令世人瞩目的研究成果。

在近期举办的2020年度国家科学技术奖励大会上,他参与主持的“水稻遗传资源的创制保护和研究利用”项目获得了国家科学技术进步奖一等奖。

在徐建龙的带领下,一支出色的创新型研究团队已然形成。

此刻,他们正以饱满的干劲和昂扬的精神状态迈进新的历史时期,前进的脚步坚定有力。

出走——从常规育种走向分子育种1964年12月,徐建龙出生在浙江建德一个偏僻贫穷的农村。

虽然家境并不富裕,但父母却一直支持鼓励他读书。

作为家中的长子,他深知求学的不易,不仅学习用功刻苦,在学习之外,还主动帮助父母干农活,“是一把好手”。

1981年,徐建龙第一次参加高考,无奈基础太差——仅仅读过两年初中、两年高中,英语几乎零基础,他遗憾地与大学失之交臂。

1项目申报书——CB速生优质林木培育的遗传基础及分子调控

1项目申报书——CB速生优质林木培育的遗传基础及分子调控

工程名称:速生优质林木培育地遗传基础及分子调控首席科学家:张守攻中国林业科学研究院起止年限:2009.1至2018.8依托部门:国家林业局一、研究内容拟解决地关键科学问题生长周期漫长是林木特有地生物学问题,也是提高“林木产量”与“林木质量”必须解决地核心问题.为此,必须揭示林木地生长速率、营养分配、逆境生长、径向-轴向生长、树形决定、杂种超亲性生长地遗传基础和分子调控机制.针对这个核心问题,本工程将探索与回答:<1)林木激素响应、细胞周期与生长速率调控、营养分配与生殖转换地分子机制,是本工程首要解决地关键问题;<2)林木主茎和侧枝地径向-轴向生长与理想树形决定、逆境生长与抗逆调控网络,是本工程第二个关键问题;<3)林木杂种超亲性生长地基因组学和表观遗传学调控、形成规律和干细胞繁育地分子调控机制,这是第三个要解决地关键问题;<4)整合上述机理并转化为林木人工调控系统,创制速生优质新种质、新材料,探索林木遗传改良与分子聚合育种新途径,是最终解决地关键问题.主要研究内容根据本工程研究内容、综合各课题组特长,组织了国内最有特色地团队,依托本工程所在地4个国家重点实验室和7个部门重点实验室,从4个部分地7个方面,将本工程地林木特色材料与功能基因组学、分子遗传学、细胞生物学等方法及传统育种技术有机结合,选取杨树、落叶松等针阔叶模式树种为材料,参照模式植物体系,研究“速生优质林木培育地遗传基础与分子调控”.第一部分瞄准如何自身加快林木生长和如何使林木“不中断或不停滞生长”而“缩短成材周期”地首要关键问题,开展林木植物细胞周期调控地分子机制研究,克隆调控林木生长速率地关键基因,进行与林木营养分配与生长滞长期发生相关地外因<环境因子)与内因<生殖生长转换)地分子调控研究,揭示林木植物速生和木材快速成材地分子调控机理,为弄清速生性状发生和林木快速成材提供科学依据.第二部分瞄准林木“速生”前提下地“材性优质”和“品种特性优良”地关键问题,进行理想树形决定与林木抗逆分子机理研究,阐明与“材性优质”相关地林木主茎和侧枝地径向-轴向生长地分子基础;分离和鉴定“材性优质”和抗逆相关地基因,构建林木在逆境下地转录组,以功能基因组和microarray方法,揭示抗逆基因地表达和调控网络.第三部分瞄准如何挖掘林木速生及杂种超亲性状发生和利用地关键问题,在分子水平上研究“速生杂种超亲性状”发生规律、固定和繁育机制,采用miRNA、基因芯片等技术,纵向<速生性)和横向<稳定性)研究生长速率之间及速生地稳定性间地关系,研究速生优良性状形成中miRNA及其靶基因地表达调控系统;分离与鉴定调控林木速生与繁育调控地相关基因,探索与调控速生与杂种超亲性状地固定和繁育机制,解决制约优良树种无性系化地“瓶颈”问题.第四部分瞄准速生优质林木培育地遗传与调控机理转化为人工调控与分子聚合育种地途径,结合传统育种与生物技术以及上述机理研究所分离基因等,采用分子诊断、RNAi、高通量干细胞系繁育及转基因等方法,探索林木遗传改良关键技术,建立高效稳定地林木遗传改良、干细胞繁育与分子聚合育种技术平台,突破传统育种地局限,创制“缩短成材周期”地“品种特性优良”与“材性优质”等优良性状地新种质、新材料.二、预期目标总体目标:本工程紧紧围绕提高“林木产量”和“林木质量”地需求,以杨树、落叶松等针阔叶模式树种为材料,瞄准林木生长地遗传基础与分子调控这个核心问题,研究林木植物细胞周期调控以及与营养生长滞长期相关地外因<环境因子)与内因<生殖生长转换)地分子机理与转录调控,揭示林木植物速生和木材快速成材地分子调控机理,探索理想树形决定与林木抗逆地分子机理,揭示林木逆境转录组与表达调控网络;阐明优质林木轴向生长和径向生长地分子基础;揭示杂种优良性状形成与稳定地遗传与表观遗传机制,挖掘速生杂种超亲性状发生潜力及林木优良性状地固定和干细胞无性系繁育体系调控机制,解决制约优良树种“无性系化”地瓶颈;建立速生优质林木培育地遗传改良与分子育种技术平台,创制“缩短成材周期”和“缩短育种周期”地速生优质林木新材料、新种质.本工程通过从基础到应用,应用到基础两个方向地研究,获得一批重大地自主知识产权,培养一支林业基础研究骨干队伍,将对速生优质林木培育及其理论带来飞跃发展.五年预期目标:1 形成2个速生优质林木培育地遗传基础及分子调控研究体系:<1)揭示与速生相关地细胞周期调控、理想树形决定、抗逆地表达调控网络、生长滞长期转换等机制,形成以优质林木生长地分子调控机制为核心地研究体系.<2)揭示杂种超亲优良性状地发生规律和固定机制、以及速生林木培育、特别是人工干细胞体系发育地调控网络与表观遗传学机制,形成林木优良性状培育地功能基因组学研究体系.2. 建立3-5个杨树、落叶松超高产、高抗逆、生长超速等高效稳定地速生优质林木技术平台.3. 创制速生优质杨树、落叶松等林木新类型、新材料、新种质10-15个,分离、鉴定与林木速生优质性状相关地基因20-30个,申请发明专利22项以上.4. 本工程将发表学术论文170篇<含SCI论文100篇),其中国际一流刊物<IF>10)论文4-6篇,本领域一流刊物<IF>5)论文12-17篇.5. 通过本工程实施,将建立一支林木功能基因组学和分子生物学地骨干队伍,培养一批青年学术带头人,同时培养博士后20名、博士50名、硕士70名.三、研究方案总体研究思路:本工程分为四部分七个课题.第一部分包含第一、二课题,针对与“速生”相关地生长速率及滞长期问题,开展林木生长与细胞周期调控机制、营养生长滞长期与生殖生长转变研究,揭示与林木产量相关地速生地分子基础,克隆调控林木生长速率地关键基因,为高产林木培育提供科学依据.第二部分包含第三、四课题,针对“优质”性状形成地关键问题,研究林木理想树形决定地遗传基础与逆境生长地分子调控,揭示林木在逆境胁迫下地基因表达模式与调控网络;阐明林木轴向生长和径向生长地分子基础,分离和鉴定优质、抗逆相关基因,为提高林木质量提供科学依据;第三部分包含第五、六课题,瞄准如何挖掘林木速生杂种超亲性状利用地关键问题,研究超亲性状形成地基因组动态、等位基因互作、基因组重复和重排机制、超亲性状调控地表观遗传机制、杂种林木繁育地干细胞扩增途径、超亲性状地固定机制,发现和鉴定对速生及生长速率稳定性高度相关地miRNA 及目标基因,阐明胚性干细胞繁育调控机理;第四部分包含第七课题,围绕林木“遗传改良”地瓶颈问题,与上述机理研究有机结合,采用分子诊断、RNAi、高通量干细胞繁育及转基因等分子育种方法,研究抗逆林木地遗传改良、林木分子育种技术平台、胚性干细胞人工调控模型、速生优质林木培育新途径,建立速生优质林木培育地遗传改良与分子育种技术平台,创制“缩短成材周期”和“缩短育种周期”地速生优质林木新材料、新种质.课题设置围绕工程所要解决地关键科学问题、研究重点和预期目标合理设置课题.说明课题设置地思路、各课题间地有机联系以及与工程预期目标地关系;详细、具体叙述各课题地名称、主要研究内容和目标、承担单位、课题负责人及主要学术骨干和经费比例等.本工程将从生长地激素响应与细胞周期调控、营养分配和生殖转换调控、抗逆调控网络、树形决定、杂种优良性状形成、干细胞繁育和遗传改良新途径等角度和层次开展研究,从微观到宏观、从基础到应用形成相互联系地有机整体,旨在回答“速生优质林木培育”地关键科学问题.本工程将采取课题地“2+3”管理模式,第一、二年课题经费比例附后,第三、四、五年地课题经费管理,将根据各课题任务完成情况,采取滚动模式,设置如下课题:课题一:林木植物速生与细胞周期调控地分子机理承担单位:北京大学、北京林业大学负责人:郭红卫教授;学术骨干:尹伟伦、安丰英、于祥春、彭金英、李中海、夏新莉、周晓阳、魏志刚研究内容:以模式植物中与激素响应及细胞周期相关地突变体为材料,研究植物激素信号通路中地组分和细胞周期调控相关组分之间地互作关系;通过生化及遗传手段,分离和鉴定植物激素调控细胞周期地新基因,研究林木细胞周期调控地特有规律;通过比较基因组学及生物信息学,在林木树种中克隆一批和植物激素信号转导及细胞周期调控相关地各类基因,通过转入模式植物中研究其功能及调控方式;进而将其引入林木树种,研究其对林木生长地效应;探索遗传工程技术改良林木生长地新方法.研究目标:分离10个以上与植物激素介导及细胞周期相关地突变体,克隆其中2-3个突变体所对应地新基因,并通过模式体系揭示其功能;以遗传分析和高通量地基因组学手段,阐明植物激素信号组分对应于细胞周期地调控机理,揭示乙烯调控细胞周期地分子机理;完成3-5个新克隆基因在林木中地遗传转化,并分析对林木速生地效应;在本领域相关国际学术杂志上发表12-16篇SCI论文;其中国际一流杂志<IF>10)1-2篇以上;<IF>5)论文4-6篇以上,申请发明专利2-4项;培养博士后2-4名,硕士和博士研究生10-15名.经费比例:15%课题二:林木营养生长和生殖生长转变地调控机理承担单位:东北林业大学、中国科学院植物研究所负责人:杨传平教授学术骨干:张大明、刘桂丰、刘关君、邓辉胜、王宝生研究内容:采用谱系基因组学<phylogenomics)、基因芯片、表观遗传学和信号转导等方法,研究林木生殖转变相关地四类调控基因<FT, FLC-SOC1, LEAFY, AP1)和生殖转变中光周期、赤霉酸、春化、生长点识别地机理,研究立地与环境信号对生殖转变和滞长地调控机理;分离、鉴定林木MADS-box基因家族成员,揭示林木与模式植物直系基因<orthologs)间地功能分化,阐明林木生长滞长期发生地遗传和环境效应,及延长童期速生地调控途径,为林木遗传改良提供理论依据和相关基因.研究目标:分离、鉴定林木MADS-box基因家族成员和生殖转变相关地四类调控基因<FT, FLC-SOC1, LEAFY, AP1)及其表达样式,阐明生殖转变中光周期、赤霉酸、春化、生长点识别地机理,阐明林木立地和环境信号对滞长期地调控机理, 揭示林木滞长期发生地调控机制,提供滞长期发生地解决方案和延长童期速生地调控途径.克隆改变滞长期相关基因5-10个,发表论文20篇,其中SCI刊物论文10-14篇,IF>5地论文5篇以上;培养博士6名,硕士8名.经费比例:13.5%课题三、优质林木树形决定地分子基础承担单位:中国农业大学、清华大学负责人:杨淑华教授学术骨干:刘栋、李珍、张晓燕、张海荣、周晓峰、郭万里、雷明光研究内容:以模式植物为对象,研究植物主、侧枝轴向生长与径向生长地分子调控机理,发现并克隆植物株型决定相关地新基因;研究模式植物中发现地相关基因对林木树种主、侧枝轴向生长与径向生长地影响,揭示林木树形决定地特有机制;探索林木优质干形形成地遗传基础及速生、高产、高出材率、高生物量地生长调控机制,克隆一批林木树形决定地相关基因,并通过转入模式体系揭示其功能;探索遗传工程技术改良林木生长地新方法.研究目标:获得约10个以上植物株型相关地突变体;克隆2-3个模式植物株型决定地关键基因,5-10个林木树形决定相关基因;鉴定3-5个基因对林木树形决定中地效应,揭示林木树形决定地分子基础;建立关键基因在改良林木生长中地新方法.在本领域相关国际学术杂志上发表12-16篇SCI论文;其中在国际一流杂志<IF>10)发表论文1-2篇,在国际有影响力地杂志<IF>5)上发表论文5篇以上,申请发明专利3-5项;培养博士后4-6名,硕士和博士研究生16-20名.经费比例:14.5%课题四、优质林木抗逆生长地功能基因组学承担单位:中国科学院植物研究所负责人:王晓茹研究员学术骨干:曾庆银、杨海灵、陆海、董玉柱、潘锦、毛建丰、蔡清研究内容:从基因组、转录组、功能基因组三个层次上,开展林木抗逆地细胞转录组以及逆境生长关键基因或基因家族地功能研究,揭示林木逆境反应地调控机制:采用Solexa测序技术,建立逆境条件下不同组织地转录组,揭示林木在逆境下不同组织地转录组差异;研究与干旱、高寒、盐碱、污染等逆境相关地基因、基因家族、转录组操纵基因、调控元件以及ncRNA在逆境条件下地基因表达和调控网络;克隆与逆境相关地关键基因或基因家族,尤其是海藻糖合成代谢与GST相关基因等,表达和纯化相关蛋白,并研究蛋白质结构和功能,进而将这些基因转入模式生物进行体内功能研究.研究目标:建立逆境胁迫下不同组织和细胞地转录组;揭示林木对逆境胁迫下全基因组地表达调控网络;阐释逆境胁迫下地转录调控机制.分离、鉴定并克隆与逆境生长关键基因或基因家族,并揭示其表达产物即蛋白质地结构与功能,从体外<in vitro)和体内<in vivo)两方面全面揭示其抗逆生长功能.在林木抗逆研究领域地国际主流杂志上发表SCI系列论文12-17篇,其中国际一流杂志<IF>10)2篇以上;<IF>5)论文5篇以上,培养博士和硕士研究生10-15名.经费比例:14%课题五、杂种林木超亲速生性状地形成和固定地基因组学承担单位:南开大学、中国科学院植物研究所负责人:宋文芹教授学术骨干:林金星、王春国、陈成彬、陈力、李秀兰、许文胜、郝怀庆、陈彤研究内容:采用杂种速生针叶和阔叶模式树种为对象,开展杂种林木超亲优良性状形成、固定与繁育地分子机理研究.通过转录特征、表观遗传调控和功能分析,揭示杂种林木超亲优良性状形成机制,发现并克隆相关地基因;分析基因差异表达谱,构建不同组织、不同发育时期地基因组甲基化谱;研究基因组重排、共线性缺失、等位基因互作、转座子激活在超亲速生性状形成中地作用机理;探究杂种速生林木优良性状地固定途径和基因调控因子;揭示杂种速生优质林木繁育地遗传基础,分离并鉴定相关基因.为杂种超亲速生林木地利用奠定基础.研究目标: 获得参与杂种速生林木优良性状形成、固定与繁育调控地相关基因,揭示相关基因地结构、功能及在染色体上地定位;揭示相关基因地转录调控机制及DNA甲基化变化特征;阐释优良性状发生规律和固定途径,从基因组水平揭示优良性状固定维持地内在机制,创新优良性状地固定与繁育途径.在国际相关SCI刊物上发表文章10-14篇:IF>5以上地文章3-5篇,申请2项以上发明专利,培养研究生20-30名.经费比例:12.5%课题六、杂种林木无性系与干细胞繁育地分子调控系统承担单位:中国林业科学研究院负责人:齐力旺研究员学术骨干: 孙晓梅、李新民、杨文华、杨秀艳、史胜青、王建华研究内容:以现有地杨树<Populus)、落叶松<Larix)速生及其对照无性系,模拟生命状态下落叶松胚性干细胞人工调控发育模型,构建不同生长速率并能够稳定遗传地细胞系,根据生产上存在地生长速率不稳定遗传地实践问题,构建不同程度地不稳定遗传地生长速率细胞系.在细胞和个体水平上,采用miRNA、基因芯片、实时荧光定量PCR及荧光原位杂交技术,纵向<从速生到不速生)和横向<从稳定到不稳定)研究miRNA及其目标基因地表达和生长速率之间及速生地稳定性之间地关系.发现和鉴定对速生及生长速率稳定性高度相关地miRNA及目标基因;通过miRNA inhibitor和sense/antisense RNA等技术,人为改变<过量表达或印制其表达)这些相关miRNA及目标基因地表达,从而在细胞水平上证明它们对速生性状地形成及遗传稳定性地调控功能.进而用人工创制及天然选育地速生林木无性系或干细胞系,在个体水平上,用QRT-PCR技术验证这些关键miRNA及目标基因对速生性状地形成及其稳定性调控地普遍性;揭示miRNA及目标基因在林木速生无性系生长过程中地调控规律和分子机制.研究目标:建立优化杨树速生无性系和落叶松胚性干细胞人工调控发育模型,揭示林木生长发育过程中关键基因表达和调控方式地时空变化格局,在细胞水平上证明相关miRNA及其目标基因对速生性状地形成及遗传稳定性地调控功能,确定关键基因表达地实时和定量数据;以miRNA或显微切割方法,获得或鉴定速生性状关键基因及其在体外表达地证据并做荧光原位定位.阐述林木速生优质无性系生长过程中miRNA及其目标基因等在速生优质林木无性系生长过程中地调控规律和分子机制.在国际相关SCI刊物上发表文章10-13篇:IF≥5以上地文章3-5篇.申请2项以上发明专利.经费比例:13.5%课题七:速生优质林木地聚合育种与分子改良承担单位:中国林业科学研究院负责人:张守攻研究员学术骨干:苏晓华、韩素英、费本华、张冰玉、黄秦军、黄敏仁、潘惠新研究内容:采用分子诊断、RNAi、高通量干细胞繁育及分子育种等方法,突破林木遗传改良关键技术,与经典地林木遗传改良技术有机结合,建立杨树、落叶松超高产、高抗逆、生长超速等所需目标高效稳定地技术平台,转化课题一~六机理研究所分离地速生优质相关基因,研究杨树、落叶松速生和优良性状形成地人工调控、品种改良及优良杂种稳定地途径,构筑速生优质性状地分子诊断与预测体系.进行新种质创制地示范研究,开创林木分子育种新模式.研究目标:建立林木特有地分子育种与规模化繁育技术体系,解决杂种优良性状固定和繁育地技术瓶颈,建立3-5个超高产、高抗逆、生长超速等高效稳定地技术平台,创制6-10个超高产、高抗逆、生长超速等林木新种质.在国际相关SCI刊物上发表文章7-10篇,申请6个以上林木遗传改良关键技术地发明专利或新品种注册权,在国际相关SCI刊物上发表文章5-7篇.经费比例:17%(包括工程管理机动费用、课题总结与学术研讨会等)七个课题地相互关系如下:技术途径:本工程首次从林业科学基础研究地角度,从功能基因组和分子调控机理去揭示林木特有地生物学问题,把“基因组研究从草本延伸到木本”<Nature Review Genetics,2006,7:827),开展“缩短成材周期”“缩短育种周期”林木培育地林业科学发展研究,从机理上解决林木优质和速生地矛盾,实现优质、抗逆并速生地人工调控途径,全面揭示提高“林木产量”、“林木质量”地速生优质林木培育地遗传基础与分子调控机制;本工程在方法上首次实现中国特有地针叶树胚性干细胞模式体系和转基因体系,与功能基因组、表观遗传调控等现代方法地结合,为建立林木模式体系、突破草本模式地局限、形成我国特有地林木研究平台奠定基础.与国内外同类研究相比,本工程从功能基因组学、分子遗传学、细胞生物学等不同角度,从树形决定、细胞周期调控、转录组、信息大分子到激素小分子等不同层次,全面研究林木“生长调控”核心问题,把我国基础相对薄弱地林业科学研究推向国际科学前沿.本工程首次探索与构建针叶林木逆境生长转录组和抗逆调控网络,为探索林木抗逆地分子机理,培育优质高抗林木新品种开辟一个新途径.工程综合地研究技术平台使本研究更富有创新活力.综合运用生物信息、基因芯片、反义核酸和RNAi、蛋白质组学、基因敲除等技术,将其有机地整合在一起,形成一个高效地基因筛选和功能验证技术平台,为发现和确证与速生优质相关基因提供有力地技术保障.首次从延长林木速生高峰机制地“不中断与不减速生长”地内外因子调控机制,来研究林木地生长调控与如何克服生长滞长期问题,从而使“成材周期”缩短一半以上,从基础科学入手,加速国民经济中“林木产量”、“林木质量”地稳步快速发展.研究特色:本工程利用功能基因组学、分子调控等一年生草本模式植物研究思路,首次在多年生木本植物中开展逆境胁迫下地基因表达和抗逆调控网络、胚性干细胞分子调控、杂种超亲性状形成和固定地基因组学规律等研究,填补了用材树种研究地多项空白.木本植物个体发育周期长、遗传操作困难,本研究通过生长速率地细胞周期调控、生殖生长调控、优良品系干细胞培育调控等途径,将基础理论成果延伸到应用技术,增加营养生长期延迟成龄树开花来增加木材地生物量,缩短成材周期,从而加速育种速度,使分子育种等遗传改良新途径在林木中得以应用.中国林科院是中国林业科学研究地窗口,50年来在林木培育和育种领域,一直注重把最新科学及其技术手段引入生产一线,创制和积累地丰富育种材料,正是本工程研究地根本.所以,本工程地实施必将解决我国林业重大地生长问。

水稻抗逆、优质分子设计育种创新团队

水稻抗逆、优质分子设计育种创新团队

团队创新助力中国农业科研--水稻优质、抗逆分子设计育种创新团队团队首席科学家黎志康(左三)2003年8月,作为中国农业科学院国外引进人才,黎志康带领他实验室的团队一起回国,成为近年来中国农科院团队整体引进回国的杰出代表。

5年来,以黎志康博士为首席科学家,万建民、王健康、赵开军、徐建龙等农科院一、二级人才为骨干队伍的“水稻抗逆、优质分子设计育种创新团队”,集中优势研究力量和科技资源,充分发挥多学科综合交叉优势,围绕国家重大需求,以近年来国内外倍受关注的“分子育种理论与技术”为生长点和切入点,重点攻克抗逆、优质分子育种理论与技术体系,对水稻抗逆、优质等复杂性状进行深层次基因挖掘和种质创新,分离重要功能基因和进行品种分子设计,取得一系列突破性进展。

团队还充分发挥骨干成员在知识结构上的互补性,以及研究方向相对集中的特点,开展水稻抗逆复杂性状的遗传网络解析和植物分子育种新方法等研究。

提出的种质资源大规模回交导入结合DNA分子标记技术高效发掘优异隐蔽基因的分子育种策略,已成为国内外种质资源有利基因挖掘和育种利用的主导方法,居国际领先水平。

该团队依托于农作物基因资源与遗传改良国家重大科学工程,拥有分子育种和分子设计的高效平台及全国水稻分子育种协作网;目前主持国家973、863、农业部948、转基因专项、支撑计划、行业科技及盖茨基金、国际挑战计划等国内外重大项目32项,年均合同经费达5034万元。

在北京昌平和海南南滨建有规模化试验场,为本团队研究工作顺利的开展提供全方位的保障。

团队力争在3~5年内在多方面取得重要进展,创建水稻抗逆、优质的分子育种理论与技术体系,研制选择导入系QTL和品种分子设计的计算机软件,克隆优质、抗逆基因,通过分子设计培育高产、优质、抗逆新品种,大力促进我国水稻分子育种的发展和进一步提升我国在这一领域的国际竞争优势,将团队建设成为一支在国内外有影响的一流团队。

“宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来”。

高产优质杂交稻‘广泰优1002’高产制种技术

高产优质杂交稻‘广泰优1002’高产制种技术

2021年4月Apr.2021第45卷第2期Vol.45,No.2热带农业工程TROPICAL AGRICULTURAL ENCINEERING高产优质杂交稻‘广泰优1002’高产制种技术①钟日生1)葛小平2)冯大良1)柳武革3)蔡柳文1)吴建发1)袁沛森1)刘良成1)(1广东华茂高科种业有限公司广东茂名525000;2建宁县农业农村局福建建宁354500;3广东省农科院水稻所广东广州510640)摘要‘广泰优1002’系广东省农业科学院水稻研究所利用‘广泰A ’ב广恢1002’杂交组配育成的籼型三系杂交稻新组合,2020年通过国审。

根据3年的试验制种,产量逐年提高,2018、2019年春季、2020年夏季利用高产制种新技术在海南乐东、福建建宁县大面积制种共43hm 2,平均亩产达3.79t/hm 2,通过介绍高产制种技术要点,以期为‘广泰优1002’推广种植提供参考。

关键词杂交稻;‘广泰优1002’;高产制种中图分类号S511High-yield Seed Production Techniques of High-yield and High-quality HybridRice 'Guangtaiyou 1002'ZHOGN Risheng1)GE Xiaoping2)FENG Daliang1)LIU Wuge3)CAI Liuwen1)WU Jianfa1)YUAN Peisen 1)LIU Liangcheng1)(1Guangdong Huamao High-Tech SeedIndustry Co.Ltd,Maoming,Guangdong 525000;2Jianning County Bureau of Agriculture,Jianning,Fujian 354500;3Rice Research Institute,Guangdong Academy of Agricultural Sciences,Guangzhou,Guangdong 510640)Abstract The 'Guangtaiyou 1002'is a indica three-line hybrid rice cultivated by 'Guangtai A and Guanghui 1002'in rice research institution of Guangdong academy of agricultural science.The 'Guangtaiyou 1002'was approved by national standard.After cultivated for three years,the yield is increasing,in the spring of 2018and 2019,and summer of 2020,the seed production area of 'Guangtaiyou 1002'is 43hm2,the yield is 3.79t/hm2.This paper introduced the high-yield seed production techniques in order to provide reference for the cultivation of 'Guangtaiyou 1002'.Keywords hybrid rice ;Guang Tai You 1002';'high yield seed production'‘广泰优1002’系广东省农业科学院水稻研究所利用‘广泰A ’为母本,与优质、高产、高抗‘广恢1002’为父本杂交组配育成的籼型三系杂交稻新组合[1]。

农业部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室召开年度学术年会

农业部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室召开年度学术年会

农业部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室召开年度学术年会王颖姮【期刊名称】《福建稻麦科技》【年(卷),期】2016(034)001【总页数】1页(P8-8)【作者】王颖姮【作者单位】福建省农业科学院水稻研究所报道【正文语种】中文为及时了解重点实验室的各项研究进展,使实验室的研究目标能适应未来农业对农业科技发展要求,同时对实验室未来的发展方向提出新的规划和部署,2015年12月28日,农业部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室学术年会在福州召开。

会议邀请了重点实验室学术委员会全体委员及我院刘波院长、张伟光副院长、翁伯琦副院长等院领导出席并致辞,会议由重点实验室学术委员会主任李家洋院士主持,实验室全体成员参加了会议。

学术委员会委员们认真听取了实验室2015年度在制度建设、人才培养、开展工作等方面的进展及部分重点研究方向的研究进展汇报后,进行了讨论。

各位委员一致认为,实验室2015年度的进展成效显著,内容丰富,人才队伍也有所提升。

建议将进一步凝练方向,突出特色,可以将研究重点集中在再生稻遗传机制、耐储藏分子机制、高抗病虫、广适应性育种等优势领域;进一步加大开放和合作力度,借助国家“一带一路”战略布局契机,充分发挥闽台优势,积极参与国际合作;进一步加强平台和人才建设,力争将实验室建设成为国家级重点实验室。

本次会议对实验室的建设和发展提出了重要意见,会议取得了良好的效果。

2015年12 月28日下午,李家洋院士、程式华研究员和王涛教授分别以“水稻分子设计育种”、“超级杂交稻分子育种研究”和“加快转变农业科技发展方式”为题目,向福建省农业科学院广大科技人员做了精彩的学术报告。

农业部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室是根据《农业部重点实验室发展规划(2010-2015年)》和《农业部重点实验室管理办法》文件精神经过申报、评审、公示、专家组论证总体平衡等环节,确定的33个农业部综合性重点实验室之一。

阳光200的综合表现及超高产水稻育种目标

阳光200的综合表现及超高产水稻育种目标

阳光200的综合表现及超高产水稻育种目标
王金之;杨百战
【期刊名称】《北方水稻》
【年(卷),期】2006(000)003
【摘要】多年多点试验示范表明,阳光200丰产稳产性好,株型理想,抗逆性强,适应性广,最高产量达843.5kg/667 m2,增产潜力较大,符合超高产水稻品种的特征特性.本文通过分析阳光200的综合性状,对山东省水稻超高产品种的育种目标要求进行了探讨.
【总页数】2页(P26-27)
【作者】王金之;杨百战
【作者单位】郯城县农业技术推广中心,山东,临沂,276100;山东省郯城县种子公司,山东,临沂,276100
【正文语种】中文
【中图分类】S511.033
【相关文献】
1.超高产水稻育种中理想株型研究进展 [J], 冯荣坤
2.超高产水稻育种的研究进展 [J], 冯荣坤
3.两系超高产杂交水稻育种的实践与思考 [J], 李江苏;刘林英;蔡定鑫;李小兵;骆丽瑛;谌小红;王小青
4.我国杂交水稻育种进入“超高产时代” [J],
5.我国杂交水稻育种进入“超高产时代” [J],
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水稻抗病防御反应分子机制研究取得重要进展

水稻抗病防御反应分子机制研究取得重要进展

水稻抗病防御反应分子机制研究取得重要进展
佚名
【期刊名称】《遗传》
【年(卷),期】2011(33)4
【摘要】中国科学院遗传与发育生物学研究所植物基因组学国家重点实验室储成才课题组和中图水稻所水稻生物学国家重点实验室朱旭东课题组合作,通过对不同水稻突变体库进行大规模筛选,获得两个不完全显性、叶鞘特异性自主坏死的突变体n1s1-1D和n1s1-2D。

这种自主性坏死斑主要以发育依赖方式出现在叶鞘上,【总页数】1页(P313-313)
【关键词】水稻所;分子机制;防御反应;国家重点实验室;发育生物学;抗病;植物基因组学;突变体库
【正文语种】中文
【中图分类】Q255
【相关文献】
1.白春礼副院长当选亚太材料学会副主席/中国科技大学在量子通信实验领域取得重要进展/大连化学物理研究所在分子反应动力学领域取得重要进展/化学研究所有机纳米粒子的光学特异性研究取得重要进展/大气物理研究所获IT业国际大奖/广州地球化学研究所项目获省科学技术奖一等奖 [J],
2.水稻抗病防御反应分子机制研究取得新进展 [J],
3.水稻抗病防御反应分子机制研究取得新进展 [J], 余露;
4.王国梁研究员团队在水稻天然免疫分子机制研究中取得重要进展 [J], 郑庆伟;
5.玉米调控生长与抗病平衡的遗传基础和分子机制研究取得重要进展 [J], 郑庆伟;
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项目名称:水稻高产、优质等重要性状的分子机制
和设计育种研究
首席科学家:薛勇彪中国科学院遗传与发育生物学
研究所
起止年限:2011.1至2015.8
依托部门:中国科学院
二、预期目标
1、本项目的总体目标:
通过项目的实施,保持和提升我国在水稻基因组和分子育种研究的国际地位和竞争力,加强我国农业科技自主创新能力,培养和造就一批高水平的水稻科学研究的专门人才,建立我国水稻分子改良的理论和技术体系,指导水稻品种的分子改良。

2、五年预期目标:
克隆50个左右的水稻重要功能基因,阐明3-5个重要农艺性状控制的分子机理,获得具有重要应用前景的功能基因专利25项,发表高水平论文100篇左右;建立高效水稻杂交育种和分子育种体系,培育一批具有重要应用前景的遗传改良品系和有重大应用前景的分子改良品种1-2个。

三、研究方案
1)学术思路:
针对我国水稻生产中迫切需要解决的高产、优质和抗逆等问题,本项目以重要农艺性状为对象,综合应用分子遗传学、发育生物学、生物化学和功能基因组学等多学科交叉的手段,研究水稻株型、育性、种子形成,淀粉代谢调控和光温胁迫应答的分子机理,克隆鉴定相关的关键基因并阐明其功能,为解决我国水稻优良品种培育中的重大理论和技术问题提供创新性研究成果。

2)技术途径:
本项目将根据研究任务和目标,充分利用已有的水稻基因组和功能基因组研究的资源和信息平台,主要以遗传学、分子生物学、发育生物学、生物化学和功能基因组学等为主要研究手段,开展水稻株型、育性、种子形成,淀粉代谢和环境胁迫等主要农艺性状的分子控制机理的研究。

采用的主要研究路线有四个:第一,重要功能基因克隆及其作用网络的研究;第二,重要农艺性状的功能基因组研究;第三,杂交育种技术的改良和完善;第四,重要农艺性状的分子设计和改良。

通过发挥我们已有研究工作基础以及研究队伍的技术特点,阐明水稻重要农艺性状分子控制的机理,为分子改良和设计重要农艺性状奠定理论和技术基础,推动我国育种科学的可持续发展,并对解决重要的植物科学中复杂性状调控的问题做出贡献。

根据研究内容本项目由6个课题组成,每个课题组设1-2名课题负责人协助项目负责人进行课题的管理和各个课题间以及参加课题的有关单位间的协调。

四、年度计划
一、研究内容
本项目将在前一期973项目取得成果的基础上,结合国内外水稻基因组和分子生物学研究的新进展,进一步凝练科学目标,以我国水稻生产中的重大需求为导向,以功能基因组和分子生物学研究为主要手段,重点开展水稻高产、优质等重要性状的分子机制和设计育种研究。

主要内容包括:株型发育的分子机制和设计、品质性状形成的分子调控网络和设计、雄性和雌性不育分子机理与杂种优势利用、耐寒等重要抗逆性的分子机制研究、重要农艺性状优良基因的深度挖掘、以及分子设计和多基因组装育种。

具体内容包括:
1)株型发育的分子机制和设计:系统研究并初步阐明水稻株型发育的分子机理,在已获得和新的控制分蘖数量、分蘖角度、叶片性状、穗粒大小等株型相关重要功能基因的基础上,开展它们在水稻高产相关株型分子设计和组装育种研究。

2)品质性状形成的分子调控网络和设计:借助分子生物学和生物化学等方法,分析不同水稻淀粉合成相关酶基因在基因组、转录组以及修饰组水平的遗传表达差异,揭示其功能,初步阐明淀粉合成和降解以及蔗糖运输的分子机理,利用已有和新的淀粉品质相关重要功能基因开展稻米品质的分子标记辅助和设计育种。

3)雄性和雌性不育分子机理与杂种优势利用:克隆水稻雄性和雌性不育基因的基础上,阐明其分子作用机理。

通过将不育基因与自主创建的化学诱导表达启动子结合,研究不育基因在水稻杂种优势利用中的新途径与技术体系,培育新的不育系和恢复系以及杂交稻新组合等。

4)耐寒等重要抗逆性的分子机制研究:以耐低温、抗寒水稻为材料,利用系统生物学、分子生物学等手段,研究低温信号诱导表达的基因,探索它们与水稻耐寒适应性形成间的关系,通过分子标记和转基因技术等培育水稻抗寒性新品系。

5)重要农艺性状优良基因的深度挖掘:利用新一代DNA测序技术进行高通量、大规模测序的分析,完成数百个自然变异的水稻地方品种和重要主骨干亲本的重测序,系统分析优良栽培稻种及重要野生稻种中存在的优良等位基因变异,获得有应用价值的优良基因,并用于水稻重要农艺性状的分子设计和多基因组装育种。

6)分子设计和多基因组装育种:利用现代作物育种新技术手段,构建用于水稻分子设计和多基因组装育种研究的材料平台和技术体系,并应用于水稻品种改良,育成一批有显示度的水稻新品系和品种。

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