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我國科學家在高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻品種設計育種領(lǐng)域取得新進展，研究成果于近日在線發(fā)表于NaturePlants雜志。中國農(nóng)科院水稻所研究員曾大力和中科院遺傳發(fā)育所研究員田志喜為共同第一作者，他們利用品種設計的思路，實現(xiàn)了高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻的高效培育。該項研究給予品種設計育種研究領(lǐng)域以新的啟迪，將極大推動作物傳統(tǒng)育種向高效、精準、定向的分子設計育種轉(zhuǎn)變。
隨著功能基因組的發(fā)展，育種學家提出“品種設計育種”，夢想能將重要農(nóng)藝性狀關(guān)鍵基因高效聚合，形成超級新品種。然而，在品種設計育種實施中，最優(yōu)化育種策略的設計面臨挑戰(zhàn)，迄今還沒實現(xiàn)從概念到產(chǎn)品。
品種設計育種的前提，是對目標性狀調(diào)控機理的系統(tǒng)解析。我國科學家通過近20年的努力，克隆了包括理想株型調(diào)控基因(IPA1)在內(nèi)的一批重要高產(chǎn)調(diào)控基因，并揭示出水稻蒸煮品質(zhì)主要受淀粉合成相關(guān)基因組成的遺傳網(wǎng)絡的調(diào)控。
在此基礎上，我國科學家精心設計，優(yōu)化組合了涉及水稻產(chǎn)量、稻米外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)在內(nèi)的28個目標基因。經(jīng)過8年多的努力，利用雜交、回交與分子標記定向選擇等技術(shù)，科學家們成功將優(yōu)質(zhì)目標基因聚合到受體材料上，并充分保留了其高產(chǎn)特性。這些優(yōu)異的“品種設計”材料，在高產(chǎn)的基礎上，稻米外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)、口感和風味等方面均有顯著改良，并且，以其配組的雜交稻稻米品質(zhì)也顯著提高。
