超级稻分子聚合育种-中国水稻研究所-庄杰云

项目名称：超级稻分子聚合育种推荐单位：水稻生物学国家重点实验室申报单位：中国水稻研究所技术负责人：庄杰云“十二五”国家科技计划农村领域首批预备项目项目类别：研究开发类所属领域：生物种业所属方向：主要农作物育种一、总体目标和基本思路二、研究现状与趋势三、研究内容和创新点四、预期目标和技术指标五、工作基础六、研究队伍汇报内容一、总体目标和基本思路以分子标记辅助选择为技术核心，构建高效育种技术体系。围绕功能基因开发分子标记，筛选适合于种质鉴定和（或）育种材料筛选的标记。发掘有利等位基因，创建多基因聚合材料，育成优良新品种（组合）。二、相关研究现状与趋势传统育种为我国水稻增产发挥了重要作用。在实现水稻产量的两次飞跃后，水稻单产增长缓慢，培育超级稻品种是保证我国粮食安全的关键。超级稻在产量潜力上已取得明显突破，但广适性尚有待于提高。传统育种技术进入平台期，急需构建更高效的育种技术体系。随着基因组研究发展起来的分子标记辅助选择，提供了一种有效的技术手段。二、相关研究现状与趋势水稻分子标记辅助育种具有优越的技术基础水稻全基因组测序已完成大量的基因已克隆或精细定位特异性PCR标记取之不尽基因标记的发展具有良好的条件二、相关研究现状与趋势利用水稻基因组的研究成果，进一步深化分子标记辅助育种1）分子标记在育种过程中的应用（一直是分子标记辅助育种的主要内容）；2）基因标记在种质资源，特别是推广品种和骨干亲本，鉴定上的应用（以前开展较少，但对提高育种效率具有关键作用）。二、相关研究现状与趋势长期育种研究已将很多有利基因转入现代育种材料中。不同材料可能既携带一些相同的有利基因，也携带不同的有利基因。充分利用前人育种成果，可快速实现多性状有利基因的聚合。三、研究内容和创新点围绕新标记的开发、有利基因材料的鉴定及其育种应用，开展水稻新材料的创建和新品种的选育。骨干亲本/有利基因供体亲本组配标记筛选新标记建立公用信息、项目组前期研究结果新材料/新品种数据库分子标记辅助选择标记检测骨干亲本/有利基因供体亲本组配标记筛选新标记建立公用信息、项目组前期研究结果新材料/新品种数据库分子标记辅助选择标记检测三、研究内容和创新点研究内容（1）水稻重要功能基因标记开发对已经克隆或精细定位的水稻重要功能基因的序列进行分析，开发相应基因的分子标记。目的基因包括：稻瘟病抗性基因19个、白叶枯病抗性基因10个、褐飞虱抗性基因5个、稻米品质基因2个、花粉育性基因3个、育性恢复基因3个、生育期基因4个、株型和穗型基因4个、抗逆基因3个、产量性状相关基因5个。三、研究内容和创新点研究内容（2）水稻推广品种和骨干亲本标记和基因信息库构建应用本项目开发和同行报道的基因标记，检测我国推广水稻品种和杂交稻组合，确定重要基因的等位基因分布情况。三、研究内容和创新点研究内容（3）水稻推广品种和骨干亲本标记和基因信息库构建应用本项目开发和同行报道的基因标记，检测我国推广水稻品种和杂交稻组合，确定重要基因的等位基因分布情况。三、研究内容和创新点研究内容（4）多标记检测技术研究建立可以同时检测多个标记的技术体系，提高多基因聚合的检测效率。三、研究内容和创新点研究内容（5）优异中间材料创建聚合分散于不同材料中的有利等位基因，并引入推广品种中缺乏的有利等位基因，创建多基因聚合材料。研究内容（6）新品种选育重点针对稻瘟病、白叶枯病、稻飞虱抗性和稻米品质，聚合有利等位基因，选育常规稻新品种和杂交稻新组合。三、研究内容和创新点创新点1通过基因标记的开发和应用，发掘和利用水稻种质中携带的有利等位基因，结合分子标记辅助选择和传统育种手段，创建聚合了多个有利基因的新材料和新品种，紧密地结合了种质资源研究、分子标记辅助选择和常规育种技术，有利于加快有利基因发掘和应用的进程。三、研究内容和创新点创新点2本研究所建立的数据库、新标记、新材料、新品种，属材料创新。四、预期目标和技术指标建立30个以上重要基因的标记，并基本摸清我国水稻推广品种在这些基因座位上的等位基因分布情况，创造完善、高效的超级稻分子育种技术平台，创建聚合了2个以上重要性状有利基因的中间材料，育成产量、品质和抗性结合良好的水稻新品种（组合），扩大示范，加速超级稻的育种与推广进程。四、预期目标和技术指标(1)建立30个以上重要基因的标记；(2)针对产量、品质、抗性等水稻重要性状，建立聚合2个以上性状有利基因的分子育种技术；(3)建立我国水稻推广品种的基因信息和标记信息数据库；(4)创造聚合了多个有利基因的新种质或新材料10份以上；四、预期目标和技术指标(5)育成并通过省级以上审定新品种（组合）5个以上，稻米品质主要指标达到国标二级以上，产量比对照显著增产，抗当地生态区2种以上主要病虫害；(6)新品种累计推广500万亩以上；(7)获国家发明专利和新品种保护权10项以上，在核心刊物上发表论文20篇以上（其中SCI期刊论文5篇以上）。“十五”、“十一五”期间主持：863课题“水稻分子标记聚合育种与优质多抗杂交稻新组合选育（2003AA207030）”863课题“超级杂交稻分子聚合育种（2006AA10Z1E8）”国家863“分子标记辅助水稻高产抗病基因聚合育种技术（2001AA21108103）”子课题1996年起一直主持国家超级稻重大专项五、工作基础育种研究基础雄厚印水型水稻不育胞质的发掘及应用：2005年国家科技进步奖一等奖。汕优10号：国家科技进步一等奖协优9308：国家科技进步二等奖协优46：浙江省科技进步一等奖五、工作基础五、工作基础育成的品种有8个被农业部认定为超级稻，超级稻品种数居全国各单位第一。育种研究基础雄厚五、工作基础分子标记辅助育种研究成绩显著应用分子标记辅助选择，选育出优质、抗白叶枯病和稻瘟病、高配合力的中恢218、中恢8006、R1176、J111和中恢161等恢复系，并组配出6号系列组合（国稻1号、国稻3号、II优8006、国稻6号）、218系列组合（协优218、II优218、中9优218）、中优1176、中5优111和中优161。国稻1号：被《中国经济周刊》评选为“2005年中国十大自主创新技术”；国稻6号：入选“十五国家863重大科技成果展”和首批国家自主创新产品。五、工作基础分子标记辅助育种研究成绩显著多性状多基因聚合进展明显。特青:Pib+Xa4+PitaIRBB51:Pib+Xa4+xa13+wx中恢161:Pib+Xa4+Pita+xa13+wx配组育成国审组合五、工作基础在分子标记研究上具有丰富的经验与Rf3紧密连锁的SSR标记筛选五、工作基础在分子标记研究上具有丰富的经验检测抗稻瘟病基因Pi25的新标记开发六、研究队伍1.学科优势互补的课题负责人组长：庄杰云，男，45岁研究员、博士研究生导师1984年厦门大学学士学位1989年英国剑桥大学硕士学位2001年浙江大学博士学位取得省部级获奖成果9项，在国内外学术期刊发表论文142篇，其中SCI论文29篇。检测水稻抗稻瘟病基因Pi25(t)的分子标记SA7；专利号：ZL200310100889.2；2007年1月10日；第1完成人。检测水稻抗稻瘟病基因Pi25(t)的分子标记SK17；专利号：ZL200310100888.8；，2007年10月31日；第1完成人。超级杂交水稻育种亲本选配方法；专利号：ZL02110994.X；2008年1月30日；第3完成人。品种名称：中恢333；品种权号：CNA20060674.3；授权日：2009年9月1日；第1完成人。品种名称：中恢161；品种权号：CNA20060673.5，授权日：2009年9月1日；第1完成人。中华人民共和国农业行业标准：水稻品种鉴定DNA指纹方法（NY/T1433-2007），2007.9.14颁布，2007.12.1日实施；第1完成人。六、研究队伍1.学科优势互补的课题负责人副组长：吴建利，男，46岁研究员、博士研究生导师稻瘟病抗性机制和水稻生物技术研究2000年8月到2002年2月担任国际水稻研究所亚洲水稻生物技术协作网顾问2002年3月至2004年7月担任国际水稻研究所昆虫和植物病理系项目科学家六、研究队伍1.学科优势互补的课题负责人副组长：唐绍清，男，45岁，研究员长期从事水稻遗传育种研究获国家发明奖1项和国家科技进步奖2项、农业部和浙江省部科技进步奖9项，主持和参加育成通过省级以上审定品种20余个，不育系5个。六、研究队伍2.开拓、创新、团结的科研团队主要由中青年科研骨干组成。各个研究内容的总体计划由1960年代出生的科研人员负责，并带动1970、1980年代出生的科研人员，以培养新一代的育种骨干。同时，通过项目的实施，培养研究生10人以上。