重大基礎研究突破 為搶占世界農業科技制高點奠定堅實基礎
10年來,我國農業基礎研究領域連續取得突破性重要進展,在基因組學、重要功能基因解析、重大病蟲害災變機制等領域取得一系列創新成果。在基礎理論方面,我國開創了水稻研究從傳統遺傳圖譜向全基因組水平轉變的先河,發現並克隆了耐高溫、耐旱、高產、抗病等一批具有重要育種價值和自主知識產權的新基因,打破國外關鍵基因壟斷。在方法工具方面,中國農業大學賴錦盛創新團隊開發出我國自主挖掘且擁有專利的基因編輯系統。在機理機制方面,發現植物抵禦病毒的關鍵免疫蛋白,為高效綠色防控提供新策略。中國農業科學院張友軍團隊發現“植物和動物之間存在功能性基因水平轉移”機理,這是現代生物學誕生100多年來,首次研究證實植物和動物之間存在功能性基因水平轉移現象。
異源四倍體野生稻快速從頭馴化新策略開辟全新育種方向
馴化作物總要經歷千百年歷史。而面對日益急迫的糧食危機,如何根據人類需要,迅速馴化野生稻?中國科學院遺傳與發育生物學研究所李家洋院士研究團隊首次提出了異源四倍體野生稻快速從頭馴化的新策略,旨在最終培育出新型多倍體水稻作物,從而大幅提升糧食產量並增加作物環境變化適應性。這一研究成果於2021年2月4日在國際學術期刊《細胞》長文發表。
為攻克創制多倍體水稻新作物的難題,李家洋院士所帶領的研究團隊首次提出異源四倍體野生稻快速從頭馴化的新策略,並將其劃分為四個階段:第一階段,收集並篩選綜合性狀最佳的異源四倍體野生稻底盤種質資源;第二階段,建立野生稻快速從頭馴化技術體系;第三階段,品種分子設計與快速馴化;第四階段,新型水稻作物推廣應用。
該團隊攻克技術瓶頸,成功創制了落粒性降低、芒長變短、株高降低、粒長變長、莖秆變粗、抽穗時間不同程度縮短的各種基因編輯源四倍體野生稻材料,證明該團隊提出的異源四倍體野生稻快速從頭馴化策略高度可行。本項研究為未來糧食危機應對提出了一種新的可行策略,開辟了全新的作物育種方向,是該領域的一項重大突破性進展,未來四倍體水稻新作物的成功培育有望對世界糧食生產帶來顛覆性的革命。
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