我國(guó)科學(xué)家在高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻品種設(shè)計(jì)育種領(lǐng)域取得新進(jìn)展，研究成果于近日在線發(fā)表于Nature Plants雜志。中國(guó)農(nóng)科院水稻所曾大力研究員和中科院遺傳發(fā)育所田志喜研究員為共同第一作者，他們利用品種設(shè)計(jì)的思路，實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻的高效培育。該項(xiàng)研究給予品種設(shè)計(jì)育種研究領(lǐng)域以新的啟迪，將極大推動(dòng)作物傳統(tǒng)育種向高效、精準(zhǔn)、定向的分子設(shè)計(jì)育種轉(zhuǎn)變。

 

    水稻是我國(guó)60％以上人口的主糧，培育“高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)”型超級(jí)水稻新品種，一直是稻米種業(yè)的長(zhǎng)期奮斗目標(biāo)，但是傳統(tǒng)育種進(jìn)展緩慢。“一粒種子可以改變世界”，如何才能實(shí)現(xiàn)“多快好省”地培育出一粒好種子呢？

 

    隨著功能基因組的發(fā)展，育種學(xué)家提出“品種設(shè)計(jì)育種”，夢(mèng)想能將重要農(nóng)藝性狀關(guān)鍵基因高效聚合，形成超級(jí)新品種。然而，在品種設(shè)計(jì)育種實(shí)施中，最優(yōu)化育種策略的設(shè)計(jì)面臨挑戰(zhàn)，迄今還沒(méi)實(shí)現(xiàn)從概念到產(chǎn)品。

 

    品種設(shè)計(jì)育種的前提，是對(duì)目標(biāo)性狀調(diào)控機(jī)理的系統(tǒng)解析。我國(guó)科學(xué)家通過(guò)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(luò)的調(diào)控。

 

    在此基礎(chǔ)上，我國(guó)科學(xué)家精心設(shè)計(jì)，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(gè)目標(biāo)基因。經(jīng)過(guò)8年多的努力，利用雜交、回交與分子標(biāo)記定向選擇等技術(shù)，科學(xué)家們成功將優(yōu)質(zhì)目標(biāo)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(shè)計(jì)”材料，在高產(chǎn)的基礎(chǔ)上，稻米外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)、口感和風(fēng)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。