野生稻高产基因(y1d1.1,yld2.1)分子育种技术体系及其应用研究

近年来,国内外利用分子标记辅助技术将基因或QTL导入水稻品种已屡见报道,但得以应用的品种极少,且直接利用高产QTL(高产数量性状基因位点,以下简称”高产基因”)进行超高产育种还未见前人报道.究其因,一是野生稻中存在大量对产量不利的性状干扰;二是连锁累赘,即目的基因与不利基因的紧密连锁是育种中难以克服的难题.     

家蚕优质高产及抗两种病毒病基因聚合分子育种

1课题简介 家蚕核型多角体病毒(BmNPV)病、家蚕浓核病毒(BmDNV-Z)病是两种危害性较大的蚕病,其中BmNPV病害更为严重.每年世界养蚕业蚕茧损失中,BmNPV病害占蚕病总损失70%左右.抗BmNPV育种,由于常规选择周期长、进程慢、不准确、效率低,至今没有成功.目前对该病的防治仅有消毒预防,这不仅效果差,而且造成环境污染.家蚕抗浓核病毒(BmDNV-Z)由隐性单基因控制.在回交育种中,不能对抗浓核病性状直接选择,现行生产种都是敏感性的.DNA分子标记辅助筛选是通过利用与目标性状紧密连锁的DNA分子标记,对目标性状进行间接选择的现代育种技术.本研究就是利用分子生物学实验技术筛选家蚕抗BmNPV和BmE)NV的DNA分子标记;创建简易实用的家蚕分子标记辅助筛选技术;应用该技术使家蚕抗BmNPV和BmDNV两种病毒基因聚合于一体;利用分子标记辅助技术定向改良现行生产品种.     

优质多抗蔬菜和果树分子育种技术与品种创制

本项目的总体目标是采用基因组学、生物信息学理论和技术，开发蔬菜（白菜、甘蓝、番茄、甜辣椒、黄瓜等）和果树（苹果、柑橘、梨、桃、甜樱桃等）重要功能基因的分子标记；对蔬菜和果树高产、优质、抗病、耐逆、雄性不育等重要性状基因／主效QTL进行定位，完善分子育种技术体系；进一步改进和完善小孢子培养、大孢子培养、原生质体融合和染色体操作等细胞工程技术，提高细胞工程技术效率，加速蔬菜和果树品种创制速度。通过项目研究，取得如下重要研究成果：     

我国地方畜禽品种优良特性的分子遗传评估及综合利用技术

为了充分发掘我国地方畜禽良种的优良性状,针对现代畜禽育种技术发展不平衡、大效应的分子标记很少、集成创新力度不足等问题,通过利用现代分子育种新技术,发掘和鉴定影响特殊风味、优质高效和抗病等经济性状的新型关键基因,筛选可用于辅助选择的分子标记,并验证其遗传效应,将常规育种技术与现代分子标记技术有机结合,提出多基因聚合育种的平衡育种方案,发掘有重大应用前景的重要畜禽特色育种新种质材料,实现我国优质高效畜禽特色资源开发利用的突破,提高畜禽良种生产能力,提高我国畜牧业生产水平和竞争力产业化进程.     

大豆分子育种技术研究与种质资源创新和新品种选育

我国是世界大豆主要消费国,近年来的年消费量超过7000万吨。但是,我国消费大豆约80%依赖于进口,造成我国大豆种植面积严重萎缩,危及我国食品安全及土壤可持续生产能力的保持。所以,大豆是我国最需发展的作物,也是发展潜力极大的作物。发展大豆生产,品种是基础,而品种的培育则取决于种质资源的创新和育种技术的发展。因此,本项目开展大豆分子育种技术和高产、优质、抗病新品种选育研究,把RNA干扰技术应用于大豆蛋白质改良,建立大豆品质快速改良的新途径;分离和克隆大豆品质、抗性相关功能基因,为大豆分子育种提供选择依据;利用分子育种技术和常规育种技术聚合高产、优质、抗病基因,创制高产、优质、抗病大豆新种质,培育高产、优质、抗病的大豆新品种并示范推广。项目从2004年开始实施,取得了多项研究成果。     

棉花纤维品质功能基因组学研究与分子改良研究进展

本项目基于基因组学、功能基因组学、蛋白质组学和生物信息学等多学科交叉研究了棉花纤维品质发育的分子机制:利用辐射诱变、杂交、回交、系谱选择等技术培育、挖掘出优异纤维资源384份;利用徐州142棉纤维无长绒、无短绒突变体筛选出纤维伸长相关基因;用体外培养方法验证了乙烯、油菜素(BR)的生物合成途径及部分次生物质在纤维生长过程中的作用;构建了海岛棉品种Pi-ma90-53和陆地棉7235的BAC文库;利用蛋白质组学研究了棉纤维发育过程中的一些重要蛋白质的变化,构建了棉纤维细胞蛋白质表达谱;利用抑制扣除杂交方法、基因芯片技术或从纤维cDNA文库中筛选等共获得棉纤维发育相关基因199个,并用模式系统和棉花对基因的功能进行了分析和验证;建立了高效农杆菌介导、花粉管通道、基因枪轰击3种规模化的快速基因功能验证技术体系;开发了新标记,构建了陆海、陆陆高密度分子标记遗传连锁图谱,并选择有用分子标记和生化辅助育种相结合,初步建立了棉花纤维品质分子改良育种体系。     

作物生物育种科技发展的现状及展望

良种是维持农业增产稳产的重要基础,也是保障国家粮食安全的关键所在。要想打赢种业翻身仗,生物育种必不可缺。现阶段,生物技术已成为国际种业竞争的焦点,也是种业科技水平的综合体现。本文重点从重要农艺性状基因的发掘与应用、全基因组选择技术的应用、基因编辑技术的应用和未来植物工厂等方面概述国内外作物生物育种的研究现状和进展,并对我国未来作物生物育种的发展提出建议。     

高产、雄性不育化制种的转Bt基因抗虫杂交棉“南农6号”的示范推广

“南农6号”是通过转基因技术、现代分子育种技术和常规育种相结合培育出的高产、转Bt基因抗虫棉杂交种,“两系”制种。2005年5月通过国家审定（国审棉2005016）。     

早熟、大果甜樱桃分子标记育种

该课题是执行山东省果树研究所与澳大利亚项目合作协议，完善早熟优质大果甜樱桃分子育种技术体系，利用两国优异种质中有价值的基因，提高早熟优质丰产大果型甜樱桃品种选育效率，促进甜樱桃生产向优质、高效、环境友好型方向发展。本课题的研究内容包括：种质评价技术的研究；分子标记技术体系的建立；核心种质DNA指纹库的构建及其S基因型鉴定；     

优质特色肉猪配套系选育研究

利用长白山野杂猪为育种素材,采取常规继代选育与分子标记相结合的育种技术,经过世代选育,培育出的优质肉猪配套系专门化父本新品系选育。主选性状：生长速度、瘦肉率、肉品质。其特点是：无应激敏感基因的阳性个体、肉品质良好、遗传性能稳定。以松辽黑猪为母本育种素材,采取常规继代选育技术,经过5～6个世代选育,培育出优质肉猪配套系专门化母本新品系。主选性状：产仔性能、生长速度、肉品质。建立优质特色肉猪配套系育种体系,及其相应的配套系生产技术和饲养管理、疫病防治规程等。     

水稻耐盐复杂数量性状的遗传机理及其应用研究

一、研究背景我国盐碱耕地面积约有1亿亩，盐害已引起了作物大量减产，培育耐盐新品种迫在眉睫。然而作物耐盐性是由多个数量性状位点（QTL）控制的复杂性状，遗传机理十分复杂。因此克隆耐盐QTL对于阐明作物耐盐机理和育种应用均具有重要意义。本项研究定位了一批水稻耐盐QTL，成功克隆出一个水稻耐盐QTLSKCl，并对其开展了功能研究，为揭示作物耐盐遗传机理和育种应用提供了重要理论基础和关键技术。     

甘肃优质肉用绵羊新品种（系）选育与关键技术研究及示范

课题总体目标是根据甘肃省永昌县及条件类似地区的羊种资源和环境条件，在“十一五”工作基础上利用性能测定、标记辅助选择、MOET核心群繁育、杂种优势利用等技术，培育适合河西走廊及条件类似地区和市场需求、优质高产的甘肃肉羊新品种（系）。并以现有肉羊良种繁育体系为基础，建立由核心育种场、良种繁殖场和人工授精站（点）组成的三级或二级新品种繁育体系，使优异种质从核心群到扩繁群、生产群逐级扩散，实现品种培育与品种推广同步推进。     

超级杂交水稻LYP9及其亲本的转录组学研究

水稻既是重要的粮食作物和基础研究的模式植物,也是杂种优势利用的成功典范。尽管杂种优势的利用在解决世界粮食安全问题上已做出重大的贡献,但杂种优势的分子机制在生物学和农学的基础研究中依然是一个有待阐明的重要课题。本研究利用水稻全基因组芯片,系统考察了超级杂交稻"两优培九"及其双亲——"培矮64s"(母本)和"93-11"(父本)在7个不同发育时期的组织中的基因表达谱,旨在揭示杂种一代(F1)与亲本的基因表达差异,并从中发现可能与杂种优势相关的基因。实验结果表明,从转录谱来看,杂种F1与亲本间的相似性大于亲本之间的相似性;在发现的3000多个杂种和亲本间差异表达的基因中,有各种不同的差异表达类型,多数是偏于单亲的显性表达,但也有只在杂种中出现的超亲表达。对差异表达基因的功能分类表明,虽然差异表达基因涉及诸多功能类群,但在少数功能类群(如能量代谢、碳水化合物代谢、转运等)中有明显的富集。对差异表达基因的基因组位置与产量相关的QTL(数量性状位点)进行关联分析的结果表明,差异表达基因在水稻基因组中的分布与QTL、尤其是与小区间的QTL有密切的关联;值得注意的是,部分落在QTL上的差异表达基因的功能注释有助于解释与QTL对应的体现杂种优势的农艺性状。     

燕麦育种技术基础研究及新品种选育

1燕麦遗传多样性分析技术研究 通过反复试验,建立了适合燕麦的AFLP反应体系。利用差异较大的部分材料,对大量AFLP引物进行了筛选,选出燕麦适用的AFLP引物20对,较好地反映燕麦材料的多态性,这些引物经进一步研究和筛选,将在燕麦分子辅助育种中发挥积极作用。     

三系杂交棉新组合——浙杂2号

浙棉2号是通过分子标记辅助选配技术和质核互作不育系制种技术,于2002年配制出高优势、优质三系杂交棉新组合。2002年参加品种比较试验和浙江省棉花品种多点试验,2003～2004参加浙江省棉花品种区域试验和生产试验,2005年通过浙江省审定。该组合的细胞质不育基因和恢复基因均来源于陆地棉,克服传统三系杂交棉因来源于哈克尼西野生棉的不育基因和恢复基因而导致恢复力低和杂种优势弱等问题,使三系杂交棉产量水平有显著突破。     

大葱育种技术创新及辽葱系列新品种选育研究与应用

我国大葱研究起步晚,研究水平低,审定的大葱品种较少,栽培技术水平也较低。随着生产水平的不断提高、市场需求的多元化,大葱品种及育种技术水平已经明显滞后于生产和市场发展了,开展大葱新品种选育研究势在必行。
　　从1994年开始,组建了辽宁省农科院大葱育种研究室,开展了大葱育种理论、育种技术及配套栽培研究,主要目标定位在育成具有高产、抗病、抗逆性强的适合北方生产的大葱杂交品种上。     

小麦杂交优势利用技术研究与应用

该项目由北京市农林科学院北京杂交小麦工程技术研究中心牵头,组织中国科学院遗传所、中国农业大学、西北农林科技大学等12家国内小麦杂种优势利用研究单位,针对小麦杂种优势利用中存在的关键理论与技术问题,在小麦优异雄性不育系的创新、改良及其应用,高恢复力高配合力父本材料的筛选与创新改良,高产优质杂交小麦新组合的筛选及组合审定,优异杂交小麦新组合的高产制种技术及中试制种,高产优质杂交小麦新组合大面积示范,杂交小麦育种理论与技术体系等方面开展的联合攻关;同时,还根据杂交小麦学科发展的需要,在小麦雄性不育基因和恢复基因的标记定位、小麦雄性不育性遗传与表达规律、小麦雄性不育机理等理论基础方面进行了深入研究.     

“转抗虫基因三系杂交棉分子育种技术体系”研究取得重大突破

中国农业科学院生物技术研究所郭三堆研究员主持完成的“转抗虫基因三系杂交棉分子育种技术体系”研究成果通过国家农业部组织的专家鉴定。     

发展现代农业 推进社会主义新农村建设

中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态所、植物分子遗传国家重点实验室研究员林鸿宣领导的研究组承担的国家863计划项目在水稻产量相关功能基因研究方面又取得突破性进展,成功克隆了控制水稻粒重的数量性状基因GW2,并深入阐明了该基因的生物学功能和作用机理,显示该基因在高产分子育种中具有应用前景。据介绍,经过多年的潜心研究,科研人员成功克隆了控制水稻粒重的数量性状基因GW2。翔实的实验结果表明,GW2作为一个新的E3泛素连接酶可能参与降解促进细胞分裂的蛋白,从而调控水稻颖壳大小、控制粒重以及产量;当GW2的功能缺失或降低时,该基因降解可能与细胞分裂相关蛋白的能力下降,从而加快细胞分裂,增加谷粒颖壳的细胞数目,进而显著增加水稻谷粒的宽度、     

番茄黄化曲叶病毒病抗病育种进展

2006午,番茄黄化曲叶病毒病番茄（TYCVD）在浙江、上海、江苏等南方省市大面积爆发,课题组随即调整研究方向,以抗番茄黄化曲叶病毒病为重点,开展抗病育种。从亚洲蔬菜研究发展中心和欧洲、美国等地引进抗源,并从引进的或生产中正在应用的国外品种中分离抗病基因,开始从事TYCVD的抗病育种工作。