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    我国育种学家在多倍体水稻育种研究中实现重大技术突破

    日期 2016-12-30   来源:湖北大学   作者:何玉池 宋兆建  【 】   【打印】   【关闭

      在国家自然科学基金项目(项目编号:39970447,30240090,30471063,30650002,30700041,30971751,31140033,31271690,31270356,31571639)资助下,湖北大学蔡得田教授团队依据“利用远缘杂交和多倍体双重优势进行超级稻育种”这一原创性育种新战略,持续开展多倍体水稻育种研究,实现了重大技术突破,取得了一系列显著成绩。袁隆平、朱英国、谢华安三位院士高度评价认为“高产高结实的多倍体水稻研究取得重大突破,必将具有广阔前景”。

      多倍体水稻育种不同于常规育种或杂交水稻育种,它是利用染色体加倍技术将二倍体水稻的整个基因组加倍,形成多倍体水稻,并通过一系列生物技术手段培育形成多倍体水稻新品种的育种方式。2001年,蔡得田教授、袁隆平院士和卢兴桂研究员依据生物进化原理,原创性地提出了“利用远缘杂交和多倍体双重优势进行超级稻育种”的新战略。

      基于上述战略理论,蔡得田教授带领团队进行了十几年反复试验,建立了高频率诱导多倍体水稻的专利技术,将多倍体诱导频率从不足5%提高到46.7%,创造了5000余份多倍体水稻资源,保障了多倍体水稻资源的不断充实和更新;通过拉大亲本间亲缘关系距离、利用类Ph基因和广亲和基因,选育出具有多倍体减数分裂稳定性的多倍体水稻PMeS品系,其结实率高达85%,解决了困扰世界多倍体水稻育种八十多年的低结实瓶颈问题。创造和选育出的多倍体水稻米粒大、米质优、千粒重比二倍体水稻重60%,多倍体常规稻品系单位产量与对照二倍体杂交稻相比增产10%-15%。一些品系的稻米品质达国标一级米标准,一些品系的蛋白质含量达13%-14%,并选育出系列无芒、不落粒基因品系。

      相关成果建立起五大技术体系(高效多倍体水稻诱导技术体系;高结实多倍体水稻PMeS品系;高效创建异源多倍体水稻技术体系;高效创建同源异源多倍体水稻技术体系;快速稳定多倍体水稻技术体系),有7项发明专利获得授权,另有4项发明专利正在申请中,发表研究论文40余篇。历经二十余年的持续研究,在国际上率先奠定了多倍体水稻育种的理论基础,建立了多倍体水稻育种的技术体系,解决了多倍体水稻育种的关键问题,构建了系列不同特色的多倍体水稻材料,将多倍体水稻育种理论成功应用于品种选育。利用远缘杂交和多倍体双重优势选育超级稻是一项原创性水稻育种的新途径,研究居国内外领先水平。

      多倍体水稻的应用前景十分广阔。如今,多倍体水稻结实率低的世纪瓶颈问题已经突破,多倍体水稻将成为大幅度增产的重要途径。一批特色的、高产多倍体水稻品种将首先在中国出现,以湖北武汉为核心,扩展全国,影响世界。多倍体水稻引领绿色革命的宏愿即将成为现实。




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