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多倍体水稻成武汉农业靓丽名片

   日期:2018-01-10     来源:聚农网    作者:jn720_zx    浏览:186    评论:0    

  2016年以来,武汉多倍体水稻研究在武汉市委、市政府的高度关注和大力支持下,研发工作得到持续、快速推进,已成为武汉农业科技的一张崭新名片,引发国内外广泛瞩目。

  经过两年的科研攻关,武汉多倍体水稻研发项目初步展现出作为颠覆性技术的巨大影响力,以及对水稻育种等农业科技的引领作用。今后,研发团队将朝着“让原创性多倍体水稻首先在湖北培育成功”的目标,加快项目研发进度,为武汉生物与健康产业及“中国种都”的建设提供助力,为打造武汉科技之城在农业领域提供原创性技术支撑。

  率先突破,武汉吸引三院士同台论“稻”。

  “多倍体”育种研发,是继袁隆平院士的“超级稻”后,又一具有原创性的育种技术新途径。通过将传统的二倍体水稻杂交加倍,培育出米质优、抗逆性强、增产幅度大的多倍体水稻品种。近年,在世界范围内的“多倍体”研发竞赛中,武汉研发团队率先取得突破。

  2016年9月24日、25日,全国多倍体生物育种学术研讨会在武汉举行。论坛期间,围绕“多倍体生物育种与创新”主题,包括袁隆平、谢华安、朱英国三位院士在内的众多专家来汉论“稻”,交流多倍体生物育种研发现状,调研多倍体水稻试验基地,商讨中国多倍体生物育种研发战略、发展方向及应用前景,引领新的绿色革命,促进“中国种都”建设。

  农业部科教司专家指出,国内多倍体育种研究已有半个世纪,但其应用主要集中在蔬菜、园艺作物上,在粮食作物方面一直没有大的突破。近年来湖北大学蔡得田教授团队在此方面取得了非常大的突破,得到了各方面的关注。农业部非常重视和支持此类对农业生产和粮食增产有贡献的技术,并在当年审批通过了“国家武汉多倍体水稻生物育种创新基地”,希望推进多倍体水稻育种理论和生产技术研发,尽快推出能大面积应用的高产高效新品种,为农业生产和粮食安全作出应有的贡献。

  “多倍体”指的是个体细胞中含有3套或3套以上的染色体,在动物界极少发生,在植物界却相当普遍。多倍体植物的一般特征是茎粗、叶大、花大、果实大,很多植物种都是通过多倍体途径而产生的。中国自半个世纪以前开始研究多倍体育种,目前主要在油菜、小麦等少数蔬菜品种有所进展。

  在袁隆平、谢华安、朱英国等院士指导下,湖北大学、武汉市农科院、武汉多倍体生物科技公司组建了以蔡得田教授为首的武汉研究团队,历经近20年研究,开辟了一条水稻育种的新途径。目前,团队在国际上率先奠定了多倍体水稻育种的理论基础;突破了多倍体水稻育种结实率低的国际性技术瓶颈;建立了多倍体水稻育种的完整技术体系,筛选出5000余份多倍体原始材料、选育出100多个进入中试的多倍体水稻品系,其中20个品系具备进入区域试验的条件。

  领先国际,大面积应用只差“最后一关”。

  2016年以来,武汉多倍体水稻研究加速推进,迎来前所未有的发展机遇。

  高标准建设研发平台。武汉多倍体水稻研究得到国内水稻育种界最知名的袁隆平、谢华安、朱英国三位院士的首肯,在研究策略上得到大师级指导,已经分别建立袁隆平院士工作站和谢华安院士工作站,与其研究团队加强了合作研究。由袁隆平院士授权,多倍体公司参与的“隆平农业科技发展基金”已经成立,对后期多倍体水稻产业化奠定了经济基础。同时,与谢华安院士签订了联合攻关协议。

  研发和育种基地基本完工。“国家多倍体水稻育种创新基地”2016年获得农业部的批复,国家投资684万元进行建设,目前项目已经竣工;多倍体水稻海南南繁基地占地30亩,包含种植基地和生活辅助设施,已经投入使用;多倍体水稻黄陂育种基地和中试基地占地230亩,将在2018年全部完工;使用面积达4000多平方米的多倍体水稻企业研发中心已经投入使用,购置了细胞工程、分子生物学和稻米品质检测相关仪器50多台套,基本满足当前研究需要。

  聚集高端人才加速研发进程。武汉多倍体水稻研发团队初始由湖北大学、武汉市农科院和武汉多倍体生物科技有限公司近20人组成,在项目实施过程中,培养1名黄鹤英才计划人员,引进水稻高级职称研究人员、博士近10人加入研发团队。全国多倍体生物育种研讨会上,武汉大学、中国水稻所等23家水稻研究单位联合组成全国多倍体水稻创新战略联盟。武汉多倍体生物科技有限公司作为牵头单位,克服研究中的抗病性、品质性状等难点问题,并与业内巨头华大基因农业集团签订联合攻关合作协议,加快多倍体水稻品种选育进程。

  大面积应用已到最后一道程序。研发团队对近5000份多倍体稳定品系进行了多点筛选,筛选到20多个优良品系,5个优质糯稻经农业部检测中心检测达到了国家优质糯标准,其中2个品系T1和A3作为第一批遗传材料进入省级品种区试,待通过区试鉴定后即可以进行大面积生产种植。多倍体水稻的大面积应用已经到了最后一道程序,将为水稻的增产和国家粮食安全作贡献。

  多倍体相关知识产权展开深度开发。目前新获批3项国家发明专利,新申请了3项国际发明专利、1个省级标准、2个品种保护权、2个商标权;对四倍体水稻全新的栽培技术、全程绿色种植技术和稻米加工技术做了系统的研发,初步解决了水稻全产业链部分技术难题。着手在理论上对多倍体水稻高结实率基因进行基因克隆,期望阐明多倍体水稻高结实率的机理,为多倍体水稻精准育种提供理论支撑,保持在该领域的国际领先地位。

  粮为国本,期待战略层面更多支持。

  目前,国际上的多倍体水稻研发的结实率徘徊在25~35%之间,难以突破。1999年开始,蔡得田率领研究团队,联合武汉市农科院、武汉多倍体生物科技公司,培育出的“超级多倍体水稻”结实率达到了80%,创下示范种植田亩产1400斤的佳绩。

  “国以粮为本,民以食为天”。武汉多倍体生物科技公司负责人坦言,目前,多倍体水稻研发取得阶段性成绩,但项目发展过程中仍然面临两大新的困难:

  部分研究领域存在短板。此前的多倍体育种材料主要基于理论研究材料为主,进入生产示范后发现多倍体水稻材料稻瘟病抗性、耐高温性与生产需要有一定的差距,需要进一步加以改进;研发团队开展遗传规律研发和分子育种的纵深研究不够,在基础研究方面需要业内加强合作、协同攻关,加速多倍体水稻的研发。

  中试基地建设及资源圃建设滞后。中试基地需要建设农业设施、生活设施、生产资料、农业机械用房,需要各级部门支持解决农业设施用地问题。

  下一步,研发团队将发力两个重点方面:

  加速多倍体水稻品种选育的速度,力争尽快出品种。在现有遗传材料中继续选择优良材料参加品种区试,同时加强各单位的协同攻关,创制新的更优良的下一代多倍体水稻新品系,满足高产、优质、绿色和轻简化水稻生产的需要,扩大多倍体水稻应用和示范推广。

  理论上克隆高结实率基因,保持多倍体水稻研究的优势。在理论上克隆高结实率关键基因,引领多倍体水稻育种的发展,保持多倍体水稻在世界的领先地位,引导更多的研究者进行多倍体水稻研究,为多倍体水稻的发展提供理论指导。

 
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