高新科技!小麥育種的革命——矮敗小麥

三農 小麥 農業 農產品 中農富通 2017-05-05

“倉廩實,天下安”。中國曆代治國安邦,都講求糧為根本。毛澤東曾提出過一個問題:世界上什麼問題最大?答案是:吃飯問題最大!鄧小平同志也說過,誰有了糧食,誰就有了一切。大國偉業,重在糧食穩定。

高新科技!小麥育種的革命——矮敗小麥

中國農業科學院作物科學研究所劉秉華研究員經過近四十年的潛心研究,以創新小麥育種方法,提高小麥育種效率為目標,創造矮敗小麥,創建矮敗小麥高效育種方法,育成一批突破性品種,取得了重大社會經濟效益。

矮敗小麥是具有自主知識產權的遺傳資源,並屬國際首創。諾貝爾和平獎獲得者、“綠色革命之父”布勞格先生曾將矮敗小麥譽為“小麥育種的革命”。劉秉華研究員和他的團隊在矮敗小麥育種技術上傾注無數心血,2011年1月14日,獲得國家科學技術進步獎一等獎,同獲獎的還有三峽輸電工程和西氣東輸等項目;2017年1月5日,劉秉華研究員所在中國農業科學院作物科學研究所小麥種質資源與遺傳改良創新團隊再次榮獲了國家進步獎創新團隊一等獎。

成果簡介

1.際首創矮敗小麥

太谷不育小麥和矮變一號小麥是我國重要遺傳資源,一個雄性敗育徹底而穩定,1972年發現至今未見自交結實之事例;一個是世界上最矮小麥,株高30釐米左右。在基因定位基礎上,以二者為親本,經過連續大群體測交篩選和細胞學研究,從累計8785株群體中得到1株二顯性基因Ms2和Rht10緊密連鎖於4D染色體短臂,表現既矮稈又雄性不育的材料,即矮敗小麥。

矮敗小麥群體中有1/2異交結實的矮稈不育株和1/2自交結實的非矮可育株,二者株高差異顯著,起身拔節期即可識別不育與可育植株;提供花粉的可育株較高,接受花粉的不育株較低,利於提高異交結實率;矮敗小麥兼有異花授粉和自花授粉特性,是理想的小麥遺傳改良工具,可方便地用於各種途徑的小麥育種,解決了自花授粉小麥開展輪迴選擇的國際難題。

2.創建矮敗小麥高效育種方法

創立矮敗小麥輪迴選擇技術。利用矮敗小麥構建遺傳基礎豐富的輪迴選擇群體,通過花粉源選擇與控制及矮稈不育株選擇,優化父本與母本;通過父本(非矮稈可育株)與母本(矮稈不育株)雜交,實現基因大規模交流與重組。從優良矮稈不育株上收穫雜交種組成新一輪群體,循環往復,不斷優化群體遺傳結構和個體基因型,持續進行優異種質創制和新品種選育。

建立矮敗小麥高效育種技術平臺,首次利用矮敗小麥輪選技術建拓動態基因庫,從中不斷創制各具特色的優異種質;在全國各生態區創建不同育種目標的矮敗小麥改良群體,如同品種"加工廠",持續培育出高產、優質、多抗、高效新品種;率先將優異種質和各生態區主栽品種轉育成矮敗小麥,進行復合雜交、階梯雜交、聚合雜交,大幅度提高雜交育種效率。

經過多年研究與實踐,選育出50多個小麥品種,推廣面積2億多畝。其中,輪選987是利用矮敗小麥技術育成品種的突出代表,其不僅產量潛力大,而且抗寒、抗葉鏽病和白粉病、抗倒伏、抗吸漿蟲、耐旱、抗乾熱風和穗發芽,在生產上大面積推廣14年而不衰。在北京市組織的高產競賽中,連續多年獲得冠軍,並創造北京市畝產682公斤最高產量紀錄。輪選987配合力好,近些年北部冬麥區育成的大部分品種有其血緣。

高新科技!小麥育種的革命——矮敗小麥

農業部組織全國著名小麥專家對“矮敗小麥及其高效育種方法的創建與應用”成果進行技術鑑定。專家委員會認為,“矮敗小麥這個獨特的遺傳資源屬國際首創”,“該成果創新性強,應用效果好,發展潛力大,總體上處於國際領先水平”,獲得2010年國家科技進步一等獎,並與大慶油田、長江三峽一起入圍當年國家科技進步特等獎。矮敗小麥一旦走出國門,將對世界各國的小麥育種產生積極而深遠的影響。

社會經濟效益

利用矮敗小麥高效育種方法育成國家或省級審定新品種50多個,累計推廣2億多畝,累計增產小麥60億公斤,增收90億元。

矮敗小麥及其高效育種方法無償提供國內小麥育種單位,全國80%以上育種單位在利用該技術選育新品種。組織72個育種單位開展協作攻關,在全國不同生態區已構建矮敗小麥輪選群體210個,今後將源源不斷培育出新品種,僅2009年就有69個品種(系)參加國家、省(市)的區域試驗或生產試驗,展現出該項成果廣闊的應用前景。

高新科技!小麥育種的革命——矮敗小麥

高新科技!小麥育種的革命——矮敗小麥

高新科技!小麥育種的革命——矮敗小麥

成果所屬單位:中國農業科學院

專家簡介:

劉秉華,中國農業科學院作物科學研究所研究員、博士生導師,從事小麥遺傳育種研究,新鄉矮敗小麥育種技術創新中心主任,享受國務院政府特殊津貼,被譽為“矮敗小麥之父”。獲得國家科技進步一等獎、國家科技進步獎創新團隊獎、國家科技發明二等獎、國家自然科學四等獎、農業部中華農業科技一等獎、中國農業科學院科技特等獎各一項,2010年獲得國家科技進步一等獎各一項;育成小麥新品種7個,獲得發明專利2項和植物新品種保護5項。在中國科學、科學通報、Plant Breeding等刊物上發表論文60多篇,出版譯著《植物育種的現代基礎》、專著《小麥核不育性與輪迴選擇育種》、《作物改良理論與方法》和編著《超級小麥畝產1200斤關鍵技術》,還參編《中國小麥學》等重要著作。

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