【成果转化】水稻航天生物育种研究进展

华南农业大学国家植物航天育种工程技术研究中心(以下简称“中心”)是广东省率先开展植物航天育种研究单位。“中心”研究团队根据国家农业发展重大需求,针对限制广东乃至我国粮食安全的重大关键性、基础性和共性问题,在航天诱变新种质资源创建、评价和利用、重要基因克隆和功能研究、重要基因聚合技术研发、植物新品种和配套工程化技术研究和产业化等领域开展深入研究,在国内处于领先地位。

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国家植物航天育种工程技术研究中心副主任 郭涛 |《基于现代生物学的水稻航天生物育种关键技术研究》主题报告

一、研究背景

植物航天育种:利用航天搭载工具所能达到的空间环境(高真空、微重力、强辐射等)对植物种子诱导产生遗传变异,在地面选育出新种质、新材料,培育新品种的育种方法。

中国自1987年进行首次搭载试验,1996年扩大搭载范围和单位。国家植物航天育种工程技术研究中心从1996年开展航天搭载工作,目前共搭载23批次267份不同植物种类种子。

在航天搭载的基础上,国家植物航天育种工程技术研究中心将航天育种技术与现代生物学技术相结合,实现航天诱变后代重要性状的定向筛选和创制,培育适合未来育种需求重大品种,拓展水稻航天育种概念至水稻航天生物育种。

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水稻航天生物育种研究内容

二、航天育种共性关键技术研发与创新

在解析航天诱变机理的基础上,开展航天诱变地面模拟及高通量鉴定关键技术研究,是提升航天育种效率的关键环节。

国家植物航天育种工程技术研究中心阐明了空间环境高能重离子击打种子胚导致基因组的高频变异,并且变异呈现成簇性集中分布的特征;利用地面高能重离子辐射,明确低剂量、低剂量率C离子辐射诱发的生物学效应与航天诱变相似;建立了高通量基因型和表型鉴定技术,提出以“多代混系连续选择与定向跟踪筛选技术”为核心的水稻航天生物育种高效技术体系,显著提升特异种质鉴定效率和育种效果

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水稻航天生物育种高效技术体系

三、水稻航天生物育种成效

基于所建立的生物育种高效技术体系,“十五”以来,国家植物航天育种工程技术研究中心高效定向创建了一批聚合多个目标基因的新种质;利用优异种质,共育成42个水稻新品种(组合)通过国家及省级审定,其中育成4个超级稻品种 “培杂泰丰”、“华航31号”、“Y两优1173”及 “五优1179”;育成一系列优质、高抗、高产苗头品种(组合)参加各级区试和联合体试验;水稻航天育种品种累计示范应用近5000万亩,获得各级科研奖励8项。

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创建优异种质

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航天育种超级稻“华航31号”

航天育种特优质水稻新品种“华航48号”“江航丝苗”

四、水稻航天生物育种研究展望

紧跟国家战略需求,与我国快速发展的空间高新技术紧密结合,同时吸收国内外先进生物学技术,实现航天诱变机理、关键技术、种质资源和重大品种的新突破。

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水稻航天生物育种研究展望