我国实现高产优质水稻设计育种 分子设计育种更进一步

我国科学家在高产优质水稻品种设计育种领域取得新进展，研究成果于近日在线发表于Nature Plants杂志。中国农科院水稻所曾大力研究员和中科院遗传发育所田志喜研究员为共同第一作者，他们利用品种设计的思路，实现了高产优质水稻的高效培育。该项研究给予品种设计育种研究领域以新的启迪，将极大推动作物传统育种向高效、精准、定向的分子设计育种转变。

水稻是我国60％以上人口的主粮，培育“高产优质”型超级水稻新品种，一直是稻米种业的长期奋斗目标，但是传统育种进展缓慢。“一粒种子可以改变世界”，如何才能实现“多快好省”地培育出一粒好种子呢？

随着功能基因组的发展，育种学家提出“品种设计育种”，梦想能将重要农艺性状关键基因高效聚合，形成超级新品种。然而，在品种设计育种实施中，最优化育种策略的设计面临挑战，迄今还没实现从概念到产品。

品种设计育种的前提，是对目标性状调控机理的系统解析。我国科学家通过近20年的努力，克隆了包括理想株型调控基因（IPA1）在内的一批重要高产调控基因，并揭示出水稻蒸煮品质主要受淀粉合成相关基因组成的遗传网络的调控。

在此基础上，我国科学家精心设计，优化组合了涉及水稻产量、稻米外观品质、蒸煮食味品质在内的28个目标基因。经过8年多的努力，利用杂交、回交与分子标记定向选择等技术，科学家们成功将优质目标基因聚合到受体材料上，并充分保留了其高产特性。这些优异的“品种设计”材料，在高产的基础上，稻米外观品质、蒸煮食味品质、口感和风味等方面均有显著改良，并且，以其配组的杂交稻稻米品质也显著提高。