南农大以“簇毛麦”优质基因推动小麦育种取得突破

科技日报,2013-01-26

传统的小麦人工栽培了几千年，生产水平与产量不断提高的同时，“体质”和“抵抗力”反而变弱了。为小麦找个“远房亲戚”来联姻，既提高了产量和品质，又减少了农药使用量，一举多得。

1月18日，南京农业大学陈佩度课题组的科研成果“小麦—簇毛麦远缘新种质创新及应用”获2012年国家技术发明二等奖。该项目将远缘杂交、染色体工程和分子生物学技术相结合，成功探索出一条远缘种属优异基因向普通小麦转移和利用的技术路线，将簇毛麦高抗白粉病、抗条锈病等优异基因导入栽培小麦，推动小麦育种取得突破性进展。利用该课题组免费提供的高抗白粉病和条锈病的新种质，内江市农科院、石家庄市农科院、西北农林科技大学、江苏里下河农科所等单位育成了内麦8号—内麦11号、石麦14、远中175、扬麦18等十八个小麦抗病新品种。这些新品种抗病高产，已推广六千余万亩，增产小麦15亿公斤，创造经济效益35亿元。

“人类栽培小麦的历史很久远。从野生到栽培经过几千年的进化与人工选择，小麦的生产水平与产量逐步提高，但是与此同时，抗病抗逆的能力反而变弱了。”陈佩度介绍说，对小麦进行遗传改良，培育新的抗病高产优质品种，既能提高小麦的产量和品质，又能减少病害损失，还能减少施用农药带来的污染和危害。

“光是在小麦间进行杂交，遗传基础比较狭窄，难于取得突破性效果，而簇毛麦作为小麦的一个亲缘物种，和普通栽培小麦相比，具有高抗白粉病、锈病、全蚀病、梭条花叶病等多种病害，抗旱、耐寒、分蘖力强、小穗数多和籽粒蛋白质含量高等多种优良性状。而这些，恰恰是小麦生产中急需解决的重要问题。”陈佩度介绍说。

为将簇毛麦的优秀基因引入小麦，同时避免其他不利基因的影响，从20世纪70年代开始，南京农业大学细胞遗传研究所就在著名的遗传育种学家刘大钧院士的带领下开始了持续不断的研究。历时近40年，成功打通了“小麦—簇毛麦远缘新种质创制及应用”的“上中下游”，为小麦种质创新，促进粮食增产做出了突出的贡献。

“所谓‘上游’就是我们提出了双倍体花粉辐射高通量诱导易位和整臂易位系雌配子辐射定向诱导小片段易位系的技术思路，并创建了相应技术，创造性地解决了小片段中间插入易位系可遇而不可求的难题；创建了将细胞遗传学和分子生物学方法巧妙结合克隆外源基因的新方法，成功克隆出高抗白粉病的Pm21基因。而‘中游’就是我们创造了一批携有簇毛麦优异性状的新种质，如高抗白粉病的，高抗条锈病的。那么‘下游’就是我们利用这些新种质和育种单位大力协作，选育了十八个小麦抗病新品种，并且已经了推广六千余万亩，取得了良好的经济效益。”陈佩度自豪地说。

除了良好的经济效益，该获奖项目还获发明专利3项，植物新品种权5项，发表论文46篇，其中在《PNAS》等杂志发表SCI论文16篇。