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北方杂交粳稻恢复系分子育种材料构建的研究进展

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高 效率持续 培 育能适 应 不 同生 态 区域 且在
产量 、 定性及 品质 上 都 有 显著 提 高 的水 稻 优 良 稳
新 品种（ 杂交种 ） ． 或 。ｂ 发现 并 定位大 量的影 响重
以当地 的表 现 优 良的亲本 的 Байду номын сангаас轮 回亲 本 ， 与
收 稿 日期 ：０ ６—０ 一ｌ ２９ ２ ３
稻 为 供体 亲本 的分 子育 种 材 料 群 体 ， 北 方 杂 交 粳 稻 的 分 子 育 种 课 胚 进 行 了 总 结 ， 北 方 杂 交 粳 稻 恢 复 系 分 对 对 子 育 种材 料 构 建 的方 法 进 行 了 探 讨 ， 北 方 杂 交 粳 稻 分 子育 种 所 取 得 的 阶 段性 成果 进行 了汇 总 与评 价 。 对
１ ２． 具 体 目标 ． ２
粳 稻骨干 亲本恢 复 系 Ｃ １ ４ ８为轮 回亲本 的分 子育
种杂 交工作 ， ０ １年 加 入 了农 业 部 “ ２０ 全球 分 子 育 种计 划” 的重 大 专 项 课 题 ， 过 了 ４年 的 不 懈 努 经 力， 构建 了 以 Ｃ １ ４ ８为 背景 的 恢 复 系近 等 基 因 系 ３０ ０ 材料 ， ０份 为北 方 杂交 粳稻 恢 复系 分子育 种创
北方杂交粳稻恢复系分子育种材料构建的研究进展
马 秀 芳 华 泽 田 黎 志康 。郝 宪彬 张 忠旭 吕桂 兰 ， ， ， ， ，
（． １辽宁省稻作研究所 ， 宁 沈 阳 辽 １０ ０ ； ２ 中国农业科学院作物研究所 ， １１１ ． 北京 １０ ８ ） ０ ０ １
摘要 ： 辽宁省稻作研究所于 ２ ０ ０ ０年开始 了北方杂交粳稻恢 复系分子育种的研究 ，０ １年加入 了农业 部“ ２０ 全球 分子育种计划 ” 的重大专项课题 ， 现在 已经获得 了大量的以 Ｃ １ ４ ８为轮 回亲本 ， 以来源 于全 球不 同生态 型的水
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辽 宁农 业 科 学
２ ０ （ ）２ ～３ ０ ６ ６ ：９ ２
Ｌ ａ ｎ ｎ ｒ ｕｔ ｒ ｌ ｃｅ ｃ ｓ ｉ ｉ ｇ Ａｇ ｉ ｌｕ ａ ｉｎ ｅ ｏ ｃ Ｓ
文章 编 号 ：０ ２—１ ２ （０ ６ ０ —０ ２ —０ １０ ７ ８ ２ ０ ）６ ０ ９ ４
造 了育种材 料和研 究 平 台。现 对这一 课题 的研 究
ａ从 种质 资源 中大规模 发掘 重要农 艺性 状 的 、 有 利 遗传 变异 ， 括 隐 蔽 的遗传 变 异 。ｂ 最 大可 包 、 能 地发现 和研究 种质 资源 中影响 重要农 艺性 状 的 有利 等 位 基 因／ Ｌ， 同 步 将 这 些 有 利 基 因／ ＱＴ 并 ＱＴ Ｌ导 人到 优 良的 遗传 背景 中 去 。Ｃ 构 建 以优 ， 良水 稻 品种遗传 背景 为基础 的大批 近等基 因导入
基 金 项 目 ． 业 部 ９８项 日全 球 水稻 分 子 育 种 计 划 ； 家科 技 部 ／ ６ 农 ４ 国 ８３重 大专 项 （ ０２ ２ ７ ２０ ＡＡ ０ ） 作 者 简介 ： 秀 芳 （９ ５ ， ， 马 １７ 一） 女 甘肃 天 水 人 ， 士 ， 理 研究 员 ， 事水 稻 生物 技 术 及 育种 研究 。 硕 助 从
进展作 以简 要概述 。
１ 水稻 分 子 育 种 课 题 背 景 介 绍
１ １ 水稻 分子育 种 的定义 ．
系作为分 子育种 的材 料平 台。ｄ 建立 优 良水 稻 品 ． 种 遗传背 景下 的农 艺 性状基 因 ／ Ｌ表 达 的基 因 ＱＴ
型（ 分子标 记 ） 和表 型 的数据 库 。ｅ 培 养新 一代 的 ． 水 稻分子 育种家 。
规模有 利等 位基 因 的发 现 （ｌ ｌ ｎｎ ） 其 相 ａ ｅ ｃｍｉｉｇ 及 ｌｉ
ａ 优 良 轮 回 亲 本 基 因 库 （ ｌｅ ｇｎ ｏｌ ． ｅｉ ｅ ｅ ｐｏ， ｔ Ｅ Ｐ Ｇ ）为来 自 １ ４个亚洲 国家 的 ５ ７个 大 面积 推 广
关 遗传信 息 累积 、 和在 此 基 础上 的 大规 模 分 子标 记辅 助聚合 育种 和转 基 因育 种 （ 分子育 种过 程 ） 进 行完全 的整合 ， 到高 效 率 持续 培 育能 适应 我 国 达 不 同生态 区域 且 在 产 量 、 定性 及 品质 上 都 有显 稳
著提 高的水 稻优 良新 品种或 杂 交种新 组合 。
１ ２ 水稻 分子育 种 的育种 目标 和技 术路线 ．
１ ２． 总 体 目标 ． １
ａ．
水稻 良种 或 杂 交 稻 组 合 的 亲 本 。ｂ 供 体 基 因 库 ，
（ｏ ｏ ｅ ｅ ｏ ｌ Ｄ Ｐ 为来 自全世 界 ３ ｄｎ ｒ ｎ ｏ， Ｇ ） ｇ ｐ ４个 水 稻 种 植 国的 １６份水 稻 核 心种 质 资源 ， 括 当地 的 ４ 包
推 广 良种 、 农家 品种 、 殊育 种材 料等 。这些供 体 特
亲本 在来 源、 适应 区域 和 农艺 性 状 上 与 轮 回亲 本 库 互 补 。总 之 ， ＧＰ和 Ｄ Ｐ包 含 了水 稻 初 级 库 Ｅ Ｇ
中很 大一部 分 的遗 传 变 异 ， 因而 可认 为 是有 代 表
性 的核心 种质样本 。 １ ３ ２ 优 良基 因的 导入与 聚合 ．．
１ ３ 水稻 分子 育种 的技术 路线 ．
１ ３． 亲 本 材 料 ． １
水稻分 子育种 可 以定义 为 一个全 国性 的育种
协作 网以及 技术 和材 料的平 台 。在这样 的平 台上 或协作 网中 ， 大规 模 的 回交育 种 、 种质 资源 中有 利
基 因的深层发 掘 、 格 和准 确 的 目标 性 状选 择 等 严 （ 规育种 过程 ） 基 因流 向 的分 子 标 记跟 踪 、 常 与 大
关键 词 ： 稻 ； 复 系 ； 子 育 种 粳 恢 分
中 图 分类 号 ： ５ １ ２ ￥ １ ． ２ 文 献 标 识码 ： Ａ
辽宁 省稻 作 研究 所 于 ２ ０ ０ ０年开 始 了 以杂交
要 农艺性 状 的等 位 和 非 等 位基 因／ 【 ． 立 ＱＴ 建 。Ｃ
不 同水 稻分子育 种 的材料 、 信息 和技术 平 台。

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水稻基因功能和分子育种的研究进展

水稻基因功能和分子育种的研究进展

水稻基因功能和分子育种的研究进展随着人口的不断增长，粮食的需求也在不断上升。

在如何提高粮食产量方面，农业科技的作用一直是不可忽视的。

在水稻栽培中，遗传改良一直是一个重要的研究方向，因为水稻是许多人的主要粮食来源。

基因功能和分子育种的研究，为实现高产优质水稻的目标提供了新的追求。

本文将介绍水稻基因功能以及分子育种的研究进展。

一、基因功能的探究从人类基因组计划开始，基因测序和基因功能的研究已经成为了整个生命科学中必不可少的一个领域。

在20世纪60年代，稻米开始成为基因改良的对象，并成为一些实验室的研究人员的关注点。

当然在那个时候，还不可能进行广泛的基因测序和分析，因为许多必要的技术和工具还未被发明。

因此，在这个时候，探究基因功能的方法主要是基于随机诱变的筛选设计，以及与整合数据库时代相比更为原始的生物学技术。

但在1980年左右，技术进步和计算能力的提高使得基因测序变得越来越容易。

导致研究集中在了单基因疾病的研究中，同时，在水稻的研究方面，也以此为基础。

因此，对非许多基因的功能进行长期研究成为了一种必要的选择。

大多数的研究的结果都是基于遗传改良领域从其他的研究中已经被证实的方案转移到水稻种植中。

随着时间的推移，基因功能研究的技术也不断改进和更新，不断产生更新的重大成果。

遗传变异测序成为一个更加完善的方法和工具，可以进一步帮助我们精细化地了解基因与染色体交互作用，以及它们在实现遗传多样性和发展中的作用。

二、分子育种的应用分子育种的研究是栽培优化的积累了长期的基础，分子育种要比传统的育种方法更准确和可靠。

创造变异体只是育种的第一步，如何确定抗性基因、环境适应性、产量等性状就成了育种的多步骤。

由于分子生物学和基因组学的不断发展，现代育种与传统的育种方法已经大有不同。

与传统育种方法相比，分子育种可以更快，更容易关注种植与植物物质代谢关系的生物过程。

另外，现代分子育种将农业生产和技术处理的素材提供给了第二个生产阶段。

水稻染色体片段代换系群体的构建及应用研究进展

水稻染色体片段代换系群体的构建及应用研究进展

水稻染色体片段代换系群体的构建及应用研究进展徐建军,梁国华*(扬州大学,江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点/植物功能基因组学教育部重点实验室,江苏扬州225009)摘要 定位和克隆水稻重要农艺性状QTL ,是水稻功能基因组学研究的重要方向,是分子标记辅助选择选育高产、优质、多抗水稻新品种的重要基础。

染色体片段代换系是进行QTL 分析的理想材料。

介绍了水稻染色体片段代换系群体的构建原理,综述了其构建及应用研究进展,并对其研究方向进行了展望。

关键词 水稻;染色体片段代换系;构建;应用;进展中图分类号 S 511 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2011)04-01935-04R esearch Progress of Constructi on a nd Applicatio n of R i ce (Or yza sati va L .)Chro mos o m e Seg men t Substituti on L i nes XU Jian -jun et al (Ji ang s u K ey Laboratory of CropG enetics and Physi o l ogy /K ey L aboratory o f theM i nistry ofEducati on for P lant Functi on -a lG enom i cs ,Y ang z hou Un i versit y ,Y angz hou ,Ji angs u 225009)Abstract The fi ne m apping and cl oni ng quantitati ve tra it loc i (QTL s)res ponsi b l e for traits of agrono m i c m i portance i n rice i s kno wn as the most general stategy i n pl ant genom ics and prov i des a f ounda ti on t o select new rice vari e ties whit h h i gh y i e l d qua lity ,resistance via marker -as -sisted selecti on (MA S)i n rice breedi ng prog ra m s .Chro moso m e segment substituti on li nes(CSSLs)are one o f t he most po w erful too ls for the det ecti on and prec i se mappi ng ofQTL s .I n t h i s paper ,t he pri nci p l e of deve l op i ng t he CSS L swas descr i bed ,t he research progress of consturcti on and applicati on was rev i ewed ,and the pros pectwas discussed .K ey words R i ce ;Chromoso m e seg m ent s ubstit uti on li nes(CSSLs);Constructi on ;Applicati on ;Progress基金项目 国家重大基础研究发展规划项目(2005CB120807)。

我国水稻种质资源创新研究与利用进展

我国水稻种质资源创新研究与利用进展

植物遗传资源学报 2024，25 （4 ）：495-508DOI：10.13430/ki.jpgr.20231029001 Journal of Plant Genetic Resources我国水稻种质资源创新研究与利用进展杨德卫1，张海峰2，余文权3（1福建省农业科学院水稻研究所，福州 350019；2福建省农业科学院资源环境与土壤肥料研究所，福州 350000；3福建省农业科学院茶叶研究所，福州 350000）摘要：农业种质资源主要包括农作物、畜禽、农业微生物和药用植物等种质资源。

截止到2023年，我国保存的作物种质资源有超过54万份，其中有8万多份是水稻种质资源，如何对这么庞大的水稻种质资源进行精确评价与利用，这将对今后水稻种质创新与育种具有重要意义。

本文梳理了我国水稻种质资源收集、评价与精确鉴定、水稻新品系创制、水稻杂种优势利用、水稻种质创制新技术、新方法以及水稻优异基因资源的挖掘与利用等方面的进展，并归纳形成了水稻种质资源创制与利用的新模式。

最后，本文就当前水稻核心种质构建、种质资源鉴定与挖掘以及种质资源共享共赢机制等方面的问题进行了探讨，并就如何加强专用型核心种资的构建、种质资源的精确鉴定、种质资源的创新研究、种质资源的共享机制以及种质资源的合作交流进行了分析与展望，以期为进一步深入开展水稻种质资源鉴定评价与创新利用提供一定的参考和帮助。

关键词：水稻；种质资源；创新；利用；基因Progress on Innovative Research and Utilization of RiceGermplasm Resources in ChinaYANG Dewei1，ZHANG Haifeng2，YU Wenquan3（1Rice Research Institute， Fujian Academy of Agricultural Sciences， Fuzhou 350019；2Institute of Resources， Environment and Soil Fertilizer， Fujian Academy of Agricultural Sciences， Fuzhou 350000；3Tea Research Institute，Fujian Academy of Agricultural Sciences， Fuzhou 350000）Abstract：Agricultural germplasm resources mainly include crops，livestock and poultry，agricultural microorganisms and medicinal plants. There are 134，000 crop germplasm resources preserved in China， among which 74，000 are rice germplasm resources. How to accurately evaluate and utilize such huge rice germplasm resources is of great significance in rice germplasm innovation and breeding. In this paper，we reviewed the progress in collection，evaluation and accurate identification of rice germplasm resources，creation of new strains of rice，utilization of heterosis of rice，new techniques and methods of rice germplasm creation，and exploration and utilization of excellent genetic resources of rice，and summarized a new model of rice germplasm resource creation and utilization. Finally，this article discussed the current problems of rice core germplasm construction， germplasm resources identification and mining， and germplasm resources sharing and win-win mechanism. At the same time，we analyzed and prospeced how to strengthen the construction of specialized core seed resources， the accurate identification of germplasm resources， the innovative research of germplasm resources，the sharing mechanism of germplasm resources and the cooperation and exchange of收稿日期：2023-10-29 修回日期：2023-12-06 网络出版日期：2023-12-19URL： https：///10.13430/ki.jpgr.20231029001第一作者研究方向为水稻优异基因挖掘与利用，E-mail：***************通信作者：余文权，研究方向为茶树资源利用与茶文化，E-mail：****************基金项目：福建省农业高质量发展超越“5511”协同创新工程（XTCXGC2021019）；院平台提升建设项目（CXPT20230003）；院东西部合作项目（DKBF-2024-12）Foundation projects：Fujian Agricultural High-quality Development Beyond the "5511" Collaborative Innovation Project （XTCXGC2021019）；Institute Platform Upgrading Project （CXPT20230003）； The College's East and West Cooperation Project （DKBF-2024-12）植物遗传资源学报25 卷germplasm resources， in order to provide some reference and help for further development of the identification，evaluation and innovative utilization of rice germplasm resources.Key words：rice；germplasm resources；innovate；utilization；gene农业种质资源又称遗传资源、基因资源，是指一切对人类具有实际或潜在利用价值的遗传材料［1］。

中国杂交水稻的成功经验

中国杂交水稻的成功经验

一、引言杂交水稻是现代农业科技的重大成就之一。

1964年，袁隆平受一株具有显著杂种优势的天然杂交水稻的启发，率先在籼稻中开展雄性不育的研究，并于1966年首次报道“水稻的雄性不育性”，提出雄性不育系、保持系和恢复系“三系”配套利用水稻杂种优势的育种设想，开启了中国杂交水稻研究的序幕。

之后，相继研究成功了三系法和两系法杂交水稻并大面积推广应用，不仅为我国粮食安全作出了重大贡献，而且为水稻等自花授粉作物具有杂种优势提供了有力佐证。

中国杂交水稻经过50多年的创新发展，成为了世界农业发展史上一道靓丽的风景线。

本文客观、系统、全面地回顾并解读了杂交水稻发展历程中的重大事件，可作为一部杂交水稻发展简史呈现给读者。

二、杂交水稻概述杂交水稻分为三系法、两系法和一系法三个战略发展阶段，朝着应用方法由繁到简、效率越来越高、优势水平由品种间到亚种间，甚至远缘杂种优势越来越强的方向发展。

三系法是通过细胞核质互作雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系的“三系”配套实现杂种优势利用的方法。

雄性不育系为生产大量杂交种子提供物质基础，保持系用于繁殖不育系，恢复系用于给不育系授粉来生产雄性恢复且有杂种优势的杂交水稻种子[图1（a）]。

中国三系法杂交水稻于1973年成功实现“三系”配套，是水稻杂种优势利用的经典方法。

“三系法籼型杂交水稻”于1981年获中国国家技术发明奖特等奖。

图1 三系法（a）和两系法（b）杂交水稻示意图两系法是指只需不育系和恢复系进行杂种优势利用的方法，最为成功的方法首推光温敏核雄性不育（photo-thermo-sensitive genic male-sterile, PTGMS）系。

光温敏核雄性不育系在长日照高温下表现雄性不育，在短日照低温下表现可育，在不育期内制种，在可育期内自交繁殖不育系，同时不需要保持系[图1（b）]。

两系法杂交水稻是中国独创的农业科技成果，于1995年研究成功，当前年种植面积占杂交水稻品种的50%以上。