水稻分子育种的研究与进展

水稻基因发掘与基因/分子育种

武汉大学 章志宏

（2010年1月13日，根据录音整理）（整理者：许宏广）

前言：

我很高兴到这里来，首先，包括我们袁总，既是我的大哥，也是我在农业厅的同事，非常感谢袁总提供给我这么一个学习的机会。

今天就结合我的工作和大家做个交流。大家呢，在座的人跟生产实践更紧密点，所以我也经常往袁总这里跑，我就是希望更多的了解和学习到更多的一些第一线实践上的知识。

今天我讲的重点呢，主要还是跟我们专业有关。因为之前我跟昨天讲的刘教授他打过电话，咋讲呢？我说如果讲我们专业的，他们好多听不懂，就白讲了；但是如果说讲大家听得懂的，那大家都是专家，我是学生。所以我跟他讨论，那就讲大家听得似懂非懂的，最后大家能够通过考试。

那么我想通过几方面来讲。刚才提到了刘教授已经讲的这个部分，我就简单的提一下，复习一下。为什么呢？因为基因的发掘与育种，重点是实际上用分子标记技术，所以这个分子标记技术在育种应用上是个很重要的一项很实用的技术。所以呢要提一下。那么重点的讲详细点就是这两个部分。一个是稻瘟病其抗病性和抗病基因的发掘。那么这个呢是我们目前正在做的一项工作，大家比我更了解。

一．近20多年来中国水稻育种的探索

1、中国水稻生产的发展

中国水稻的生产和发展，这个大家可能比我更了解。主要是三个时期，一个是解放初期的恢复期。那么这个时候水稻单产的年平均增长率呢在百分之四点几，最主要的是在61年到84年，24年所谓的黄金增长期。那么这个时候呢，连续24年水稻的单产平均年均增长率在百分之四点几。那么从84年后，我这里显示的是到94年，这个期间水稻单产的年增长值都是百分之零点零几。

那么从这个图片来看呢，这个前面是黄金增长期，这个斜率是很大的，好那么从84年之后呢斜率就变平了，甚至于呢到94年之后呢，那么是有增有减的，那么尽管在这个时期还有所谓的超级稻的发展，实际上呢我们的单产水平并没有提高。也就是说从84之后那么我们水稻生产的单产水平是处在一个徘徊期的。

国内外水稻育种研究现状

水稻是我国的主要经济作物，也是全球重要的粮食作物之一、为了提高水稻的产量和品质，水稻育种研究一直是科学家们关注的重点。在国内外，水稻育种研究取得了一系列重要的进展和成果。

在国内，水稻育种研究面临的主要问题是如何提高水稻的产量和抗病性。一方面，通过培育优良品种和选种技术的应用，中国水稻的品质和产量得到了显著提高。例如，通过选育高产优质的超级杂交稻品种，中国水稻产量从上世纪70年代的2000万吨增加到了目前的2.5亿吨。另一方面，水稻病虫害是影响水稻生产的重要因素之一、国内研究人员通过遗传育种、分子标记辅助育种等方法，培育出多个抗病虫品种，如抗白叶枯病水稻品种“广光278”和抗稻纵卷叶螟杂交水稻“无锡优香1号”，有效提高了水稻的抗病虫性能。

在国外，水稻育种研究主要集中在提高水稻的适应性和品质方面。由于气候变化和土壤质量的差异，不同地区对水稻的要求也不尽相同。国外研究人员通过采用传统育种和基因工程技术，培育出了一批适应不同环境条件的水稻品种。例如，在非洲，在干旱和高温条件下生长的水稻品种的研究取得了重要进展。此外，国外研究人员还积极探索提高水稻品质的研究方向。他们通过改良米粒的形状、颜色和口感等特性，提高了米的食用价值和市场竞争力。

总的来说，国内外的水稻育种研究都取得了显著的成就。国内的研究主要侧重于提高水稻的产量和抗病性，而国外的研究则更加注重提高水稻的适应性和品质。然而，值得注意的是，随着全球气候变化和人口增长的压力加大，水稻育种研究面临着新的挑战。未来，水稻育种研究需要更加注重提高水稻的适应能力，探索新的育种方法和技术，并加强国际合作，共同应对全球粮食安全的挑战。

项目名称： 水稻高产、优质等重要性状的分子机制和设计育种研究

首席科学家： 薛勇彪 中国科学院遗传与发育生物学研究所

起止年限： 2011.1至2015.8

依托部门： 中国科学院

二、预期目标

1、本项目的总体目标：

通过项目的实施，保持和提升我国在水稻基因组和分子育种研究的国际地位和竞争力，加强我国农业科技自主创新能力，培养和造就一批高水平的水稻科学研究的专门人才，建立我国水稻分子改良的理论和技术体系，指导水稻品种的分子改良。

2、五年预期目标:

克隆50个左右的水稻重要功能基因，阐明3－5个重要农艺性状控制的分子机理，获得具有重要应用前景的功能基因专利25项，发表高水平论文100篇左右;建立高效水稻杂交育种和分子育种体系，培育一批具有重要应用前景的遗传改良品系和有重大应用前景的分子改良品种1-2个。

三、研究方案

1）学术思路：

针对我国水稻生产中迫切需要解决的高产、优质和抗逆等问题，本项目以重要农艺性状为对象，综合应用分子遗传学、发育生物学、生物化学和功能基因组学等多学科交叉的手段，研究水稻株型、育性、种子形成，淀粉代谢调控和光温胁迫应答的分子机理，克隆鉴定相关的关键基因并阐明其功能，为解决我国水稻优良品种培育中的重大理论和技术问题提供创新性研究成果。

2）技术途径：

本项目将根据研究任务和目标，充分利用已有的水稻基因组和功能基因组研究的资源和信息平台，主要以遗传学、分子生物学、发育生物学、生物化学和功能基因组学等为主要研究手段，开展水稻株型、育性、种子形成，淀粉代谢和环境胁迫等主要农艺性状的分子控制机理的研究。采用的主要研究路线有四个：第一，重要功能基因克隆及其作用网络的研究；第二，重要农艺性状的功能基因组研究；第三，杂交育种技术的改良和完善；第四，重要农艺性状的分子设计和改良。通过发挥我们已有研究工作基础以及研究队伍的技术特点，阐明水稻重要农艺性状分子控制的机理，为分子改良和设计重要农艺性状奠定理论和技术基础，推动我国育种科学的可持续发展，并对解决重要的植物科学中复杂性状调控的问题做出贡献。

水稻育种技术的研究

水稻是我国人民的主要粮食作物之一，其栽培历史可追溯到数千年前的黄河流域。如今，随着国家现代化进程的加速，对于水稻生产高产、多产的要求也越来越高。针对这种情况，水稻育种技术已经成为当前科学研究领域中的一个热门话题。本文将探讨水稻育种技术的研究进展及未来的展望。

一、水稻育种技术的历史

自20世纪50年代以来，人们开始了解水稻育种技术，这项工作在20世纪60年代迅速发展。水稻育种技术涉及到各个方面的学科，例如生物学、农学、化学等等。通过栽培新的高产高效的水稻品种，可以为我国的农业生产提供更多的帮助，带来更好的社会效益。

二、水稻育种技术的现状

近年来，我国在水稻育种技术方面已经取得了许多重大的成果。例如利用分子生物学技术对水稻基因进行研究，开发出可耐受低温和干旱的新品种。此外，人工智能技术也为水稻育种带来了新的突破。通过使用计算机模型进行水稻育种，可以大大缩短研究周期，并提高精度和效率。

三、未来的展望 随着科学技术的不断发展，未来水稻育种技术也会不断更新。例如针对日益严峻的气候变化，将会开发出更加相应的高温耐性、干旱耐性和抗病性的品种。同时，将会探索出更优秀的基因编辑工具，为水稻育种提供更广的应用范围。

四、水稻育种技术的意义

水稻育种技术对于多方面的意义十分重大。通过改良水稻品种的产量和品质，可以提高我国的粮食自给率，从而保证粮食供应的稳定性。同时，水稻育种技术的发展还可以增加农民的收入，提高农业生产的经济水平。值得一提的是，水稻育种技术还可以使我国的农业产业更加现代化，向着更加社会化和高效化的方向发展。

综上所述，水稻育种技术的研究目前正处于一个高速发展的阶段，其意义和贡献不可低估。通过持续的研究和发展，相信未来水稻育种技术一定会实现更重大的突破。