水稻育种新途径的探索
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大地撒金,秋风送爽。
新乡市远缘分子育种中心为了进一步完善远缘分子操作新技术,快出品种,出好品种,尽快为农业生产服务,9月27日,该中心在美丽的小冀镇京华宾馆召开了“新乡水稻远缘分子育种观摩暨研讨会”。这次会议得到了新乡市政府和老科协领导的高度重视和大力支持。来自中国农科院、北京大学、省农业厅、省科技厅、河南农科院、河南农大、河南师大、河南科技学院以及新乡市、县的有关领导、专家参加了会议。
传统的育种技术已为培育水稻新品种做出了巨大贡献,并对品种潜力进行了充分挖掘,因此近十年水稻产量徘徊不前。目前转基因育种未见新的突破,且安全问题是人们议论的焦点。在这种困境下,新乡市远缘分子育种技术中心利用远缘分子操作方法,将玉米DN段直接导入水稻,培育出一批强优势、超常规的新种质、新品种。
上午9时,与会代表首先来到了河南丰源种子有限公司科技创新园,观摩了远缘分子育种创造的300多个新材料、新种质。河南丰源种子有限公司董事长孙彦常研究员向专家们做了现场汇报,并介绍了水稻远缘分子育种的进展情况。在河南丰源种子有限公司的试验田里,水稻两米多高像玉米、又宽又长的叶子像玉米、丰富的气生根像玉米、直立紧凑的穗型像玉米、大而饱满的籽粒更像玉米。在看到单株产量达到250克的水稻新类型时,来自中国农科院、河南省农科院等地的50多名专家,其喜悦之情溢于言表;当看到植株健壮、优势明显、长势喜人、变异丰富、具有重大潜力的新材料,基本稳定的有重大应用价值的新品系时,专家们在惊奇之余不住地啧啧称赞……
接着,与会人员通过观看幻灯听取了中心主任姬生栋教授关于水稻远缘分子育种的详细汇报。这种抗倒伏能力强、抗病虫害能力强而且超高产的水稻新品系是由河南师范大学生命科学学院和新乡市河南丰源种子公司联合组建的新乡市远缘分子育种工程技术研究中心培育的。中心运用生物远缘大分子转移技术,不使用容易产生有害物质的介导载体,采取种质细胞原位导入的方法,成功地把玉米的DN段导入水稻,使水稻发生了丰富的有利于提高抗性和产量的变异。“受体稻”是该中心通过多次田间试验优选的具有高抗、高产、米优的种质资源之一。
下午,各位专家对上午在河南丰源种子有限公司科技创新园观摩的新种质、新品系和观看幻灯片的内容进行了研讨。与会专家畅所欲言、各抒己见,对新乡市远缘分子育种工程技术研究中心开展的水稻、玉米远缘分子育种新技术研究给予充分肯定和高度评价。大家一致认为,远缘分子育种技术方法独特、安全可靠、效果明显,解决了常规育种、转基因育种亟待解决而未能解决的问题。该技术具有创新性,为水稻产量再上新台阶带来了希望。他们期待着该中心于近期能育出一批有应用价值、具有特异性状的新种质或高产、优质、多抗新品种。
来自中国农科院水稻育种研究室的研究员冯瑞英、王淑敏和中国老科协常务副会长刘新泉、北京大学教授李俊杰等与会领导、专家对该项工作给予了充分肯定,对新乡远缘分子育种工程技术研究中心的工作给予了研究思路的引导;对该中心主任姬生栋教授、副主任孙彦常研究员、王桂凤高级农艺师研究的成绩给予了高度赞誉,认为这是水稻育种的新途径,是农业生产得以有质的提升的科学探索之路。该项技术是国内外科学家关注的课题,作为粳稻区育种先进地区的新乡,在这项工作中走到了全国研究前列,是可喜可贺的一件大事。
专家们还对育种工作提出了宝贵意见,希望课题组进一步完善技术,快出品种,多出品种,加快推广;同时加深理论研究,搞清机理,尽快为农业生产服务,为农民增收、农业增效做出新贡献。同时,专家们呼吁各级政府对研究工作给予大力支持。
研讨会由新乡市原市委副书记、新乡市老科协协会主席茹银格主持。中国新闻社、河南日报农村版、河南科技报、农家参谋种业大观杂志社、新乡电视台、新乡日报等媒体记者对这次会议给予了报道。
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在人们对当前转基因水稻安全性担心之时,这一研究数据给水稻分子育种带来新的思路。水稻远缘分子操作品种创制技术,不用载体,不需要人工进行DNA重组,是将的玉米或谷子或高粱等作物DN段直接导入水稻,获得新的变异材料,所创造的水稻新种质不存在当前转基因水稻人们担心的安全性问题。
水稻远缘分子操作品种创制技术,解决了远缘杂交生殖隔离问题,使得远缘物种的优良基因能够被水稻接受,拓宽了水稻遗传基础,表现出更强的杂种优势,为水稻生产再上新台阶开辟了新途径。
水稻育种的实践证明,育种技术的突破和种质资源的创新直接关系到新品种的选育。杂交水稻的成功虽使我国的水稻产量达到了一个较高的水平,但由于种质资源的限制,多年来我国的水稻产量水平又处于徘徊局面。生物远缘大分子转移技术,其本质是实现DN段(QTL)的直接转移,不需要载体的介导,既避开了目前转基因技术的生物安全性问题,又打破了物种间的生殖隔离,克服传统的远缘杂交不亲和性。并且一次能转入多个DN段,是有效利用远缘物种优势基因,创造水稻优异新种质的有效手段。
河南师范大学水稻分子育种研究室经过十多年的研究,用本研究室建立的水稻远缘大分子操作技术,成功地将玉米DNA导入水稻,获得了一批具有玉米遗传特征的新型水稻变异材料,如株高达2米以上、具有玉米气生根、强生长势、叶片长达1米左右等。在研究过程中,该中心袁召研究生在两个具有玉米气生根、高杆遗传特征的水稻变异材料中分别找到了两条玉米DNA序列,与玉米DNA的匹配率分别达到100%和97%。经过王知丰研究生的进一步验证,证明这一发现是正确的。这一研究成果为水稻远缘分子操作技术提供了分子证据。
河南师范大学与新乡市农科院、河南丰源种子有限公司合作,用远缘分子操作技术,将玉米DNA导入水稻,创造出了一批生产潜力巨大的新型水稻材料。这些新型水稻材料有望在近两年应用于生产中。2010年,水稻远缘分子操作品种创制得到了河南省水稻重大科技专项资助。
2009年,在河南师范大学与河南丰源种子有限公司合作的基础上,成立了新乡市远缘分子育种工程技术研究中心,为水稻远缘分子育种建立了技术平台。