东北地理所在解码东北水稻育种史,助力水稻精准设计育种取得新进展
东北稻区是我国最重要的优质稻米产区,黑龙江省是我国最大的水稻种植区和商品粮区。东北地区水稻在抽穗期、耐冷性、抗病性、食味品质、抗倒伏性等关键性状的选择和改良,使其能够适应高纬度环境并产出优质的大米。但目前育种手段多是基于传统经验育种,从全基因组层面解码东北稻区经验育种规律,建立基础诠释模型,将为水稻分子设计育种提供范本和指导,在创新育种技术、加速育种进程和保障我国优质稻米生产方面具有重要的实践理论和意义。
2023年2月9日,中国科学院遗传与发育生物学研究所储成才团队、李家洋院士团队和中国科学院东北地理与农业生态研究所卜庆云团队等合作在《NationalScienceReview》发表了题为“GenomicDecodingofBreedingHistorytoGuideBreeding-by-DesigninRice”的研究论文,团队成功构建了我国东北稻区经验育种史的分子诠释模型,归纳并验证了该地区不同时期水稻育种规律及未来趋势。
图1.东北地区水稻亚群演变及关键QTL或籼稻渗入片段
同时,李家洋院士团队利用分子设计育种,培育了的“中科发”系列水稻品种,其中代表性品种“中科发5号”已成为黑龙江省与吉林省的主栽品种。通过对中科发5号进行解析,发现其优异等位基因组合与上述分析所揭示的东北地区品种选育趋势高度契合,是全基因组设计育种的一个绝佳例证。
这项成果全面解析了中国东北地区水稻遗传结构和育种关键位点,揭示了经验育种反馈在基因组上的普遍规律,为东北水稻品种的全基因组设计育种提供参考依据和范例,有望进一步推动水稻分子设计育种的完善和实施,并为其它作物经验育种史的解析和分子设计育种研究提供参考。
论文信息
ZhuoChen#,QingyunBu#,GuifuLiu#,MaoqingWang,HongruWang,HuazhaoLiu,XiufengLi,HongLi,JunFang,YanLiang,ZhenfengTeng,SaiKang,HongYu,ZhukuanCheng,YongbiaoXue,ChengzhiLiang,JiuyouTang*,JiayangLi*,ChengcaiChu*.(2023)Genomicdecodingofbreedinghistorytoguidebreeding-by-designinrice,NationalScienceReview,nwad029.