全國(guó)首個(gè)多倍體水稻育種技術(shù)在武漢研發(fā)成功,這項(xiàng)技術(shù)將使現(xiàn)有水稻畝產(chǎn)提高20%,還將使大米蛋白質(zhì)含量提高30%,3年內(nèi)這種“超級(jí)大米”將走向市民餐桌。與轉(zhuǎn)基因技術(shù)不同,多倍體水稻的生物安全性好,它是水稻基因組的加倍和重組,不涉及生物安全性評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)。
多倍體水稻將是繼袁隆平院士多年培育的“超級(jí)稻”之后,又一具有突破性的“水稻革命”。對(duì)此,袁隆平稱(chēng):“水稻今后要取得大幅度增產(chǎn)突破,多倍體水稻的應(yīng)用前景十分廣闊?!?/span>
近20年研究突破技術(shù)瓶頸
湖北大學(xué)、武漢市農(nóng)科院近日聯(lián)合舉辦新聞發(fā)布會(huì)宣布:一項(xiàng)原創(chuàng)性育種新途徑———多倍體水稻育種實(shí)現(xiàn)重大技術(shù)突破。
本月底,包括袁隆平、謝華安、傅廷棟、朱英國(guó)等4位院士在內(nèi)的國(guó)內(nèi)種業(yè)“大咖”將聚首武漢,以“多倍體生物育種與創(chuàng)新”為主題研討多倍體生物育種技術(shù)。
水稻是最主要的糧食作物之一。20世紀(jì)后半葉,我國(guó)水稻育種取得了舉世矚目的成就,但目前面臨高產(chǎn)徘徊局面,亟待探索新的育種技術(shù)途徑。多倍體育種被認(rèn)為是一個(gè)重要發(fā)展方向。
1933年,日本人率先發(fā)現(xiàn)野生多倍體水稻,但結(jié)實(shí)率低,國(guó)際多倍體水稻研發(fā)一直進(jìn)展緩慢。
從1999年開(kāi)始,湖北大學(xué)教授蔡得田與袁隆平、湖北省農(nóng)科院研究員盧興桂在國(guó)內(nèi)率先提出多倍體育種新戰(zhàn)略:利用遠(yuǎn)緣雜交和多倍體雙重優(yōu)勢(shì)進(jìn)行育種,在雜交稻產(chǎn)量達(dá)到極限條件下,實(shí)現(xiàn)水稻產(chǎn)量和質(zhì)量的倍數(shù)提高。
蔡得田研究團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)近20年研究,將多倍體水稻育種理論成功應(yīng)用于品種選育,解決了多倍體水稻從實(shí)驗(yàn)室到試驗(yàn)田、再到大田種植過(guò)程中一系列理論和技術(shù)難題。
2015年,蔡得田研究團(tuán)隊(duì)選育的多倍體水稻結(jié)實(shí)率達(dá)到85%,突破了結(jié)實(shí)率低的技術(shù)瓶頸。目前,該團(tuán)隊(duì)已篩選出一大批育種新材料,其中20個(gè)品系具備進(jìn)入?yún)^(qū)域試驗(yàn)的條件,并有2個(gè)品系計(jì)劃申報(bào)省級(jí)品種區(qū)試,可進(jìn)入?yún)^(qū)域試驗(yàn)的水稻多倍體品系綜合經(jīng)濟(jì)性狀均顯示出明顯優(yōu)勢(shì)。
米粒大一倍、畝產(chǎn)超千斤
當(dāng)天,蔡得田帶來(lái)一把普通稻米和一把試驗(yàn)田里種出來(lái)的多倍體稻米,記者看到后者的米粒明顯大一倍。
“每千粒普通大米重18至20克,每千粒多倍體大米則重36至60克,而且多倍體大米的蛋白質(zhì)含量比一般二倍體稻米高36.7%?!辈痰锰镎f(shuō),未來(lái)3至5年,多倍體水稻育種將走完“最后一公里”。他們將重點(diǎn)完善2至3個(gè)多倍體水稻品系選育,并進(jìn)行多地區(qū)、多地點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)試驗(yàn),最終選育出1至2個(gè)經(jīng)濟(jì)性狀優(yōu)勢(shì)明顯且種性穩(wěn)定的新品種。
多倍體指的是個(gè)體細(xì)胞中含有3套或3套以上染色體。蔡得田解釋?zhuān)壳捌毡榉N植的水稻,包括超級(jí)雜交水稻,都是二倍體,即含有2套染色體。多倍體水稻育種不同于傳統(tǒng)二倍體水平下的常規(guī)育種或雜交水稻育種,是基于植物進(jìn)化原理,利用染色體加倍技術(shù)將二倍體水稻的整個(gè)基因組加倍,形成多倍體水稻,并通過(guò)一系列的生物技術(shù)手段培育形成多倍體水稻新品種的育種方式。
蔡得田表示,與轉(zhuǎn)基因技術(shù)不同,多倍體水稻的生物安全性好,它是水稻基因組的加倍和重組,不涉及生物安全性評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)。由二倍體形成多倍體是植物進(jìn)化的主要趨勢(shì),多倍體較二倍體有更大的果實(shí)種子、更強(qiáng)的抗逆性和適應(yīng)性。
目前,蔡得田研究團(tuán)隊(duì)培育出的多倍體水稻,米粒大、米質(zhì)優(yōu),千粒重比二倍體水稻重60%,單位產(chǎn)量與二倍體雜交稻相比增產(chǎn)10%至15%,畝產(chǎn)超過(guò)1000斤。
(本報(bào)武漢9月21日專(zhuān)電)
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