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通博游戏下载官网:【记录中国】中国农大小麦抗病优质耐热基因发掘与利用国际并跑

小麦是我国第二大口粮作物。随着全球气候变暖和极端高温频发,通博游戏下载官网:高温胁迫已成为影响我国乃至全球小麦生产的主要非生物逆境因素之一,严重年份可导致小麦减产三分之一以上。培育耐热品种是应对全球气候变化、确保小麦高产稳产的最有效途径,也是世界各国当前研究的焦点和难点。中国农大农学院孙其信教授团队围绕小麦耐热品种培育中的种质资源筛选、基因挖掘及其育种利用等瓶颈问题,经过28年的持续研究,实现了从鉴定体系、基因挖掘、材料创制到耐热新品种培育的全面创新。主要包括:




一是创立了高效精确的小麦耐热性三级评价体系,筛选出117份有重要育种利用价值的耐热种质资源,有效地解决了耐热资源家底不清和难以准确鉴定的问题。采用细胞膜热稳定性等生理指标进行苗期室内快速筛选、通过分期播种实现对资源的田间高通量评价、借助人工升温处理进行灌浆期精准鉴定,实现了小麦耐热性鉴定的规模化、准确化和实用化。利用该体系率先完成了代表全球不同地域的1353份小麦材料的耐热性评价,筛选出117份优异耐热小麦资源,作为耐热性遗传改良的核心亲本给国内10家育种单位利用。


二是发掘了27个小麦耐热关键QTL/基因,开发了15个紧密连锁的分子标记,驱动了小麦耐热分子育种技术的创新与发展。率先利用小麦染色体代换系对耐热基因进行了染色体定位研究,发现3A、3B等染色体携带耐热主效基因位点,开创了小麦耐热遗传研究的先河;采用QTL定位策略发掘出15个耐热关键QTL,并开发了与之紧密连锁的分子标记,扭转了小麦耐热分子标记匮乏的局面;鉴定出12个具有耐热功能的重要基因,是国际上鉴定小麦耐热基因数量最多的实验室;首次明确了组蛋白修饰和非编码RNA等表观遗传调控在小麦热胁迫响应过程中发挥重要作用。


三是建立了小麦耐热资源创新和高效利用的技术体系,培育出以农大5181、农大212为代表的一批突破性耐热高产新品种(系),取得了显著的经济和社会效益。集成了“表型精准鉴定—分子标记追踪—轮回选择聚合”耐热育种新技术体系,使育种周期缩短3-4年,选育效率提高10%以上,创制出耐热性状突出、综合农艺性状优异的新种质82份,育成耐热高产广适小麦新品种11个。其中“农大5181”先后通过北京市、国家北部冬麦区、河北省、国家黄淮旱肥地审定,表现出显著的增产效果(附件26-28)。上述品种累计推广6399.7万亩,近三年(2017-2019)累计推广2702.8万亩。


团队在本学科主流期刊杂志上发表小麦耐热相关论文52篇,他引1121次,获国家发明专利12项,审定新品种11个,获得国家技术发明二等奖和教育部技术发明一等奖各1项。


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