聚焦农业863·项目首席谈创新

    建立诱导外源染色体重要功能区段向小麦定向转移的技术体系，建立并普及外源基因组区段/基因的高效检测新技术，促进和提高我国小麦染色体工程研究水平，并在国际上产生良好的影响；将黑麦和簇毛麦携带的抗白粉病基因、长穗偃麦草携带的抗赤霉病基因转移到小麦背景中并阐明其外源基因组区段的遗传学效应；改进染色体检测方法，能更准确高效地鉴定外源染色体及片段；对携带抗白粉病基因的小麦—簇毛麦易位系NJ1和NJ2的外源基因区段，以及具有多花多实效应的小麦—冰草易位系普冰3035的外源基因区段进行遗传效应分析；创制小麦染色体工程基础材料1200份；培育多粒、多小穗、抗白粉病、抗条锈病、抗赤霉病、抗黄花叶病、耐寒等适合不同生态区的育种新材料30份，培育新品种9个……

    这是863计划现代农业技术领域“小麦分子染色体工程与功能基因育种研究”所取得的部分成果。

    该项目首席专家中国科学院遗传与发育生物学研究所植物细胞与染色体工程国家实验室副主任韩方普介绍，截至2015年11月，该项目各项研究任务按计划完成，比如在染色体技术研究方面，建立高效、高分辨率的染色体检测技术并为国内30多家实验室进行技术培训。最近，该项目开发了能用于非变性FISH（ND-FISH）分析的寡核苷酸探针，能高效鉴定小麦背景中的黑麦染色体，并开发了黑麦染色体及染色体区段特异分子标记；同时利用FISH/GISH结合技术，已成功鉴别中间偃麦草中每对同源染色体，并建立了中间偃麦草的标准核型。

    研究人员审定小麦新品种2个，普冰696较对照增产10%以上，科农2009较对照增产5%以上；参加国家级和省级区域试验、生产试验新品系4个，其中蜀麦830较对照增产10%以上，西农529和科农2009较对照增产5%以上；10个新品系参加2015—2016年度省级区试、预备试验或联合鉴定试验。

    在小麦A基因组深度测序方面，研究人员对31份乌拉尔图小麦进行全基因组重测序，发掘大量的 SNP、InDel以及 SV；结合田间表型性状进行全基因组关联分析，将收集到的乌拉尔图小麦种植于北京、山东、河南等地区，并进行田间的表型性状考察；在小麦D基因组测序和功能基因组研究方面，完成了两个抽穗期、一个粒型基因的精细定位；探讨了小麦多倍体形成过程中D基因组的表达。此外，构建了覆盖抗白粉病基因MlWE29和pm2026的BAC重叠群，完成了BAC测序，组装，注释和候选基因预测，完成了候选基因的初步功能分析；对抗白粉病基因MlWE29及其感病突变体进行了转录组测序，研究了其抗病调控可能涉及的网络。

    截至目前，该项目发表论文87篇，申报发明专利17项，获得发明专利1项，公告植物新品种权申请1项，申请植物新品种权6项。

    韩方普说，小麦染色体工程的另一个非常大的贡献是，国家最高奖获得者李振声院士培育的小偃系列—小偃81和小偃60， 已经在渤海粮仓粮食增产计划发挥巨大作用，小偃81 和小偃60就是小麦远缘杂交及染色体工程培育的抗盐新品种和新品系。

    同时，该项目承担单位中国科学院遗传与发育生物学研究所、中国农业科学院作物科学研究所、西北农林科技大学、中国农业大学、南京农业大学、四川农业大学、山东农业大学和创制的具有育种利用价值的、携带外源染色质的小麦新品系，与全国多家小麦育种单位都有进行材料及相关信息的交流。该项目承担单位与种子企业，各地农业技术推广部门联合，建立审定品种的示范基地，进行新品种的示范推广，2011—2015年审定的9个小麦新品种在各自适宜种植地区推广种植，累计推广320多万亩。