分子模块设计育种创新体系

2013年11月13日，中国科学院“分子模块设计育种创新体系”A类战略性先导科技专项启动暨第一次工作会议在北京召开。

1、简介

分子模块设计育种专项面向我国粮食安全和战略性新兴产业发展的重大需求，以水稻为主，小麦、鲤等为辅，解析并获得一批调控复杂农艺性状的分子模块，建立模块耦合组装的理论和应用模型，实现高产、稳产、优质、高效模块的有效组装，培育一批水稻、鲤等初级模块分子设计型新品系（种）。创建新一代超级品种培育的系统解决方案和育种新技术，为保障我国粮食安全提供核心战略支撑。

2、单位

专项依托单位为中科院遗传与发育生物学研究所。

3、特色水平和突破点

粮食安全是保障经济社会可持续发展的国家战略需求，种子创新是确保粮食安全的核心和关键。中科院农业动植物育种科技创新历史悠久、实力雄厚。水稻基因组与功能基因组研究国际领先，小麦等农作物新品种培育成绩斐然，鱼类等动物育种研究成果显着。对于促进我国育种事业的发展做出了不可替代的重要贡献。

完成重要动植物基因组测序工作。2002年分别完成籼稻93-11基因组框架图的构建和粳稻第4染色体精细图谱的构建，2009年10月又启动了小麦A基因组的“鸟枪法”（shotgun）测序，2013年已完成并公布其基因草图。同时，完成了水稻全基因组序列的比较分析，研制了水稻第4染色体基因芯片，构建大规模水稻T-DNA插入突变体库，克隆并测序了2万多条籼稻全长cDNA,近几年先后完成了山羊、绵羊、草鱼、熊猫、牦牛、西红柿等动植物基因组的测序工作。

获得一批具有重要育种价值的功能基因。部分基因的功能已获得详细验证，其中与产量相关的基因，包括理想株型基因IPA1,分蘖基因MOC1、LA1、HTD1、D27、DLT、GDD1,直立穗基因DEP1、DEP2、EP2、LP1,籽粒基因GW2、GW8、GIF1、PHD1等，耐旱基因SDIR1、KTD3、KTD9,抗病基因Xa21,耐盐基因SKC1、Sal1、Hal3;与动物生殖和抗病相关基因包括Dazl、C-typelectin、C1q-like、卵母细胞特异的H2A变体h2af1o、PKR、PKR-like（PKZ）、β-Defensin等。这些成果的取得奠定了我国动植物分子生物学研究及基因组研究在国际同行中的领先地位。

常规育种积累丰富。培育并审定了小麦、水稻等作物新品种110个，棉花、油菜、豇豆、葡萄、太空蔬菜、花卉等经济作物60余个，牧草30余个；小偃麦及衍生品种56个。

初步建立分子模块设计育种创新体系。为加快培育突破性农业动植物新品种，综合分析运用前沿生物学研究的最新成果，凭借在农业基础研究和技术研发方面的显着优势，中科院率先提出了“分子模块设计育种的新型育种理念，逐步建立了分子模块设计育种创新体系，目前已完成水稻、小麦等2万余份种质资源的收集和初步评价工作，初步解析高产、优质、稳产和高效等重要分子模块31个和模块系统18个，已有水稻、小麦、大豆等40余个设计型新品系进入品种审定的区域试验。

4、产值规模和效益

近些年，高产、抗虫、耐逆等基因的知识产权转让费达3亿元。

小偃6号成为我国小麦育种最重要的骨干亲本之一，小偃麦系列累计推广6亿亩，增产超过150亿斤。川育系列小麦新品种累计推广8000万亩，科农199小麦新品种累计推广3000万亩，“中科3号”银鲫累计推广280亿尾，10年新增直接经济效益400亿元。其中抗盐碱的小麦新品种小偃60、小偃81有望于2017年在我国环渤海地区示范50万亩，辐射5000万亩，为该地区实现2017年增粮60亿斤、2020年增粮100亿斤的目标做出重要贡献。

5、东北分子育种基地

2014年9月18日上午，中国科学院战略性先导科技专项分子模块设计育种创新体系东北分子育种基地揭牌仪式在黑龙江哈尔滨市黑龙江农科院国际农业科技创新中心隆重举行。