2022-07-17 09:02:36
由云南省農業(yè)科學院陶大云團隊為主完成的“稻屬AA基因組種間雜種不育的遺傳研究”項目，歷時20余年攻關取得一系列領先世界的成果：探索出規(guī)?；?、系統(tǒng)化發(fā)掘有利基因的新方法，創(chuàng)建了國內外最豐富的稻屬種間雜種不育材料，發(fā)掘定位了一批重要的新基因，首次利用非洲栽培稻資源培育出國際上首個種間遠緣雜交后代粳型水稻新品種“云稻一號”。因突出的原創(chuàng)性和重大的影響力，該項目獲2021年云南省自然科學一等獎，也是陶大云團隊獲得的第二個云南省自然科學一等獎。
據(jù)介紹，世界各國收集并保存的稻種資源中95%以上的材料從未在育種中利用過，其重要原因之一就是因為水稻種間，甚至種內都存在嚴重的生殖障礙，其中以雜種不育最為普遍，這使得雜交育種困難重重。陶大云團隊深刻認識到，雜種不育是打破生殖隔離、利用野生近緣種中豐富遺傳變異、雜種優(yōu)勢的基礎，從20世紀90年代起就著手進行亞洲栽培稻與非洲栽培稻種間雜種不育的研究，并于2001年開始大規(guī)模地準備水稻雜種不育的研究材料。利用186個非洲栽培稻、21個尼瓦拉野生稻、26個普通野生稻、9個南方野生稻、9個展穎野生稻、18個巴蒂野生稻、9個長雄野生稻及181個亞洲栽培稻的陸稻，涉及稻屬AA基因組全部8個種共計459個編號作供體，亞洲栽培稻粳稻“滇粳優(yōu)1號”作受體，創(chuàng)制了26459份種間遠緣雜交后代滲入材料，培育了254份育性近等基因系，創(chuàng)建了國內外最豐富的稻屬種間雜種不育材料。
在對這批材料進行遺傳分析的基礎上，陶大云團隊提出了系統(tǒng)化、規(guī)模化發(fā)掘稻屬AA基因組種間雜種不育的策略，并發(fā)掘定位了亞洲栽培稻與非洲栽培稻種間雜種不育基因8個，亞洲栽培稻與南方野生稻種間雜種不育基因5個，亞洲栽培稻與長雄野生稻雜種不育基因2個，亞洲栽培稻與展穎野生稻雜種不育基因1個。其中，報道新基因12個，占國內外已發(fā)表數(shù)的二分之一；首次發(fā)現(xiàn)亞洲栽培稻與非洲栽培稻種間雜種不育的中性等位變異2個。
同時，陶大云團隊與南京農業(yè)大學萬建民院士團隊、華南農業(yè)大學劉耀光院士團隊合作，對已分子定位的雜種不育基因進行克隆及分子機制研究。其中，南京農業(yè)大學對亞洲栽培稻與南方野生稻的種間雜種不育基因qHMS7的克隆研究發(fā)表于世界頂級學術刊物《Science》（《科學》）；華南農業(yè)大學對亞洲栽培稻與非洲栽培稻種間雜種不育基因S1的克隆研究發(fā)表于世界高影響因子期刊《Nature communication》（《自然通訊》）《Molecular Plant》（《分子植物》）?！〈送?，基于對水稻種間雜種不育的認識，陶大云帶領團隊培育了亞洲栽培稻背景攜帶非洲栽培稻等位基因的“橋梁親本”，通過“橋梁親本”與非洲栽培稻雜交，同時結合回交的手段，克服種間雜種不育，首次利用非洲栽培稻資源培育了國際上首個種間遠緣雜交后代粳型水稻新品種“云稻一號”，打通了稻屬AA基因組遠緣物種種間有利基因交流與育種利用的渠道，為將云南資源優(yōu)勢轉變?yōu)榻洕鷥?yōu)勢，推動云南稻作產業(yè)轉型升級做出了重大貢獻。
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