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水稻航天诱变育种技术体系的建立与应用

文献类型： 获奖成果

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作者机构：

获奖名称： 科技进步类

获奖等级： 二等奖

关键词： 建立;育种;诱变育种;技术;建立与应用;水;技术体系;稻;诱变;航天诱变;体系;育种技术;水稻;航天;育种技术体系

第一完成单位： 四川省农业科学院生物技术核技术研究所

获奖时间： 2016

摘要： 一、课题来源与背景 项目组从2002年起开展了籼型水稻航天诱变育种技术与材料创新研究。在国家“863”、省水稻育种攻关和省财政基因工程、成果转化资金等项目的资助下，研究了航天搭载对水稻的诱变效应及其分子机理，分析了搭载亲本选择、田间逆境加压和突变体选择与分子鉴定等技术对提高突变体培育的效果，在此基础上提出并建立了水稻航天诱变育种技术体系。 二、技术原理 针对水稻优质与高产紧密结合适宜于机械化制种的育种资源匮乏和辐射诱变因子单一、突变体选择效率低的技术难题，将航天诱变与常规选择、分子辅助育种技术相结合，开展航天搭载亲本材料的选择、诱变后代的高效筛选与鉴定，创制水稻特异性突变体。 三、主要科技内容和技术指标 （1）揭示了水稻航天诱变规律及分子机理，为航天诱变育种奠定了理论基础；确定了籼粳复合杂交双单倍体材料作为搭载亲本，能明显提高诱变频率；构建了水稻航天诱变后代高效筛选技术平台，提高了突变体选择效率与准确性；提出了”以搭载材料为基础，田间选育、评价为核心，分子标记筛选为辅助，基因鉴定作补充”的航天诱变育种新思路，建立了航天诱变、常规选择以及分子标记辅助育种技术有机结合的水稻航天诱变育种技术体系，为诱变育种提供了技术支撑。 （2）创制了一批具有独特性状和利用价值的优异突变体，直接或间接培育出一批不育系和恢复系，构建了突变体库。其中抗病型材料236份，优质型材料311份，大穗高配合力型材料124份，其它特殊变异类型195份，培育出不育系4个，恢复系5个。创制了世界上首个航天水稻不育系“花香A”，且综合性状优良、携带红褐色标记性状，能早期鉴定杂交种子纯度；”花香A”的应用，突破了颖壳红褐色材料自身及杂交组合籽粒充实度和米质差的难题，在实现杂交水稻种子生产机械化混收与色选、优质与高产紧密结合的新品种选育方面具有广阔的应用前景。创制了穗大、粒多、高配合力的优良恢复系“川航恢908”，为配制强优势杂交组合提供了保障。 （3）培育了以花香7号、花香优1618为代表的10个航天水稻新品种16次通过审（认）定，实现了高产与广适、理化指标优良与适口性佳的有机统一。区试比对照平均增产5.62%，其中增产8%以上的品种占30%，优质米占71.4%。百亩示范片验收平均亩产1055公斤，高产田块达1131公斤，突破了四川省优质杂交水稻品种产量潜力不高的瓶颈。 （4）定位克隆了红褐色标记性状控制基因gh2，阐释了花香A标记性状形成机制；揭示了花香A香味基因Badh2相对表达水平对香味浓度的影响，为香型水稻材料的选育提供了理论基础；解析了花香A/B中37个与优质、高产及抗逆相关相关的水稻功能基因，验证了水稻品种优良表型与基因型的一致性，为水稻分子育种奠定了基础。 四、成果的创造性与先进性 1、建立了水稻航天诱变育种技术体系 在四川率先创造性地实现了水稻诱变育种从地面单一核辐射诱变到航天诱变与高新技术集成运用的转变。提出并建立了“以搭载材料选择为基础，田间选育、评价为核心，高通量分子标记筛选为辅助，基因鉴定作补充”的水稻航天诱变育种技术体系。提升了水稻诱变育种的技术水平，推动了杂交水稻育种方法和技术的进步。 2、创制了世界上首个航天水稻不育系“花香A” （1）基于该技术体系，培育了国内外首个具红褐色标记性状的优质高配合力香型三系不育系“花香A”，且综合性状优良、携带红褐色标记性状，能早期鉴定杂交种子纯度。 （2）“花香A”的应用，突破了颖壳红褐色材料自身及杂交组合籽粒充实度和米质差的难题，在实现杂交水稻种子生产机械化混收与色选、优质与高产紧密结合的新品种选育方面具有广阔的应用前景。 （3）通过对其部分功能基因的解析，验证了水稻品种优良表型与基因型的一致性，为水稻分子育种奠定了基础。 以荣廷昭院士为组长的专家组鉴定：该成果创新性强，社会经济效益显著，整体处于同类研究国际先进水平，其中航天诱变不育系选育国际领先。 五、应用推广情况 据统计，2008～2015年期间，基于该技术体系共育成10个品种16次通过长江上游省级审（认）定，其中，花香7号2014～2016年连续三年被推荐为四川省主导，品种育成累计推广2119.3万亩，实现经济效益20.79亿元，取得了显著的社会经济效益。

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