玉米抗病分子改良技術檢視原始碼討論檢視歷史

來自 搜狐網 的圖片

玉米抗病分子改良技術玉米是全球種植面積最廣、產量最高的穀類作物，為人類的生存提供基本的食物、飼料和生物質能源。

一、技術名稱

玉米抗病分子改良技術

二、技術概述

（一）研發背景

玉米是全球種植面積最廣、產量最高的穀類作物，為人類的生存提供基本的食物、飼料和生物質能源。我國玉米常年播種面積6億畝以上，總產超2.5億噸，總產量和消費量僅次於美國，位居世界第二。近年來，由於玉米品種同質化現象嚴重、極端氣象頻發，加上多年連作、秸稈還田等栽培措施的影響，我國玉米病害呈越演越烈之勢，每年造成的產量損失占總產的12%以上。因此，挖掘抗病基因、開展分子育種，從遺傳上增強玉米的抗性具有十分重要的現實意義。

玉米主要病害抗性涉及眾多的數量抗病位點（QTL）。研究表明數量抗性廣譜持久，不易被病原菌克服，有很高的利用價值，然而分離和克隆這些抗病位點極為困難。我們經過長期的努力，通過改進QTL定位和克隆的策略，成功獲得了我國玉米主要病害（莖腐病、絲黑穗病、矮花葉病、粗縮病、灰斑病等）的9個數量抗病基因，並闡明其抗性機制。相關成果發表在NatureGenetics、Nature Communications、PNAS、MolecularPlant等主流生物學雜誌上，引起了國內外同行的高度關注，整體研究水平處於國際前列。

通過大量篩選抗病資源，我們獲得了最優抗病等位基因，開發出相應的分子標記，利用創製的抗病供體材料，建立了快速的分子標記輔助導入技術。我們利用抗病分子標記篩選了上萬份種質資源材料，改良或育成優良抗病自交系300多份、雜交種30個。初步結果顯示玉米抗病分子育種在生產上有廣闊的應用前景。

所有抗病基因和供體材料具有自主知識產權，能顯著改進玉米抗性。鑑於我國玉米病害的危害程度及常規育種的局限性，採用抗病分子育種技術必將極大提升我國玉米育種的國際競爭力，對保障國家糧食安全具有實質性的作用。

（二）技術要點及參數

由於克隆的都是自然界已馴化適應的抗病基因，不會影響玉米生長，可方便使用。我們進一步將篩選優到的優良抗病等位基因導入到骨幹自交系中，培育的抗病供體可精準改良遺傳背景相似的自交系，從而縮短育種年限，提高育種效率。已申請或授權的抗病專利及技術參數利於下表：

（三）技術示範推廣情況

本技術提供的抗病供體和分子標記已在全國二十多家骨幹育種單位使用，包括北京市農林科學院、吉林省農科院、隆平高科、墾豐種業、東亞種業等。截至2020年年底，累計育成或改良的自交系322份、雜交種30份，推廣面積800多萬畝，增產3.7億公斤，產值5.6億元。

北京市農林科學院利用玉米抗莖腐病供體和分子標記精準改良自交系6份，抗病率提高16-20%；改良雜交種7個，抗病率提高10-20%，產量增加5-10%。吉林省農科院利用玉米抗絲黑穗病供體和分子標記精準改良自交系17份，培育自交系11份，組配雜交種11份，已通過品種審定5個；累計推廣面積450多萬畝，增產2.26億公斤，產值3.4億元。隆平高科利用玉米抗粗縮病供體和分子標記精準改良自交系58份，抗病率提高25-30%，培育自交系10份，組配優良組合9個；利用抗莖腐病的供體和親本改良自交系2份，培育新自交系2份。遼寧東亞種業利用抗莖腐病供體和分子標記精準改良自交系11份、雜交種7份，抗病率提高25-62%，平均增產13%；培育新自交系26份，組配雜交種9份，均通過品種審定；抗病品種累計推廣167萬畝，增產6680萬公斤，產值9018萬元。北大荒墾豐種業利用抗絲黑穗病、莖腐病供體和分子標記精準改良自交系19份，抗病率提高5-37%，培育新自交系38份。山東農業大學利用抗粗縮病供體和分子標記精準改良自交系16份，抗病率提高25-40%，培育新自交系58份，審定品種2個。雲南農科院玉米所利用抗灰斑病供體和分子標記精準改良自交系4份，抗病率提高20-80%，培育新自交系7份，組配雜交種5份，其中2個通過品種審定。通過中玉金標記平台累計為國內多家育種單位精準改良抗絲黑穗病自交系4份，抗病率提高21-32%；莖腐病18份，抗病率提高8.7-19.2%。其他應用本技術的育種單位還包括山東農科院、北京金色豐度、黑龍江農科院等，均獲得了良好的改良效果。

三、適宜區域

全國各玉米產區

四、注意事項

1）檢測擬改良的自交系抗病位點的基因型，當確定不存在抗病等位基因時，再改良；2）篩選遺傳背景最接近的抗病基因供體；3）室內分子標記的檢測與田間性狀測定同步進行，在抗病基因導入的同時篩選最優良後代。