雜種優勢利用是今后大幅度提高小麥生產水平的重要途徑,亦是世界百年科學難題,在2016年第七屆世界作物科學大會上被國際同行稱為作物科學領域的“最后的前沿”。
過去5年,中國科學家不斷攻克雜交小麥的技術壁壘,比如北京市農林科學院雜交小麥研發團隊就率先打通以原創二系法為核心的雜交小麥全產業鏈,加速推進雜交小麥產業高質量發展,引領了世界雜交小麥研究與應用的發展方向。
“經過幾十年自主創新和不懈拼搏,中國科學家已經占據了全球小麥雜種優勢研發高地,牢牢把住了中國小麥高端種業主動權。中國雜交小麥成為了中國現代農業技術走出去的靚麗名片。”北京市農林科學院研究員,北京雜交小麥工程技術研究中心主任、首席專家趙昌平在接受科技日報記者采訪時表示。
小麥雄性不育突變體篩選始于幾十年前,目前已經篩選到至少5個核基因編碼的雄性不育突變體,被命名為Ms1—Ms5。其中Ms1和Ms5是隱性突變體,Ms2、Ms3和Ms4是顯性突變體。克隆控制小麥雄性不育基因是利用雄性不育系規模化制備雜交小麥種子的關鍵。由于Ms2突變體的顯性屬性決定了它可以用于小麥育種并成為一個重要育種工具,但它很難用于規模化小麥雜交制種。為此,小麥隱性雄性不育突變體基因的克隆對創制規模化小麥雜交制種體系極為關鍵。
“十三五”期間,我國小麥科學家在國際上首次克隆小麥雄性不育基因Ms1。他們首先根據小麥基因組巨大和復雜的特點建立了一種結合基因組學分析的MutMap和傳統圖位克隆的新方法,并利用該方法成功克隆了Ms1基因。
“小麥雄性不育基因的克隆為構建穩定、高效、規模化的雜交小麥制種技術奠定了基礎,為我國雜交小麥體系構建和成功利用不育系實現小麥雜種優勢大面積應用提供了支撐,對于搶占雜交小麥國際種業制高點具有產業價值。”北京市農林科學院雜交小麥中心副研究員張勝全說。
經過20余年不懈攻關,我國實現了小麥雜種優勢利用研究由“跟跑者”向“引領者”的全面躍升。
“在主要糧食的雜交作物中,只有雜交小麥至今尚未實現產業化開發,產業潛力巨大,預計每年可創造市場價值300億—500億元,國內市場約50億元/年,同時,雜交小麥的廣泛應用還可大幅度減少農業用水和化肥投入。”趙昌平表示,目前我國雜交小麥的應用現狀相當于雜交水稻上世紀80年代初期的狀況,未來10年將是我國雜交小麥產業推進、實現跨越式發展的重要機遇期。
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