【國家獎(jiǎng)】玉米優(yōu)異種質(zhì)資源規(guī)模化發(fā)掘與創(chuàng)新利用

11 月3 日，從2020 年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上獲悉，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所王天宇研究員牽頭完成的“玉米優(yōu)異種質(zhì)資源規(guī)模化發(fā)掘與創(chuàng)新利用”項(xiàng)目獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

玉米是我國重要的糧飼兼用作物，病害和干旱是阻礙玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素，培育抗病、抗旱新品種是解決這一問題最經(jīng)濟(jì)有效的途徑，而加強(qiáng)種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新是培育抗病抗旱新品種和驅(qū)動(dòng)種業(yè)發(fā)展的根本。針對(duì)我國玉米種質(zhì)資源多樣性匱乏、育種利用種質(zhì)遺傳基礎(chǔ)狹窄及研用銜接不緊密等突出問題，王天宇牽頭的項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)面向東北、黃淮海和西南三大主產(chǎn)區(qū)玉米育種和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，20 多年來，在拓展我國玉米種質(zhì)資源基礎(chǔ)上，以抗病、抗旱、配合力等重要育種性狀為抓手，攻克規(guī)模化鑒定評(píng)價(jià)技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)抗病抗旱性狀的規(guī)模化鑒定發(fā)掘，并在創(chuàng)新利用等方面取得突破，產(chǎn)生顯著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。

我國不是玉米起源國，種質(zhì)資源多樣性匱乏由來已久。為了收集到更多樣的玉米種質(zhì)資源，王天宇帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年努力和積累，使我國玉米種質(zhì)資源保存數(shù)量增加了110%，地方品種種族增加到146 個(gè)，國外種質(zhì)資源占比從12%提高到28%，極大地豐富了我國庫存玉米種質(zhì)資源。針對(duì)育種上急需具有抗病、抗旱、高配合力種質(zhì)資源的重大需求，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)攻克了抗病、抗旱等6 項(xiàng)精準(zhǔn)鑒定技術(shù)，并從13875 份資源中規(guī)模化發(fā)掘出雜種優(yōu)勢(shì)類群明確的抗病抗旱資源186 份。利用分子手段對(duì)資源進(jìn)行基因型鑒定，構(gòu)建了玉米超高密度遺傳圖譜，從篩選出的優(yōu)異資源中，挖掘產(chǎn)量、抗旱和抗病等相關(guān)主效QTLs/分子標(biāo)記 78 個(gè)，克隆基因7 個(gè)，發(fā)掘雜種優(yōu)勢(shì)類群特征分子標(biāo)記308 個(gè)。

利用玉米規(guī)模化導(dǎo)入選擇和抗病抗旱穿梭改良的新方法，以篩選出的優(yōu)異資源為供體、骨干自交系為輪回親本，獲得含供體12.5%和25%的導(dǎo)入系6200 個(gè)，通過多地試驗(yàn)，篩選出抗旱、抗病導(dǎo)入系13 份，經(jīng)分發(fā)共享，以此為基礎(chǔ)材料育成品種16 個(gè)；經(jīng)抗病抗旱穿梭育成的XP6 群體抗旱性強(qiáng)，且兼抗小斑病和莖腐病，以其為基礎(chǔ)育成品種6 個(gè)。

項(xiàng)目創(chuàng)建“技術(shù)、材料、信息三位一體”的玉米種質(zhì)資源高效共享利用體系，讓優(yōu)異種質(zhì)資源為全國同行所知所用。迄今已無償向全國科研育種教學(xué)單位及種子企業(yè)等分發(fā)共享玉米種質(zhì)資源3 萬份次以上，在提供育種利用的同時(shí)，還支撐科研、教學(xué)工作，推動(dòng)玉米學(xué)科整體進(jìn)步。