农业973项目概况

目的意义

研究内容

预期目标

研究方法

课题分解

首席科学家和项目专家组

造成目前我国作物育种水平停滞不前的主要原因是育种亲本的遗传基础狭窄。育种亲本的遗传基础狭窄不仅使育种难以取得突破性进展，而且还会导致育成品种对不良环境的抵抗能力降低，一旦出现新的病虫害或逆境，这些品种就很易丧失抗性。

作物种质资源是作物育种及其它相关学科的生命物质基础。在五十年代，由于小麦、水稻矮秆种质资源的开发，曾引发了一场举世闻名的“绿色革命”。在七十年代，对我国粮食生产起了重要贡献的杂交水稻的培育成功，也是由于水稻种质资源“野败”的开发利用引起的。我国是世界上作物种质资源最丰富的国家之一，目前已收集编目的各类种质资源有36万份，仅次于美国和俄罗斯，居世界第三位；已存入国家种质资源长期库的已达30余万份，位居世界第一。这些丰富的基因资源是我国的巨大财富，也是我国农业持续发展的基础与巨大潜在优势。然而面对数十万份种质资源，如何进行开发利用？如何将我们的这一潜在优势变为现实优势？这是我们目前迫切需要解决的一个科学问题，同时这也是目前世界各国所普遍关注的一个研究领域。

本研究的目的就是用现代生物技术，特别是植物基因组学(Genomgics)的理论与方法，研究开发我国丰富的作物种质资源，解决我国作物育种亲本遗传基础狭窄这一难题，为我国农业的持续发展及第二次绿色革命奠定基因资源基础。

研究内容

1．农作物核心种质的构建

我国农作物种质资源进入长期库的有30万余份，其中小麦有41762份，水稻71966份，大豆31210份，拟对这些种质材料抽样，用形态描述和分子标记分析相结合的方法，进行遗传多样性评价，提出核心种质构建的具体方案，构建含有野生种、农家种和主要改良种的核心种质。

2．农作物重要基因的发掘、评价和有效利用研究

重点发掘与研究目前水稻、小麦和育种中迫切需要的新基因，这些基因是：

(1)与高产有关的基因：水稻产量潜力基因，小麦磷高效基因，氮高效基因，高光效基因，多小穗基因，强秆基因，大豆育性恢复基因及光周期反应基因等.

(2)抗病虫基因：抗水稻白叶枯病、稻瘟病，抗稻飞虱基因，抗小麦赤霉病、纹枯病、全蚀病、白粉病及条锈病基因，抗大豆花叶病毒和孢囊线虫基因。

(3)抗逆基因：水稻耐旱、耐酸性土壤、抗寒等基因，小麦抗旱、抗盐基因。

(4)优质基因：稻米外观品质、蒸煮品质和食味品质及高蛋白质含量基因；小麦优质淀粉基因。

对上述基因标记、定位和作图，同时研究这些基因的优化重组规律、遗传效应以及理论生产力等，在此基础上作出评价、提出如何有效利用新基因的途径，并协助育种单位进行分子标记辅助育种。

3．农作物重要目标基因的克隆

根据目前的工作基础，拟克隆水稻广谱性抗白叶枯病基因和抗稻瘟病基因，小麦“磷高效”、“氮高效”基因和抗白粉基因（或雄性不育基因），大豆抗花叶病毒基因或抗灰斑病基因。此外，若发现国内其他单位的科研工作者从事种质资源研究中发现了重要新基因而且有能力和条件完成新基因克隆与分子生物学研究时，应予以支持。

预期目标

1．研究并提出经济、高效的构建核心种质的策略与方法，构建我国水稻、小麦、大豆核心种质。其总份数应小于三种作物种质资源总数的5%，遗传多样性的代表性应大于多样性水平的70%，提供育种及其他材料工作者使用。

确定我国三大作物遗传多样性分布中心，明确各类优异种质资源的分布规律及其与遗传多样性中心的关系。撰写出我国三大作物核心种质研究的论文或专著。

2. 重要新基因的发掘与有效利用研究

全面完成30个重要新基因的标记与作图，协助育种家利用分子标记方法育成新品系，或产量水平较对照增产10%以上，或抗性、品质水平较对照有明显提高。

3. 重要基因的克隆: 完成6个基因的克隆。

研究方法

1．核心种质构建

选用最佳分组取样比例，首先构建初级核心种质，在此基础上通过DNA水平上遗传多样性进一步分析，构建核心种质。在构建核心种质时，既考虑DNA水平上遗传多样性的代表性，又考虑到重要农艺性状基因多样性代表性。

2．重要基因的发掘

用具有目标基因的优异种质作亲本，构建作图群体，在进行基因定位、作图与标记的同时进行种质创新及育种。

3. 基因克隆

图位克隆(Map-based cloning)与同源序列法及差异显示法相结合，克隆有关基因。

课题分解

农作物核心种质构建

G1998010201：我国水稻核心种质构建(负责人：李自超)

G1998010202：我国小麦核心种质构建(负责人：张学勇、李立会)

G1998010203：我国大豆核心种质构建(负责人：邱丽娟)

农作物重要新基因发掘与有效利用研究

G1998010204：水稻重要新基因的发掘与有效利用研究(负责人：张启发)

G1998010205：小麦重要新基因的发掘与有效利用研究(负责人：贾继增)

G1998010206：大豆重要新基因的发掘与有效利用研究(负责人：喻德跃)

农作物重要基因的克隆

G1998010207：水稻抗病基因克隆(负责人：翟文学)

G1998010208：小麦重要目标基因的克隆(负责人：李振声)

G1998010209：大豆基因克隆(负责人：张志永)

共投入科技人员 115 人，其中正高 26 人，副高 39 人，中初级 9 人，博士后 3 人，博士生 20 人，硕士生18人

首席科学家

贾继增研究员(中国农业科学院作物品种资源研究所)

张启发教授、中国科学院院士(华中农业大学)

项目专家组成员

李振声研究员、中国科学院院士(顾问) (中国科学院遗传研究所)

庄巧生研究员、中国科学院院士(顾问) (中国农业科学院作物育种和栽培研究所)

贾继增研究员(中国农科院作物品种资源研究所)

张启发教授(华中农业大学)

王象坤研究员(中国农业大学农学系)

陈授宜研究员(中国科学院遗传所)

董玉琛研究员(中国农科院作物品种资源研究所)

孙寰研究员(吉林省农科院 )

马正强教授(南京农业大学)

核心种质构建			新基因发掘			基因克隆
水稻	小麦	大豆	水稻	小麦	大豆	水稻	小麦	大豆