完 成 人:陈佩度 王秀娥 刘大钧 黄辉跃 曹爱忠 郭进考
成果简介:
栽培品种遗传基础日趋狭窄已成为作物育种取得突破性进展的主要瓶颈,外源物种蕴藏大量优异基因,而外源易位系诱导效率低、外源基因克隆难是制约外源基因导入和应用的主要限制因子。为将小麦亲缘物种簇毛麦的抗病、抗逆、优质等多种优异基因导入栽培小麦,在863、国家自然科学基金等项目资助下,将远缘杂交、染色体工程和分子生物学技术相结合,历时三十余年,成功地按照“染色体组→染色体→染色体臂→染色体区段→目标基因”由大到小、逐步深入的技术路线,将簇毛麦优异基因特别是抗病基因转入栽培小麦,对小麦白粉病和条锈病抗源更新贡献突出,新种质在小麦育种中大规模应用,产生了重大影响。主要发明点如下:
1、提出了双倍体花粉辐射高通量诱导易位和整臂易位系雌配子辐射定向诱导小片段易位系的技术思路,创建了用60Co-γ射线照射硬簇麦双倍体花粉高效诱导属间染色体易位、用60Co-射线照射小簇麦整臂易位系T6VS/6AL成熟雌配子定向高效诱导携带目标基因的小片段中间插入易位系的新技术,解决了小片段中间插入易位系可遇而不可求的世界性难题。
2、提出了外源基因克隆的新思路,创建了将细胞遗传学和分子生物学方法巧妙结合克隆外源基因的新方法,成功克隆出广谱高抗白粉病基因Pm21 位点的关键基因,解决了外源基因精细定位和克隆难的问题。
3、创造了一批携有簇毛麦优异性状的新种质,高抗白粉病和条锈病的小簇麦易位系T6VS/6AL无偿发放给育种单位用作杂交亲本,已育成18个小麦抗病新品种,累计推广6223万亩,增产16.82亿公斤,创经济效益39.26亿元。这些新品种的种植面积正逐年上升,还有一批以易位系和衍生品种作亲本的新品系参加各级区域试验,即将发挥重要作用。
本项目获发明专利3项,获植物新品种权5项,发表论文46篇,其中在PNAS、TAG等杂志发表SCI 论文16篇。第三方评价:1、以著名小麦遗传育种家李振声院士为主任的鉴定委员会认为:该项目在簇毛麦优异基因发掘和利用方面居国际领先水平,整体达到国际先进水平。2、美国科学院报PNAS编委特邀国际著名学者Bikram Gill对簇毛麦重要外源基因成功克隆撰写专题评论,Gill认为:小簇麦易位系T6VS/6AL是继T1RS/1BL易位系后在农业上具有重大影响的第二个整臂易位系,该研究创造性地将细胞遗传学和分子生物学方法相结合,有效解决了外源基因精细定位和克隆难的问题,为克隆外源基因提供了一个成功范例。3、我国著名遗传育种家何中虎2011年在《作物学报》发表的“中国小麦育种进展”中指出:T6VS/6AL易位系抗白粉病和条锈病,农艺性状好,在全国小麦育种中发挥了重要作用,是近10年小麦育种研究取得的3个主要新进展之一。4、以本项目创造的易位系为亲本育成的内麦11 和内麦836 等被农业部列为主导品种。该项目获教育部技术发明奖一等奖和科技进步奖一等奖各1 项。