完 成 人：万建民(南京农业大学)  赵志刚(南京农业大学)  江玲(南京农业大学)  程治军(中国农业科学院作物科学研究所)  陈亮明(南京农业大学)  刘世家(南京农业大学)

成果简介：

水稻籼粳亚种间杂种具有强大的杂种优势，研究表明比籼型亚种内杂种增产15%-30%。但籼粳杂种存在半不育、晚熟、高秆等问题，影响其生产利用。本项目通过20年系统研究，发掘广亲和、早熟和显性矮秆基因，开发相应分子标记和育种技术，成功培育籼粳交高产水稻新品种，取得显著成效。

1.发掘17个不育位点及广亲和基因。发掘S8、S9等9个籼粳交雌配子不育位点和S19、S33等6个雄配子不育位点及其广亲和基因。图位克隆花粉半不育基因pssl和控制生殖发育不育基因 DAO，阐明了其作用机理（Plant Cell等）。发明相应分子标记，聚合广亲和基因，创制广亲和恢复系和粳型亲籼不育系，组配的籼粳交组合结实率稳定在85%以上，有效解决了籼粳杂种半不育难题。

2.发掘早熟基因。明确了各稻区主栽品种抽穗期感光基因型。图位克隆光钝感基因 Dth8、在长、短日照下均促进抽穗的关键基因Ehd4（PLoS Genetics）、在长日照下促进抽穗的微效基因dth2（PNAS）。提出基于感光基因型和光钝感基因的分子设计方法，设计最佳育种方案，获得理想熟期的籼粳交新组合，解决了籼粳杂种超亲晚熟问题。

3.发掘显性矮秆及株型关键基因。克隆显性矮秆基因Epi-df，明确了导致矮化的表观遗传学机理（Plant Cell）。克隆半显性矮秆基因D53，首次阐明独脚金内酯信号途径控制株型的作用机理（Nature）。克隆控制株型关键基因APC/CTE，明确其作用机理（Nature Commun）。开发相应分子标记，为培育籼粳交理想株型奠定基础。

4.构建分子标记聚合育种技术体系，培育籼粳交新品种5个（专利ZL200910079568.6，品种权CNA20060243.8等）。创建多重杂交与分子标记选择相结合的聚合育种技术，聚合广亲和、早熟和部分显性矮秆基因，综合籼粳水稻品种的优势，从籼粳杂交后代中选育出粳稻品种3个，其中宁粳3号和宁粳4号分别被农业部评为超级稻新品种和超级稻主导品种。聚合S5n、S7n、S17n等广亲和基因和Dth8等早熟基因，培育广适强优恢复系W107，组配的协优107和Ⅱ优107分别通过国家和安徽省审定。2006年协优107在云南省永胜县1.13亩上创亩产1287公斤的世界最高记录。累计推广3107万亩，社会效益40.59亿元，2011-2013年推广1961万亩，社会效益26.47亿元。创制粳型亲籼不育系509S，提供给18个单位利用，其中有8个组合已参加国家和省级区试。

获发明专利7项、植物新品种权8项，发表论文71篇，在Nature、PNAS、Plant Cell等发表SCI论文41篇，他引220次。本项目有效解决了水稻籼粳杂种优势利用难题，培育推广籼粳杂交新品种，为保障国家粮食安全和农民增收做出了积极贡献。