喜迎二十大,奮進新征程。2022年9月1日,由中國高等教育學會組織開展的“高等教育這十年 ——新時代、新科技、新內涵”云端系列活動已在云上高博會服務平臺正式上線。
“高等教育這十年——新時代、新科技、新內涵”云端系列活動設立了“守正創新·教育現代化成果展”“開拓創新·高校科技創新成果展”“實踐創新·大學生創新創業成果展”三大展區以及一系列行業云端研討會,對企業、高校、大學生優秀創新創業成果進行集中展示,探索產業發展新模式、新合作、新思路。
開拓創新·高校科技創新成果展成果推介(七)
保衛糧食安全,中國農大突破玉米育種“卡脖子”技術難題
玉米是我國最重要的糧食作物之一,我國玉米自給率可達95%以上。我國農業主管部門主要負責人多次表示,玉米基本自給是中國糧食安全的底線。玉米是典型的利用雜交種優勢農作物之一,由純合自交系組配的優良雜交種是玉米持續增產的基礎,因此,純系選育是玉米育種的核心技術。但傳統方式純系選育存在著周期長、效率低等問題,如何提升創制純系的速度一直是玉米育種的“卡脖子”技術難題。
中國農業大學陳紹江教授團隊研究的單倍體育種技術能夠在2個世代獲得純系,是目前純系創制速度最快的方法之一,大大加快了育種進程。該團隊歷經十余年的努力,在玉米單倍體育種技術研究中再次取得突破,在基礎理論研究及關鍵技術研發上取得了一系列原創性成果:
(1)在單倍體誘導的理論層面實現重大突破,發現并成功克隆2個玉米單倍體誘導關鍵基因ZmPLA1、ZmDMP,并基于誘導基因在國際行率先建立了具有自主知識產權的小麥、番茄、油菜等雙子葉植物單倍體誘導體系,實現了單倍體誘導由二倍體向多倍體、由單子葉向雙子葉植物的拓展應用。相關論文在Nature Plants等作物研究領域的頂級期刊發表,在國內外居領先地位。
(2)突破關鍵核心技術瓶頸,創建單倍體育種高效技術體系。針對傳統的單倍體誘導效率低、單倍體鑒別不準和加倍困難等關鍵核心技術瓶頸,創建了基于雙誘導基因分子標記的高效輔助選育方法并育成了系列高效單倍體誘導系。單倍體誘導效率由原來的2%提高到15%左右;提出基于籽粒油分的單倍體鑒別技術原理,開辟了精準鑒別的新路徑,實現了單倍體的自動化和精準鑒別;創建了基于幼胚組織培養的鑒別和加倍工程化技術、高效芽苗加倍技術,實現純系全年、工廠化的高通量創制,效率提高5-10倍。基于上述關鍵技術的集成,成功構建單倍體工程化育種高效技術體系。
該成果于2016年獲得教育部技術發明一等獎、大北農植物育種獎。目前,玉米單倍體育種高效技術體系已在全國170家育種單位規模化應用,推動了玉米育種模式的轉型和升級。該技術育成了以中農大678和京農科728等為代表優良玉米雜交種200余個,累計推廣面積超過1億畝,顯著提升了我國玉米育種的科技含量,加速了種業創新,實現了玉米育種模式和流程的變革,為保障我國糧食安全起到了重要的支撐作用。番茄、油菜等雙子葉植物的單倍體育種技術的研發,在國際上屬于首創,目前處于應用起始階段,是國際種業巨頭關注的焦點,未來將具有巨大的應用空間。
活動專區:中國高等教育學會“高等教育這十年 ——新時代、新科技、新內涵”云端系列活動
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