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  国家农作物分子技术育种中心  


基本信息


称:国家农作物分子技术育种中心
文:National Center of Crop Molecular Breeding
成立时间:20009
隶属部门:农业部
人:张启发
人:张美冬
联系电话:02787282104


研究内容

 

    该中心的主要研究方向为:利用水稻、油菜、玉米、棉花、小麦、柑桔、番茄等主要作物,同时也涉及到其它小作物和模式植物拟南芥,综合应用基因组和分子生物学研究的新成果,以分子技术和基因工程等新技术为主,发掘、创建新种质、新材料,向全国发放;分子技术与常规方法相结合,培育面向长江中下游并可辐射全国的新品种;应用分子标记鉴定、定位、分离和克隆与农作物品种改良有关的新基因;发展、创建、引进、消化分子育种与基因工程新技术、新方法,向全国推广;引进、改造、利用、保存国内外所分离克隆的与农作物品种改良有关的新基因。主要内容包括基因图谱研究、重要基因分离克隆、功能基因组研究、雄性不育与杂种优势、种质资源创新及新基因发掘研究、育种新技术、新方法研究、新品种选育。

近五年来取得的成绩

   
分子标记技术和遗传连锁图构建
   
水稻:制作了包括近700个标记的连锁图,较好地整合了美国和日本所分别构建的连锁图,方便了国际上两张高密度的连锁图之间的比较,新增标记300余个。
   
玉米:制作了覆盖整个基因组2730.2cM分子标记连锁图。
   
棉花:制作了国内第一张包括67个位点的分子标记连锁图,总长度1275.5cM,覆盖棉花基因组总长度的25%左右。
   
油菜:构建了甘蓝型油菜遗传连锁图谱。该图谱总长度为1832.9 cM,标记间平均距离为15.3cM
    6.3.2
重要性状基因定位与分离克隆
   
水稻重要性状基因定位:定位了水稻光敏不育基因位、广亲和基因、米质基因、野败雄性不育系育性恢复基因、定位了控制产量、生育期、株高及其它农艺性状的数量性状位点(QTL),并分析了这些位点与环境互作的关系。鉴定并定位了抗白叶枯病新基因Xa22(t)Xa24(t)Xa25(t)Xa26(t)及两个稻瘟病主效基因、两个新抗褐飞虱基因。
   
玉米重要性状基因定位:利用RFLPRAPDAFLPSSR分子标记完成了玉米   dusu2o6Rf3等基因的定位。检测并定位了影响S-CMS育性不稳定遗传的6QTLs
   
油菜重要性状基因定位:定位了波里马细胞质雄性不育恢复基因Rfp,自交不亲和S基因及另外7个与自交不亲和性有关的QTL,定位了硼高效基因、抗菌核病QTL,筛选到了6个分别与显性不育基因(Ms)和显性上位基因(Sp)连锁的RAPDAFLP标记,目前正在对这些标记群体进行检测,并开始利用这些分子标记进行显性细胞核雄性不育系、临保系和恢复系的选育。
   
棉花重要性状基因定位:定位了与产量性状有关的12QTL位点,其中铃数的3QTL位点的贡献率最大。筛选获得了一个与抗枯萎病有关的RAPD标记。对其中部分基因进行了精细定位,已获得候选基因片段,正在进行功能鉴定。
   
功能基因组与作物改良研究在水稻中已经和正在建立包括:(1)突变体的创建与筛选,(2EST测序,(3DNA芯片(cDNA microarray),(4)本地化的生物信息系统,(5)高效遗传转化和基因鉴定等方面的技术平台。已在水稻的抗虫、抗病、抗旱、土壤营养高效利用、杂种优势以及特异启动子分离等方面开展了功能基因组的研究工作。
育种研究应用生物技术与常规育种相结合,创建培育了一批重要材料。
   
分子标记辅助选择进行杂交稻改良:应用分子标记辅助进行正向选择、负向选择,同时对遗传背景进行选择,将广谱、高抗白叶枯病的优良基因Xa21导入明恢63中,且携带的外源片段小于3.8cM(约为基因组的0.2%),选出的改良型的明恢63高抗白叶枯病,所配出的杂种表现出抗性增强,其余农艺性状与原杂种无差别。已在进行示范推广。用相同的方法还改良了优良恢复系“6078”。应用分子标记辅助选择,将明恢63Waxy基因导入到珍汕97,所选到的新珍汕97直链淀粉含量中等,农艺性状同原珍汕97。现已将此珍汕97用于杂交稻制种。
   
分子标记辅助选择培育玉米新恢复系:在恢复基因RF3精细定位的基础上,对不同亲本来源的两群体BC1F1BC2F1代开展了玉米新恢复系的分子标记辅助选择研究。
   
分子标记辅助选择培育油菜耐病新恢复系:利用分子标记辅助选择技术培育了抗菌核病的pol CMS新恢复株。利用筛选到的与耐菌核病有关的QTL及与波里马恢复基因连锁的分子标记,选育出高耐菌核病的波里马细胞质雄性不育恢复系“RSH5200”和“RSH-5900”。由其配制出的杂交种“改良型华油(杂)3号”和“改良型华油(杂)4号”的耐菌病能力明显提高。
   
转基因技术进行水稻品种改良:成功地将Bt基因转入明恢63,转基因系及其配出的杂种后代对稻纵卷叶螟、二化螟和三化螟等磷翅目害虫均表现出极强的抗性,在不打药的情况下使得杂交稻保持稳产增产。该转基因材料已通过中试,现已获得农业批准进入小面积释放。利用PSAG12IPT转化水稻,获得明显延缓叶片衰老,且单株产量明显提高的转基因株系,现正在转化杂交稻亲本。利用P5CSHal2基因转化北粳稻以及汕优63亲本,已获得一批转基因植株,还需对抗旱、抗盐等性能进行鉴定。
   
转基因技术用于棉花品种改良研究:首次采用体细胞胚进行棉花转基因研究,建立了一个快速诱导胚性愈伤的技术程序,建立了适宜的遗传转化技术体系。对转基因抗虫棉Bt插入位点结构进行了分析,表明Bt基因对于同一受体可能存在插入热点。插入位点富含AT重复序列结构的存在对于基因的整合和稳定表达可能具有一定作用。
   
转基因技术应用于番茄改良研究:包括耐贮藏研究、延缓衰老研究、抗虫研究、抗病研究等。
   
耐贮藏研究:将多聚半乳糖醛酸酶(PG)反义基因转化番茄品种,获得了5个果实,硬度、贮藏性显著提高及经济性状好的转基因耐贮藏番茄系统,于20006月获得农业部年批准进入中间试验。延缓衰老研究:利用PSAG12IPT转化5个番茄品种,获得一批转基因植株,提高了植株的生长素和激动素水平,特别是在下部的成熟和衰老叶片中,激素提高显著。在叶片的叶绿素含量和叶片的光合速率的测定中亦表现出相同的规律。抗虫研究:将植物凝集素基因GAN、豌豆凝集素基因P-lec转化番茄,转基因植株初步的抗蚜虫试验表明,转基因植株对蚜虫的生长和繁殖有不同的抑制作用,变化范围从0%-70%。GNA抗虫番茄通过农业部农业生物基因工程的审批进入中间试验。抗病研究:获得批量转基因植株,初步证明外源基因已导入番茄植株;获得了9个纯合的转基因株系。
   
细胞工程技术与常规技术相结合:采用小孢子培养技术与常规技术相结合培育出集优质、高产、高出油率、抗耐病和适应性强于一体的油菜品种华双3号,开拓了我国油菜品质育种新途径,对十字花科其他作物育种实践也有重要借鉴意义。

 

 


 

 

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