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麦类作物小孢子水平的高效遗传改良技术与应用
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  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    S512
  • 关键词:
  • 成果简介:
    所属科学技术领域:作物育种技术。 良种是种植业及其产业发展的基础,高效育种技术是提高良种产出率的关键。作物小孢子培养技术可以实现单皿F1小孢子培养生产出几百份基因重组的加倍单倍体(DHs),大幅提高有益基因聚合与纯合效率。小孢子的胁迫筛选,又可为耐逆、节肥、抗病种质的高效创制提供新手段。但由于基因型依赖和加倍单倍体得率低等障碍,该技术一直没有在麦类作物育种中发挥重要作用。项目组以大麦(第四大谷类作物、啤酒工业主要原料)、青稞(藏族同胞的主粮)以及小麦为研究对象,在国家大麦青稞产业技术体系和上海市科委、农委重点项目的支持下,创建了系列关键技术,克服了小孢子技术应用于育种的主要障碍,并成功应用于规模化育种,取得了以下突破性研究成果: 1、创建了以多项专利为核心的系列关键技术,大幅度拓宽了小孢子培养成功的基因型和提高了再生苗的加倍与成活率对影响小孢子再生频率的供体植株生长、预处理、诱导培养等关键环节进行了技术攻关,成倍提高了大麦、青稞小孢子诱导成胚与分化成苗数量,500余份育种材料实现小孢子再生成苗。优化了小孢子试管苗染色体倍性检测与加倍技术,创建了壮苗生根和异地移栽促苗成活的成套综合技术体系,将大麦、青稞再生苗的移栽成活率和可育率由原来50%左右提高到90%以上。 2、率先建成了以小孢子高效培养为核心的育种技术共享平台,成功的规模化应用于中国麦类作物的遗传改良通过服务国家大麦青稞产业技术体系以及小麦育种团队,生产了16054份DH株系,决选出候选品系158份,优选出新品系14份,育成了大麦新品种5个,1份青稞已通过新品种审定。更多携带“上海育种技术”烙印的新品种将出现在中国各主产地。 3、应用小孢子胁迫筛选的自主发明专利,快速创制了一批特色麦类作物新种质小孢子低氮、赤霉病菌毒素胁迫筛选的创新方法为培育化肥、农药“双减”的“绿色农业”新品种,提供了新颖有效的育种方法,快速创制了14份耐低氮(节肥性)、5份赤霉病抗性、4份耐盐性提高的DH特色种质。同时,基于特色材料的机理研究结果,丰富了麦类作物遗传改良的理论体系。 该成果获发明专利5件,实用新型专利1件,农业新品种权4件,新品种证书1件,新品系14份,发表论文23篇(其中SCI论文10篇)。新品种已成为中国啤麦主产地的主栽品种,推广170.83万亩;相关的种植、种子、麦芽等企业通过对该成果形成品种的使用,近三年累计新增产值34771.00万元、新增利润4746.82万元、新增税收680万元、出口创汇750万美元。完成单位获得直接经济效益:新增产值3308.09万元、利润1259.90万元。该成果有力提升了中国麦类作物育种技术的国际竞争力和“上海先进技术”服务全国的影响力;为啤酒工业自主发展和边疆稳定与藏民脱贫致富的良种保障,提供了可靠的育种技术支撑。该成果的总体水平居国际先进、部分达国际领先。
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