“985工程”創(chuàng)新平臺(tái)-在線瀏覽
2024-08-09 09:16本頁(yè)面
【正文】 一、項(xiàng)目的立項(xiàng)依據(jù) 項(xiàng)目的意義在生命科學(xué)領(lǐng)域，隨著人類、果蠅、擬南芥和水稻等模式生物基因組計(jì)劃的順利實(shí)施和測(cè)序完成，大量的基因編碼序列已經(jīng)呈現(xiàn)在人們面前，其中只有一小部分的功能是已知的。面對(duì)這樣一個(gè)打開(kāi)的基因?qū)殠?kù)，如何深入地探索和解析這些基因的生物學(xué)功能是擺在當(dāng)今各國(guó)生物學(xué)科技工作者面前的一項(xiàng)首要任務(wù)。全球范圍內(nèi)對(duì)生物基因資源及其知識(shí)產(chǎn)權(quán)的爭(zhēng)奪已進(jìn)入白熱化階段，誰(shuí)掌握了基因，誰(shuí)就掌握了未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)。據(jù)測(cè)算，今后30年內(nèi)，～2億噸，％以上的速度遞增，即到2030年單產(chǎn)水平要比目前提高60％～80％。我國(guó)具有5000多年的養(yǎng)蠶歷史。目前我國(guó)絲綢工業(yè)年總產(chǎn)值達(dá)1050億元，占紡織工業(yè)總產(chǎn)值的10%以上；繭絲產(chǎn)量和出口量分別占世界總額的70%和80%以上，年創(chuàng)匯超過(guò)50億美元，是在國(guó)際市場(chǎng)上處于絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的特色產(chǎn)業(yè)。本項(xiàng)目正是針對(duì)上述這些直接關(guān)系到我國(guó)國(guó)計(jì)民生的重大科技問(wèn)題而且也是當(dāng)前農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的前沿提出來(lái)的，不僅具有十分重要的理論意義，而且具有非常重要的實(shí)際意義。農(nóng)業(yè)動(dòng)植物重要的經(jīng)濟(jì)性狀都是多基因控制的復(fù)雜性狀，其表現(xiàn)受多基因復(fù)雜體系和環(huán)境條件的共同作用。隨著分子生物學(xué)和生態(tài)學(xué)與農(nóng)業(yè)科學(xué)的交叉,農(nóng)業(yè)科學(xué)的研究已從動(dòng)植物的個(gè)體水平不斷向微觀和宏觀延伸；生物技術(shù)、信息技術(shù)等新方法與農(nóng)業(yè)科學(xué)常規(guī)方法的結(jié)合，使農(nóng)業(yè)科學(xué)的研究手段日益更新和完善。基因組學(xué)和生物信息學(xué)對(duì)高通量基因表達(dá)信息的分析和調(diào)控技術(shù)，為解決農(nóng)業(yè)動(dòng)植物生長(zhǎng)發(fā)育與環(huán)境協(xié)同發(fā)展的復(fù)雜性提供了可能。復(fù)雜性狀的遺傳本質(zhì)是，控制復(fù)雜性狀的基因的作用并不是獨(dú)立的，而是相互作用（上位性）形成復(fù)雜的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，而這種基因網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)又會(huì)隨環(huán)境條件的變化而不斷調(diào)整（存在基因型與環(huán)境的互作）。同時(shí)，利用QTL與分子標(biāo)記的連鎖關(guān)系，研究者試圖通過(guò)分子標(biāo)記輔助選擇改良遺傳群體。目前以分子育種技術(shù)為方法和手段的高新技術(shù)育種正在成為動(dòng)植物育種的發(fā)展趨勢(shì)和方向。我國(guó)農(nóng)作物分子育種在發(fā)展中國(guó)家中處于領(lǐng)先水平，但離國(guó)際先進(jìn)水平還有一定差距。因此，建立我國(guó)的大規(guī)模新基因發(fā)掘和分子標(biāo)記開(kāi)發(fā)技術(shù)體系，發(fā)掘與標(biāo)記主要農(nóng)作物重要農(nóng)藝性狀新基因，構(gòu)建主要農(nóng)作物分子育種信息網(wǎng)絡(luò)，研究基于功能基因信息的作物品種分子設(shè)計(jì)理論和方法，突破主要農(nóng)作物、蠶、桑分子育種理論和技術(shù)瓶頸，創(chuàng)造具有重大應(yīng)用價(jià)值的新種質(zhì)，培育優(yōu)質(zhì)、超高產(chǎn)、多抗性的動(dòng)植物新品種，提升我國(guó)種業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，已成為農(nóng)業(yè)動(dòng)植物育種領(lǐng)域亟待解決的重大國(guó)計(jì)民生課題。通過(guò)共同受體多代回交的方法，應(yīng)用分子標(biāo)記技術(shù)，在水稻、棉花等重要農(nóng)作物中，對(duì)核心種質(zhì)資源進(jìn)行大規(guī)模的優(yōu)異基因（QTL）定位，同時(shí)，在發(fā)展高通量、低成本的分子標(biāo)記開(kāi)發(fā)技術(shù)基礎(chǔ)上，利用模式植物、家蠶全基因組測(cè)序成果，大規(guī)模開(kāi)發(fā)通用型、實(shí)用型分子標(biāo)記，為分子標(biāo)記輔助育種提供物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ)。 種質(zhì)資源改良與創(chuàng)新 以動(dòng)植物重要農(nóng)藝性狀基因的克隆為基礎(chǔ)，以新種質(zhì)創(chuàng)造和新品種選育為目標(biāo)，通過(guò)上游各種“組學(xué)”及生物信息學(xué)等基礎(chǔ)研究、中游分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)、基因轉(zhuǎn)化與定向打靶修飾技術(shù)和下游大田評(píng)估和選育技術(shù)的集成，形成作物“分子品種設(shè)計(jì)、研制、開(kāi)發(fā)與利用”的研發(fā)體系，大規(guī)模培育能適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展要求的作物新品系，實(shí)現(xiàn)既高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆又符合“基本不打農(nóng)藥、大量少施化肥、節(jié)水耐旱”的綠色農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)； 以有性雜交、人工多倍體進(jìn)化育種和單倍體、非整倍體和植物遠(yuǎn)緣漸滲雜交技術(shù)為基本手段，結(jié)合細(xì)胞學(xué)工程、染色體工程和組織培養(yǎng)及快繁技術(shù)，大規(guī)模創(chuàng)建可用于現(xiàn)代分子育種計(jì)劃的作物核心種質(zhì)和人工種子，培育與環(huán)境友好、適應(yīng)性廣的優(yōu)質(zhì)、超高產(chǎn)新品種或新品系； 大規(guī)模開(kāi)展與作物雜種優(yōu)勢(shì)利用密切相關(guān)的各項(xiàng)新技術(shù)研究，如以抗感除草劑基因和白化苗突變
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