【正文】 組近交系等 骨干親本 衍生品種 ＋ 重要基因組區(qū)段 因組區(qū)域 優(yōu)異基因簇 關鍵基因 優(yōu)異等位基因 一般配合力 候選骨干親本篩選與創(chuàng)制 候選骨干親本的分子設計理論 （三）創(chuàng)新點和特色 項目創(chuàng)新點 （ 1）從 表型組學、基因組學、作物育種學、生物信息學等多學科、多層次對水稻、小麥和玉米三種主要糧食作物骨干親本形成與利用的遺傳基礎進行系統(tǒng)研究，在國內外尚屬首次；有關問題的解決，有利于進一步強化我國在農(nóng)作物基礎理論和應用研究方面的原始創(chuàng) 新 。 （ 3） 將骨干親本的內涵由經(jīng)驗升華為科學規(guī)律和理論，建立圍繞農(nóng)作物骨干親本的親本選配理論與技術體系 項目特色 （ 1） 農(nóng)作物骨干親本的概念是由我國科學家率先提出的，并得到了國際同行的普遍認同，而且近年來成為作物育種基礎理論研究的主攻方向之一。 （ 2） 本項目的研究對象是骨干親本，其上游是利用育種材料 篩選、 創(chuàng)制骨干親本的過程，下游是利用骨干親本培 育主栽品種的過程，我國的育種學家已在上述兩個方面積累了大量的材料和豐富的經(jīng)驗。 （ 3）對 不同時期、不同生態(tài)區(qū)的 水稻、小麥、玉米共 40~50 個 骨干親本中重要基因組區(qū)段 /基因簇 /基因 /等位基因的演變趨勢進行分析，并篩選、創(chuàng)制對未來 5～ 10 年 水稻、小麥、玉米 等糧食作物育種具有重要促進作用的候選骨干親本，使得本項目的研究結果在很大程度上具有指導未來的特色。 （ 1）工作基礎保障： 通過執(zhí)行 國家 973 計劃項目《主要農(nóng)作物骨干親本遺傳構成和利用效應的基礎研究》（ 20xxCB101700），我們不僅建立了骨干親本研究的完整學術思路，而且基本明確了骨干親本的第 一個關鍵科學問題 “遺傳構成 ”，并在技術方法、 研究材料（如遺傳分析群體、品種群體、近等基因系或導入系群體等）以及人才等方面， 為本項目的實施奠定了堅實的基礎。 （ 2）技術保障： 本項目集中了我國水稻、小麥和玉米三大糧食作物遺傳育種、分子遺傳學、基因組學、轉錄組學、生物信息學研究的優(yōu)勢單位，具有雄厚的學科基礎，在本領域已取得同行認可的學術貢獻，從技術上能保障本課題的實施。 （ 4）人才保障： 本項目涉及到多個學科，在項目組織上強調學科的交叉融合，項目組匯集了國內重要科研機構的優(yōu)秀研究人才，不僅包括中國工程院院士朱英國、榮廷昭、程順和、劉旭等育種家和種質資源學家，而且擁有一批近年來活躍于農(nóng)作物育種學、基因組學、分子生物學、生物信息學等不同學科和研究領域的中青年專門人才， 特別是通過上一期 973 項目的實施，培養(yǎng)了一批從事本研究的青年杰出人才， 這支由老、中、青組成的科研隊伍是本項目取得重大突破的人才保障。本項目的參加單位擁有 1 個國家重大科學工程， 7國家重點實驗室， 1 個國家小麥改良中心和 7 個省部級重點實驗室，整合了骨干親本相關研究領域的優(yōu)勢單位和力量，擁有國內一流的儀器設備和技術儲備，完全能夠滿足本項目研究的技術和設備需求。 骨干親本重要基因組區(qū)段、關鍵基因及其組合方式的遺傳效應分析 以典型骨干親本為基礎構建不同類型遺傳分析群體為材料 ， 開展多個生態(tài)環(huán)境下的表型鑒定和基因型鑒定，以 對骨干親本中與產(chǎn)量性狀密切相關的基因組區(qū)段、關鍵基因 和基因序列變異 /等位基因及其組合方式進行系統(tǒng)的功能分析，闡明其選擇與遺傳效應 ，重點闡明 骨干親本的基礎 遺傳 圖譜 內的 基因組區(qū)段 、關鍵基因 和基因序列變異 /等位基因 的育種效應 。 候選骨干親本的分子設計 采用 計算機模擬 技術 ，系統(tǒng)分析骨干親本重要基因組區(qū)段、關鍵基因及其等位基因不同組合方式，在不同遺傳背景下對株型、產(chǎn)量三要素等目標性狀 的 遺傳效應與協(xié)調表達， 研究利用骨干親本基因型數(shù)據(jù)和表型數(shù)據(jù) 開展 水稻、小麥、玉米 候選 骨干親本 選育以及 最佳親本組配的 算法和發(fā)展 綜合評估候選骨干親本和改良現(xiàn)有骨干親本的技術方法。 預期目標： 獲得 不同時期、不同生態(tài)區(qū)的 水稻、小麥、玉米共 40~50 個 骨干親本 及其衍生品種的基因型鑒 定數(shù)據(jù)和 1 年多點表型鑒定數(shù)據(jù)。 獲得水稻和玉米一般配合力研究中所需的基因型數(shù)據(jù)和 1 年多點的表型數(shù)據(jù) 。 篩選、創(chuàng)制對未來 5～ 10 年 水稻、小麥、玉米 等糧食作物育種具有重要促進作用的候選骨干親本 1 個，并通過育種實踐 驗證 。 發(fā)表 SCI 論文 5～ 7 篇；申請 專利 1 項。 骨干親本重要基因組區(qū)段、關鍵基因及其組合方式的遺傳效應分析 以典型骨干親本為基礎構建不同類型遺傳分 析群體為材料 ， 開展多個生態(tài)環(huán)境下的表型鑒定和基因型鑒定，以 對骨干親本中與產(chǎn)量性狀密切相關的基因組區(qū)段、關鍵基因 和基因序列變異 /等位基因及其組合方式進行系統(tǒng)的功能分析，闡明其選擇與遺傳效應 ，重點闡明 骨干親本的基礎 遺傳 圖譜 內的 基因組區(qū)段、關鍵基因 和基因序列變異 /等位基因 的育種效應 。 候選骨干親本的分子設計 采用 計算機模擬 技術 ，系統(tǒng)分析骨干親本重要基因組區(qū)段、關鍵基因及其等位基因不同組合方式，在不同遺傳背景下對株型、產(chǎn)量三要素等目標性狀 的 遺傳效應與協(xié)調表達， 研究利用骨干親本基因型數(shù)據(jù)和表型數(shù)據(jù)開展 水稻、小麥、玉米 候選 骨干親本 選育以及 最佳親本組配的 算法和發(fā)展 綜合評估候選骨干親本和改良現(xiàn)有骨干親本的技術方法。 預期目標： 獲得 不同時期、不同生態(tài)區(qū)的 水稻、小麥、玉米共 40~50 個 骨干親本 及其衍生品種的基因型鑒定數(shù)據(jù)和 1 年多點表型鑒定數(shù)據(jù)。 獲得水稻和玉米一般配合力研究中所需的基因型數(shù)據(jù)和 1 年多點的表型數(shù)據(jù) 。 篩選、創(chuàng)制對未來 5～ 10 年 水稻、小麥、玉米 等糧食作物育種具有重要促進作用的候選骨干親本 1 個，并通過育種實踐 驗證 。 發(fā)表 SCI 論文 6～ 8 篇；申請專利 1 項。 骨干親本重要基因組區(qū)段、關鍵基因及其組合方式的遺傳效應分析 以典型骨干親本為基礎構建不同類型遺傳分析群體為材料 ， 開展多個生態(tài)環(huán)境下的表型鑒定和基因型鑒定，以 對骨干親本中與產(chǎn)量性狀密切相關的基因組區(qū)段、關鍵基因 和基因序列變異 /等位基因及其組合方式進行系統(tǒng)的功能分析，闡明其選擇與遺傳效應 ，重點闡明 骨干親本的基礎 遺傳 圖譜 內的 基因組區(qū)段、關鍵基因 和基因序列變異 /等位基因 的育種效應 。 候選骨干親本的分子設計 在解析骨干親本的基礎 遺傳 圖譜和一般配合力遺傳的基礎上，輔助以計算機模擬，系統(tǒng)分析骨干親本重要基因組區(qū)段、關鍵基因及其等位基因不同組合方式，在不同遺傳背景下對株型、產(chǎn)量三要素等目標性狀 的 遺傳效應與協(xié)調 表達， 研究候選 骨干親本 選育以及 最佳親本組配的分子設計模型， 發(fā)展 綜合評估候選骨干親本和改良現(xiàn)有骨干親本的技術方法。 預期目標： 獲得 不同時期、不同生態(tài)區(qū)的 水稻、小麥、玉米共 40~50 個 骨干親本 及其衍生品種 的基因型鑒定數(shù)據(jù)和 1 年多點表型鑒定數(shù)據(jù)。 獲得水稻和玉米一般配合力研究中所需的基因型數(shù)據(jù)和 1 年多點的表型數(shù)據(jù) 。 篩選、創(chuàng)制對未來 5～ 10 年 水稻、小麥、玉米 等糧食作物育種具有重要促進作用的候選骨干親本 1 個，并通過育種實踐 驗證 。 發(fā)表 SCI 論文 8～ 10 篇；申請專利 2 項。 骨干親本重要基因組區(qū)段、關鍵基因及 其組合方式的遺傳效應分析 在解析骨干親本形成中發(fā)揮關鍵作用的基因組區(qū)段的基礎上，以典型骨干親本為基礎構建不同類型遺傳分析群體為材料，對骨干親本中與產(chǎn)量性狀密切相關的基因組區(qū)段、關鍵基因 和基因序列變異 /等位基因及其組合方式進行功能分析，初步 闡明其選擇與遺傳效應 ，重點闡明 骨干親本的基礎 遺傳 圖譜 內的 基因組區(qū)段、關鍵基因 和基因序列變異 /等位基因 的育種效應， 發(fā)掘對實現(xiàn)未來育種目標具有重要價值的 關鍵 基因組區(qū)段 /基因簇 /基因 /等位基因。 候選骨干親本的分子設計 在解析骨干親本的基礎 遺傳 圖譜和一般配合力遺傳的基礎上，輔助以計算機模擬，系統(tǒng)分析骨干親本重要基因組區(qū)段、關鍵基因及其等位基因不同組合方式，在不同遺傳背景下對株型、產(chǎn)量三要素等目標性狀 的 遺傳效應與協(xié)調表達， 研究候選 骨干親本 選育以及 最佳親本組配的分子設計模型， 發(fā)展 綜合評估候選骨干親本和改良現(xiàn)有骨干親本的技術方法。 預期目標： 初步 闡明不同時期、不同生態(tài)區(qū)的 水稻、小麥、玉米共 40~50 個 骨干親本中重要基因組區(qū)段 /基因簇 /基因 /等位基因的演變趨勢，構建 水稻、小麥、玉米 骨干親本 的 基礎 遺傳 圖譜各 1 個。 獲得水稻和玉米一般配合力研究中所需的基因型數(shù)據(jù)和 1 年多點的表型數(shù)據(jù) ；初步 闡明水稻、玉米 的穗粒數(shù)、粒重等產(chǎn)量性狀一般配合力的遺傳學基礎。 篩選、創(chuàng)制對未來 5～ 10 年 水稻、小麥、玉米 等糧食作物育種具有重要促進作用的候選骨干 親本 1~2 個，并通過育種實踐 驗證 ，為創(chuàng)立骨干親本育種理論奠定基礎。 發(fā)表 SCI 論文 13～ 15 篇；申請專利 2 項。 骨干親本重要基因組區(qū)段、關鍵基因及其組合方式的遺傳效應分析 在解析骨干親本形成中發(fā)揮關鍵作用的基因組區(qū)段的基礎上，以典型骨干親本為基礎構建不同類型遺傳分析群體為材料，對骨干親本中與產(chǎn)量性狀密切相關的基因組區(qū)段、關鍵基因 和基因序列變異 /等位基因及其組合方式進行系統(tǒng)的功能分析，闡明其選擇與遺傳效應 ，重點闡明 骨干親本的基礎 遺傳 圖譜 內的 基因組區(qū)段、關鍵基因 和基因序列變異 /等位基因 的育種效應 ；發(fā)掘對實現(xiàn)未來育種目標具有重 要價值的 關鍵 基因組區(qū)段 /基因簇 /基因 /等位基因。 候選骨干親本的分子設計 在解析骨干親本的基礎 遺 傳 圖譜和一般配合力遺傳的基礎上，輔助以計算機模擬，系統(tǒng)分析骨干親本重要基因組區(qū)段、關鍵基因及其等位基因不同組合方式，在不同遺傳背景下對株型、產(chǎn)量三要素等目標性狀 的 遺傳效應與協(xié)調表達，建立候選 骨干親本 選育以及 最佳親本組配的分子設計模型， 完善 綜合評估候選骨干親本和改良現(xiàn)有骨干親本的技術方法。 預期目標： 闡明不同時期、不同生態(tài)區(qū)的 水稻、小麥、玉米共 40~50 個 骨干親本中重要基因組區(qū)段 /基因簇 /基因 /等位基因的演變趨勢， 精細 構建 水稻、小麥、玉米 骨干親本 的 基礎 遺傳 圖譜各 1 個 ， 為基于全基因組分子設計育種提供依據(jù) 。 闡明水稻、玉米 的穗粒數(shù)、粒重等產(chǎn)量性狀一般配合力的遺傳學基礎，并揭示一般配合力對骨干親本形成的作用以及骨干親本能夠衍生出大量主栽品種的生物學基礎 ；闡明控制一般配合力基因組區(qū)段與 骨干親本的基礎 遺傳 圖譜 的關系 。 篩選、創(chuàng)制對未來 5～ 10 年 水稻、小麥、玉米 等糧食作物育種具有重要促進作用的候選骨干 親本 1~2 個，并通過育種實踐 驗證 ，為創(chuàng)立骨干親本育種理論奠定基礎。 發(fā)表 SCI 論文 18～ 20 篇；申請專利 3~4 項。 骨干親本重要基因組區(qū)段、關鍵基因及其組合方式的遺傳效應分析 在解析骨干親本形成中發(fā)揮關鍵作用的基因組區(qū)段的基礎上，以典型骨干親本為基礎構建不同類型遺傳分析群體為材料，對骨干親本中與產(chǎn)量性狀密切相關的基因組區(qū)段、關鍵基因 和基因序列變異 /等位基因及其組合方式進行系統(tǒng)的功能分析，闡明其選擇與遺傳效應 ；重點解析 骨干親本的基礎 遺傳 圖譜 內的 基因組區(qū)段、關鍵基因 和基因序列變異 /等位基因 的育種效應 ；發(fā)掘對實現(xiàn)未來育種目標具有重要 價值的 關鍵 基因組區(qū)段 /基因簇 /基因 /等位基因。 候選骨干親本的分子設計 在解析骨干親本的基礎 遺傳 圖譜和一般配合力遺傳的基礎上，輔助以計算機模擬，系統(tǒng)分析骨干親本重要基因組區(qū)段、關鍵基因及其等位基因不同組合方式，在不同遺傳背景下對株型、產(chǎn)量三要素等目標性狀 的 遺傳效應與協(xié)調表達，建立候選 骨干親本 選育以及 最佳親本組配的分子設計模型，提出綜合評估候選骨干親本和改良現(xiàn)有骨干親本的技術方法。