生物育种研究室

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一、人员概况

生物育种研究室现有人员26人,其中研究员4人,副高级职称7人,博士14人;国家糖料产业技术体系岗位科学家1人,农业农村部甘蔗重大科研联合攻关体专家组成员1人,广东省甘蔗剑麻产业技术体系创新团队岗位专家2人,广东省花生大豆产业技术体系创新团队岗位专家1人,广东省农业竞争力提升科技行动-糖料作物产业专家组成员1人;广东省科学院“百人计划”C类人才1人,1人荣获“广东省科学院优秀科技工作者”称号,1人入选广东省科学院第一届“青年创新促进会”。

二、现有研究技术及成果展示

生物育种研究室紧紧围绕现代种业创新,聚焦C4、兼顾C3植物,致力于种质资源创新利用、现代生物育种技术研发、新品种选育和种子种苗检验检测技术研发等研究和技术服务工作。研究室建设有国家糖料作物改良中心广东分中心、广东省甘蔗遗传改良工程技术研究中心和广东省现代农业(果蔗)科技创新中心等科研平台。

研究室长期致力于甘蔗种质创新、育种新技术、新品种选育等基础与应用研究,经过几代科研工作者的不懈努力,在甘蔗育种理论、技术与方法等领域取得了一系列重要突破,育成的粤糖系列优良品种推广面积居国内大陆自育品种首位,为我国蔗糖产业发展做出了重要贡献。

“十三五”期间,承担了国家糖料产业技术体系、国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题、广东省重点领域研发计划现代种业专项、广东省甘蔗剑麻产业技术体系创新团队、广东省自然科学基金等各类科研项目30余项;培育并登记品种10个,授权发明专利6项,在Nucleic acids research、Molecular Plant、Plant Physiology、Journal of Integrative Plant Biology、BMC Plant Biology、Frontiers in Plant Science、Plant Disease、International Journal of Molecular Sciences、Genomics、农业生物技术学报、热带亚热带植物学报、分子植物育种等国内外高水平期刊发表论文80余篇;获广东省科技进步奖2项,神农中华农业科技一等奖1项,中国产学研合作创新成果优秀奖1项,广东省农业技术推广奖3项。

已有试验条件

    主要成果介绍

  • 1.主要C4作物种质资源的引进及鉴评

    通过与美国、澳大利亚、古巴等国家的科技合作与交流,引进种质资源100余份,评价了栽培种、割手密、斑茅等种质资源的遗传多样性,构建了核心种质库,筛选并创制的优异种质已成为我国甘蔗育种的重要骨干亲本,为甘蔗的遗传改良提供了有效支持。开展甘蔗常用亲本产量、糖分、抗病性等主要性状的遗传力及经济育种值评价,发掘一批兼具褐锈病、黄锈病、黑穗病抗性的高产高糖亲本;通过斑茅染色体标记的开发和应用,研究了斑茅染色体在甘蔗的遗传行为,为野生种质在甘蔗细胞学的人工驯化、遗传进化理论的提出,提供了数据积累。

    我国甘蔗亲本的遗传结构
  • 2.主要C4作物重要性状遗传基础解析及优异基因挖掘

    以我国六十多年甘蔗育种史上骨干亲本及其重要衍生系为材料,进行重测序分析获得高密度的SNP基因型;通过全基因组关联分析、连锁分析和动态转录组分析,系统开展蔗糖分、株型、产量、养分利用效率、抗病性等重要性状的遗传解析,开发相关的分子标记,为甘蔗分子标记辅助选择(MAS)和分子设计育种提供依据。

    甘蔗多个重要农艺性状全基因组关联分析

    解析了Ky99甜玉米基因组变异,为甜玉米改良提供了重要的理论依据;基于基因表达信息和物种间同源关系信息,构建物种间共表达基因调控网络,建立高效挖掘玉米功能基因的技术方法。

    高效挖掘玉米功能基因的技术方法

    利用多组学联合分析、基因编辑、免疫共沉淀、遗传转化等多种分子生物学手段发掘主要C4作物养分高效相关基因并探究其作用机制,加速推进利用分子设计育种技术培育养分高效作物品种。

    甘蔗钾转运蛋白HAK的作用模式
  • 3.主要C4作物优良品种的选育及推广应用

    以产业需求为导向,利用聚合选择、分子设计育种等新技术,结合“秋播春植”和“组培快繁”,选育出高产、高糖、适应现代甘蔗轻简化、机械化生产甘蔗优良新品种,并多次入选广东、广西和云南农业主推品种。同时,根据食品、饮料等生物健康产业需求,深入发掘甘蔗中的有益微量元素铁、锌等成分利用价值,选育出一批高富含铁、锌等有益元素的功能型甘蔗新品种(系)。建立了广东黄皮、黑皮果蔗品种的脱毒复壮技术体系,在南沙、英德、翁源等广东果蔗主产区得到广泛应用,为蔗农年增收1000万元以上。

    选育的部分新品种
  • 4.大豆及其替代作物产业链核心技术创新

    针对我国大豆“卡脖子”问题(产业需求大、基础薄弱),开展国内外栽培和野生大豆及油莎豆等种质资源的保护性收集与整理,建立具有广东特色的大豆及其替代作物的核心资源库。围绕高蛋白、高油和多抗等目标性状,开发种质资源产量、质量、抗病、抗逆等关键性状的分子标记,利用大豆基因编辑等技术建立大豆分子精准设计育种体系。利用诱变、杂交和基因编辑等技术创制适宜华南地区的大豆及油莎豆新品种,并结合产业链需求,开发高附加值产品和成果转化。

    大豆及其替代作物分子遗传平台

三、发展目标

围绕建设种业强省目标,针对作物高产优质协同改良、资源高效利用、适宜轻简栽培、新种质创制速度慢的瓶颈问题,聚焦C4兼顾C3作物,研究重要农艺性状(产量、品质、抗逆、营养利用效率等)和高光效的遗传调控机制,挖掘和克隆调控特异性状和控制多个性状的功能基因。综合利用基因编辑、分子设计育种、全基因组选择等现代育种新技术,创制新种质和多元化新品种。

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