利用分子定向设计育种技术选育高产、优质、广适玉米杂交种
该项目将利用国内外分子生物学和基因组学的最新研究成果,针对决定玉米重要经济性状(籽粒产量、品质、抗逆性)的关键基因进行分子设计。以集合大量优良基因的高水平育种群体为基础材料,对通过化学诱变所产生的目标基因的有利变异提进行分子鉴定,然后引入现有常规育种程序,利用功能性分子标记进行辅助定向聚合选择。从而达到创造、筛选和重组该目标性状优良基因的目的,选育高产、优质、抗逆玉米自交系和杂交种。
这一全新育种策略是基于新西兰坎特伯雷大学植物分子生理学研究室长期进行细胞分裂素代谢基因的克隆和功能性研究,并且在近年来获得重大突破的基础上,综合应用国际上分子生物学和基因组学今年来多项研究成果和技术,如基因组局部突变定向诱导技术(TILLING)、定量PCR技术(Real-time qPCR)和功能性分子标记技术(Functional marker)等,结合我们在生物育种方面多年的实践经验而设计完成的。其主要特点是实现了多项现代生物技术与传统常规育种的无缝对接和优势互补。与转基因方法相比,该育种策略不仅可以利用控制同一目标性状的多个基因点和同一位点的多个等位基因,快速、高效的改良目标性状的基因组分,避开利用转基因植物所带来的生态安全和公共抵制问题,而且克服了玉米等某些作物转基因过程中基因型的限制和技术困难。因此可以大幅度提高作物遗传改良的效率和速度,并可能成为突破传统育种瓶颈的有效途径。
更具重大意义的是,在所构建的两个高配合力玉米群体基因组局部突变体DNA库中,数目巨大的变异体将涵盖整个玉米基因组。因此,可以同步利用国内外基因克隆分离和功能研究的最新成果,源源不断的开发利用控制任何育种目标性状的优良基因突变体。另外,该技术体系将是我国第一个集多项育种方法为一体的玉米定向分子设计育种及技术体系,也将是国际上少数几个体系之一。因此,除为本单位常规育种程序提供目标性状的优良变异体外,还可以用于商业化开发,为其他玉米育种单位定向设计目标性状,并提供相应的突变体、功能性基因标记及目标性状鉴定和聚合育种的技术支持。