分子育种可以准确、快速检测出基因型,能有效提高了常规育种效率,随着分子生物学和基因组学的发展,作物育种将从经验育种跨入分子育种时代。
契合国家政策
今年中央1号文件要求,“全面推进良种重大科研联合攻关,培育和推广适应机械化生产、优质高产多抗广适新品种,加快主要粮食作物新一轮品种更新换代”。《全国农业现代化规划(2016-2020年)》在推进现代种业创新发展中提出,“保障国家种业安全,加强杂种优势利用、分子设计育种、高效制繁种等关键技术研发,培育和推广适应机械化生产、高产优质、多抗广适的突破性新品种,完善良种繁育基地设施条件,健全园艺作物良种苗木繁育体系,推进主要农作物新一轮品种更新换代”。今年10月9日,2016年国家自然科学基金创新研究群体棉花种质创新和高产分子育种项目启动;8月18日,国家水稻商业化分子育种技术创新联盟成立。
可定向目标性状
分子育种,是将分子生物学技术应用于育种中,通常包括分子标记辅助育种和遗传修饰育种,是农业育种中一种先进的技术手段。通过分子检测技术可快速锁定并聚合高产、多抗、口感好等优良性状的相关基因,帮助育种专家培养出“三好生”品种。同时,利用分子检测技术还可对培育出的品种进行有效的知识产权保护。如“五常大米”“麒麟西瓜”等农业新品种,不仅口感变得更丰富,满足大众多样化需求,这些也与育种技术的进步分不开。
用常规育种手段定向改良一个农艺性状,往往要回交6代才能得到理想植株,一般需5~6年;而利用分子育种技术,通过早期的基因型选择,可大大缩短育种时间,也可有效降低田间测试材料的数量,节省很多人力、物力、财力。相比传统经验育种,分子育种具有准确的方向性,在一定程度上实现了“精确育种”。
正在走向实践
中国农科院作物所有关专家介绍,在基因型变异可以通过精确测序、功能分析和网络构建的当下,我们仍然无法对表现型进行有效的预测,这成为制约目前和今后作物生产和品种改良的重要瓶颈。因此,精确测定和评价影响作物生长发育的所有环境因子,是未来高效表现预测和作物改良的关键。而环境型鉴定,为包括作物育种在内的作物科学提供了解码环境影响的参考技术和途径。环境型鉴定与基因型鉴定、表现型鉴定一道,有望成为影响未来作物高效育种和生产的三大支撑技术,同时为数量遗传学和作物模拟等领域利用海量环境型信息提出了挑战。(余宏章)