科创中国

行业领域

农、林、牧、渔业

需求背景

强化良种科技创新是保障我国粮食安全的迫切要求粮食安全是关系到我国社会稳定和经济发展的战略问题。据预测，到2020年我国实现全面小康社会目标的人均占有粮食要达到437公斤。然而，我国粮食安全在新的时期却面临新的严峻挑战。一是城市化和工业化将使得耕地资源逐步减少，保住18亿亩耕地红线困难很大。二是农业生态环境不断恶化将对粮食生产带来重大影响。水资源短缺使农田灌溉难以为继，全国常年缺水量约3000亿立方米，受旱面积达***亿～3亿亩；过度施用农药化肥、土地沙化、盐碱化、土壤侵蚀、气候变暖以及废气废水的污染扩散，均给粮食生产带来极大隐患。三是随着我国人民生活水平和购买力不断提高，维持粮食总量和质量平衡、地区平衡和种类平衡的难度不断加大。尤其是近年来粮食进口不断攀升，但由于我国人口和人均粮食消费均在持续增长，依靠进口无法解决我国粮食安全问题。因此，培育和推广高产、优质、多抗、广适、资源高效利用农作物新品种，对于突破资源环境约束、确保国家粮食安全具有重大意义。

需解决的主要技术难题

抗病性功能分子标记的开发、品种抗病性高效鉴定、分子标记辅助选择育种技术等几个方面取得的成果，以高效的分子育种技术带动现代玉米小麦产业的发屏1.利用抗病亲本1145和感病亲本Y331构建的分离群体，完成玉米抗茎腐病QTL-qRfg1和QTL-gRfg2的精细定位与基因克隆，确定ZmCCT和ZmAuxRP分别为qRfg1和qRfg2的功能基因，ZmCCT基因的最优单倍型Hap5表现稳定的茎腐病抗性，在大多数背景下对光周期不敏感。利用重组自交系群体在第8号染色体上定位到玉米抗粗缩病主效QTL-alrdd1，基因ZmGD/a被证明是功能基因利用小麦导入系群体及小麦660k高密度芯片进行会基因组关联分析获得了位于染色体7D上的】个小麦叶锈病高度关联位点，和分别位于2A2B和7D染鱼体上的3个条锈病高度关联位点。

期望实现的主要技术目标

通过抗病功能标记组以及成熟的定向改良模式，预计在5年内会辅助选育出新抗病品种20个。按照每个品种平均增产20公斤/亩，累计推广2000万亩估算，将累计增产4亿公斤粮食，大约8亿元左右。"上述两项估计可产生的直接和间接经济效益为***亿元。

需求解析

解析单位：“科创中国”乡村振兴（自然资源价值保育）科技服务团（中国国土经济学会） 解析时间：2022-11-08

张志怡

广汉市乡村振兴局

工作人员

综合评价

基于前人研究结果及课题内部的基因定位和克隆结果，开发了玉米南方锈病、茎腐病、丝黑穗病、灰斑病、大斑病等抗病功能标记45个，小麦赤富病等抗病功能标记283个形成了一套主要病害抗性分子黎定方法。建立了一个开放性的生物信息数据库，收录本研究开展过程中获得的表型数据、基因型数据和相关基因信息，其中包括7694份次小麦病害鉴定结果，4672份次玉米病害鉴定结果，玉米抗病功能标记45个，小麦抗病功能标记283个，及15种主要玉米病害的已发表的抗性基因/位点信息72条，形成了一个信息收集和交流共享的平台。 基于小麦抗病定向改良方法体系。获得了5个农女性状优良。美抗多种病害，某种病害抗性突出的小麦高代导入系：基于分子标记辅助的回交选育，得到玉米丝黑穗病抗性改良系10个、茎腐病改良系22个，茎腐病改良系抗病率提升15-60%:同时形成了一套成熟的定向改良方法，可在两年半时间内实现目标基因(抗性基因等)的精确导入，并实现高的背景回复率。改良品种的其他农艺性状保持不变的同时，提升品种对特定病害的抗性。为客户节约费用;二是通过技术服务而开发出新产品所带来的经济效益。提高良种繁育与应用能力。攻克良种繁育、种子加

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