科创中国

行业领域

农、林、牧、渔业

需求背景

1、 研究水稻对草甘膦/草铵膦等灭生性除草剂抗性的基因编辑技术，快速创制达到生产需求的优质高产抗性新品系；

2、 研究水稻对重金属“镉”低/不吸收同时富硒、富锌育种新技术，创制新品系/种；

3、 研究水稻重要性状基因高效编辑的技术体系，并开展技术服务。

需解决的主要技术难题

1. 基因组学和遗传研究：水稻的重要性状涉及复杂的遗传基础，了解和解析这些基因与表型之间的关系是关键。挑战在于鉴定和验证特定基因与性状的相关性，并研究其作用机制。

2. 快速和准确的基因组筛选：对大规模种质资源进行基因组筛选是高效精准创制的基础。然而，高通量测序和数据分析技术的应用仍然面临着挑战，包括数据处理、准确的基因型鉴定和表型的精确测定。

3. 多性状选择和组合优化：水稻的重要性状通常是多基因控制的，并且这些性状之间可能存在复杂的遗传相互作用。因此，在进行高效精准创制时，如何进行多性状选择和组合优化是一个挑战。需要开发适合水稻的多性状选择方法，并优化性状组合，以实现目标性状的高效定向改良。

4. 高效的基因编辑和转基因技术：基因编辑技术，如CRISPR-Cas9，能够精确修改水稻基因组，但在应用中面临一些技术难题，例如选择合适的靶点、高效的基因编辑、筛选和验证修改后的基因型的方法。此外，水稻转基因技术的改进也是一个挑战，需要提高转基因效率、避免随机插入、确保基因稳定表达等。

5. 数据分析和预测模型：高效精准创制需要大量的数据分析和建模。如何从大数据中提取有价值的信息，建立准确的预测模型，并应用于品种改良中是一个复杂的问题。需要开发适用于水稻的数据分析和机器学习算法，并将其与遗传育种方法相结合，以加快重要性状创制的进程。

期望实现的主要技术目标

1、 创制无外源基因DNA成分的抗草甘膦、草铵膦、甲氧咪草烟水稻新品系，确保在喷施常规剂量4倍以上时水稻苗不受影响，且抗性不伴随不良性状，满足江苏水稻生长气候要求。 

2、 创制低镉富硒水稻，确保在镉污染土壤中种植的稻米中镉含量不超标，在正常土壤中种植的稻米镉含量不超过？；

3、 建立成熟的水稻重要性状基因高效编辑技术体系，单碱基定向编辑成功率超过20%。

需求解析

解析单位：“科创中国”天津中科院先进科技成果技术转移转化专业科技服务团（天津中科先进技术产业有限公司） 解析时间：2023-10-12

吴正斌

天津中科先进技术产业有限公司

总经理

综合评价

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