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小小芝麻 大大成果



  在日常生活中,幾乎沒有人沒接觸過芝麻或芝麻油,誰都知道芝麻是重要的優質油料作物。但是,很少有人知道,我國是世界芝麻生產與科研強國!

  河南省農業科學院芝麻研究中心“十五”以來,在芝麻基因組、重要性狀遺傳解析、優異種質創制、分子標記輔助育種等芝麻遺傳育種研究領域取得了重大突破胜利彩票官网,創制出一批突破性優異新種質,建立了復合雜交與分子標記選擇相結合的聚合育種技術體系,實現了多個優異基因的聚合,選育出一批優質、高產、穩產芝麻新品種胜利彩票官网,顯著提升我國芝麻品種的穩產性、專用性和機械化適應程度,在新疆5.98畝土地上創造出畝產268.8公斤的世界最高紀錄!……這些科研成果是芝麻研究中心主任、國家芝麻產業技術體系首席科學家張海洋研究員團隊十多年來努力奮斗的結果,也是2016年度國家技術發明二等獎“芝麻優異種質創制與新品種選育技術及應用”的重要組成部分。

  張海洋介紹說胜利彩票官网,近十年來芝麻研究團隊刻苦攻關,取得了一批原創性成果胜利彩票官网,在芝麻重要性狀遺傳解析、優異種質創制與鑒定技術、分子育種技術等方面的突破,為我國進一步選育優質高產高效芝麻新品種奠定了堅實的材料和技術基礎,對世界芝麻遺傳育種研究也將起到巨大的推動作用。

  中國芝麻產量居世界首位胜利彩票官网胜利彩票官网,但仍有差不多一半的缺口需要進口來滿足實際需求

  我國芝麻年總產量約70萬噸,占全球的15%胜利彩票官网,位居世界首位;加工制品2600多種,遠銷86個國家,在國際芝麻貿易中具有重要地位。即便如此,與我國年需求芝麻130萬噸的實際需求量相比,還有差不多一半的龐大原料缺口,需要進口來彌補胜利彩票官网;為保障安全供給,迫切需要提高我國芝麻的生產能力。

  然而,在過去的芝麻生產中胜利彩票官网,我國所用品種一直存在穩產性差、專用性差胜利彩票官网、不適于機械化種植等突出問題胜利彩票官网,嚴重制約著我國芝麻生產的發展。而解決上述品種問題,又面臨三方面的技術瓶頸:一是資源貧乏、缺少優異育種材料;二是重要性性狀遺傳解析滯后胜利彩票官网胜利彩票官网、優異基因聚合缺乏理論指導;三是優異種質創制與聚合育種技術相對落后,效率低。

  在新世紀的鐘聲敲響之際,作為“國家芝麻產業技術研發中心”和“國家油料改良中心河南芝麻分中心”的建設依托單位,河南省農業科學院芝麻研究中心面對國家芝麻產業的發展需求與瓶頸,他們依靠自己的科研實力勇于為國擔當。在國家“973”“948”、農業產業技術體系專項、農業行業科研專項等重點項目的資助下,張海洋帶領團隊開始了優異種質創制與新品種選育技術的研究工作。那時胜利彩票官网,他們就確定了這樣的總體思路:開展優異種質創制與鑒定技術研究,同時進行重要性狀遺傳解析和分子標記開發篩選胜利彩票官网;在此基礎上,搭建綜合高效育種技術平臺胜利彩票官网,選育優質高產穩產新品種。

  十五年協作攻關胜利彩票官网,在基礎理論和應用技術方面取得一系列成果

  整整15年,張海洋團隊協作攻關,在基礎理論、應用技術方面取得一系列突破,相關核心技術形成四大發明點:

  他們創建了芝麻種間遠緣雜交胜利彩票官网、化學誘變胜利彩票官网、農桿菌介導遺傳轉化等種質創制技術體系,首次將染色體加倍、胚培養、橋梁親本轉育技術相結合,攻克了種間遠緣雜交幼胚敗育的難題,發明了遠緣雜交后代分子鑒定技術;將野生種抗病耐漬性狀導入栽培種。發明了芝麻EMS高效誘變方法,采用種子誘變后處理技術胜利彩票官网,使突變體成活率提高32%胜利彩票官网,可遺傳突變率高達0.84%;發明了芝麻愈傷組織誘導與高效植株再生技術胜利彩票官网,解決了困擾芝麻科研人員幾十年的芝麻下胚軸愈傷組織植株再生困難的技術難題;創建了農桿菌介導遺傳轉化技術體系和外源基因檢測方法胜利彩票官网。創建了完善的芝麻產量、品質、抗病、抗逆等重要性狀鑒定與評價技術,顯著提升了鑒定的準確性和效率;實現了芝麻品質無損快速檢測,使芝麻含油量和蛋白含量測定時間從3小時縮短到2分鐘。在上述技術發明的基礎上,拓展了創造變異的途徑和方法,創制出一批育種中急需的突破性優異新種質,并應用于育種實踐。其中,適于機械化種植的4份:有限花序、短節密蒴胜利彩票官网、多花、抗裂蒴新種質;抗病耐漬新種質3份:高抗枯萎病和莖點枯病胜利彩票官网、強耐漬;高產優質新種質3份:高油(62.7%)、高蛋白(26.75%)胜利彩票官网、高木酚素(1.73%);解決了選育適于機械化收獲、抗病耐漬、優質專用新品種所需資源材料匱乏的問題,為新品種選育奠定了基礎。

  第二大發明點,就是首次繪制出與芝麻栽培種遺傳圖譜、物理圖譜以及13對染色體對應的基因組精細圖,發現并定位了一批與重要農藝性狀顯著相關的主效QTLs、基因位點胜利彩票官网,發掘出了相關重要基因,為優異基因挖掘奠定了基礎?;谥ヂ榛蚪M和轉錄組信息,發掘出芝麻SSR、SNP、INDEL分子標記3581個,為分子遺傳圖譜構建奠定了基礎;構建了首張芝麻分子遺傳圖譜和高密度SNP圖譜,定位與產量、品質、抗病、抗逆等性狀顯著相關的主效QTL52個,表型解釋率均10%以上胜利彩票官网;基于芝麻核心資源重測序胜利彩票官网,發掘出與重要農藝性狀相關的基因位點58個,顯著性<10—8;結合圖位克隆和突變體重測序技術,發掘出花序有限等與產量、品質胜利彩票官网、抗病相關基因6個,發明了關聯分子標記胜利彩票官网,并應用于選擇育種,為多個優異基因聚合和分子標記選擇育種提供了理論依據和技術支撐。




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