H育种构建种业领域产学研结合新途径

发布时间:2017-11-20 15:21 来源:互联网 作者:admin 浏览次数:加载中

  双单倍体(Doubled Haploid)育种,简称DH育种,是利用诱导系诱导(或花药离体培养等手段诱导)产生单倍体植株,再通过染色体组加倍(自然加倍或药剂处理)使植物恢复正常染色体数的育种方法。DH育种能够在较短时间(2代)内便可以选育出DH纯系,大大缩短育种年限,是加速种质材料纯化、缩短育种年限的有效途径,是现代生物技术育种的主要支柱技术之一。

  目前,世界有250多个作物物种应用了单倍体育种,12个物种中培育了300多个来自栽培种的双单倍体纯系。 DH方法现已成为杜邦先锋和孟山都等跨国种业公司玉米育种的一种重要方法。

  北京市农林科学院(以下简称市农科院)按照国家加强科技创新和产学研结合的精神,在市科委的持续支持下,牵头实施“DH工程化育种研究与利用联合体建设”项目。该院以北京农业育种基础研究创新平台为载体,引进国外DH育种方面的先进材料及技术,经消化吸收再创新,已达到国际先进水平。其中玉米单倍体诱导率平均达到10%以上,最高可达到15%,加倍率平均达到15%以上,最高可达到30%,具备了规模化应用的基础。

  2007年以来,我国科学家先后诱导了100多个国内外玉米新种质优异材料和有针对性组建的二环系或群体创新材料,累计获得并种植鉴定了约50万粒单倍体籽粒。通过加倍和鉴定,获得有利用价值的DH系6000多个。利用获得DH系配制了20000多个玉米杂交组合,经过多年多点鉴定,出现了一批具有超高产、优质、多抗、广适、易制种等特征的苗头组合。

  在蔬菜和小麦等作物上,我国也取得较大进展。甘蓝类蔬菜和萝卜的游离小孢子单倍体离体培养技术、辣椒和茄子花药离体培养技术、瓜类大孢子单倍体诱导技术等已初步建立或正在完善;利用单倍体技术已成功选育出一批蔬菜品种和优势组合;小麦花药培养技术不断改进,已培育出的“京花1号”、“京花9号”等小麦花培品种获得较大面积推广。

  市农科院以DH育种技术为核心,结合其他现代先进的育种技术,大规模快速创制玉米、小麦、蔬菜等作物的优良DH系种质;同时创新育种组织方式,形成链条式流水线作业的工程化育种模式;以市场机制为引导,整合科研单位的源头创新优势与企业的市场放大优势;以知识产权为纽带,建设科研—产业创新联合体,并借助北京籽种产业联盟扩大合作范围。大量选育出高产、优质、多抗、广适、易制种的强优势品种,在生产上大面积推广应用,为2014年在北京召开的世界种业大会提供科技支撑。

  市农科院把鉴定筛选出的4000多个优良DH系,通过协议分发给北京金色农华种业公司、山东登海种业公司、中种、德农、沈阳雷奥玉米研究所、黑龙江省农科院、新疆康地等种业公司和科研单位,通过它们予以广泛测配和组合鉴定,目前已在北京及全国多个省份、多个生态区进行了种植鉴定。

  科研单位利用DH育种技术创制的DH纯系,是种子企业选配高产、优质强优势组合的宝贵材料;同时每年数以千计地大规模创制出的DH系也需要有实力的科技型种子企业对其进行鉴定筛选和广泛测配,充分挖掘DH系的利用价值,将最有价值的DH系锁定和利用。

  市农科院玉米研究中心与北京金色农华种业公司等单位签订了玉米DH合作选配协议,本着优势互补、共同发展的原则,为建立工程化育种的科研—产业联合体进行了初步探索。

  市农科院还创新形成了以DH育种技术为核心,整体协同配合、优势互补、链式流水线作业的工程化育种组织模式,并和种子企业通过这种工程化育种组织模式形成科研—产业联合体,这种方式将从根本上改变“小而散,各立山头,单兵作战”的传统育种模式,将会极大地促进国内育种技术的进步,并将给种质改良、品种选育和种子生产等带来一系列变化。

  为了加快北京种业的快速发展,解决育种创新能力提升的机制问题,北京市科委打造了DH工程化育种联合体。联合体由市科委联合市农科院、种业企业以及中介机构组成,是以DH育种技术为载体,以知识产权为纽带,结合信息技术手段构建的工程化育种创新链,是市科委探索产学研结合新模式的创新之举。

  单倍体技术联合体聚集了政府、科研机构、种业企业和中介机构等多方力量。其中政府部门由市科委牵头,负责单倍体技术联合体的规划、组织和协调工作;科研机构由市农科院牵头,联合在京其他技术优势单位,负责单倍体技术研究和应用,大规模创制玉米、小麦、主要蔬菜等作物的有利用价值的DH系,将有价值的DH系按照协议分发给合作企业。企业中介机构由中国技术交易所牵头,负责知识产权转让服务等事务。

  通过联合体建设,将努力实现“三个一”的目标,即一项新的育种技术体系(DH育种技术),一个新的育种组织模式(工程化育种),一种新的科研与企业合作机制(联合体)。预期在3~5年内,将创制DH系20000份以上,经鉴定筛选并提供给合作企业有利用价值的DH系6500份以上;选配杂交组合52000个以上,获得优秀组合100个以上;审定(或鉴定)新品种20个以上;新品种(新品系)在生产上推广面积300万亩以上。

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