“七大農(nóng)作物育種”重點(diǎn)專項(xiàng)成果推薦

編者按：

“七大農(nóng)作物育種”重點(diǎn)專項(xiàng)（以下簡稱“育種專項(xiàng)”）按照“加強(qiáng)基礎(chǔ)研究、突破前沿技術(shù)、創(chuàng)制重大品種、引領(lǐng)現(xiàn)代種業(yè)”的總體思路，依據(jù)總體目標(biāo)部署了優(yōu)異種質(zhì)資源鑒定與利用、主要農(nóng)作物基因組學(xué)研究、育種技術(shù)與材料創(chuàng)新、重大品種選育、良種繁育與種子加工五大任務(wù)，貫通基礎(chǔ)研究、共性關(guān)鍵技術(shù)研究、集成示范3 個層面。 項(xiàng)目實(shí)施5年來，育種專項(xiàng)在基礎(chǔ)研究、新材料創(chuàng)制及新品種選育等研究成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用、人才培養(yǎng)及平臺建設(shè)等方面成效顯著，在生物技術(shù)平臺開發(fā)、種質(zhì)資源創(chuàng)制與鑒定、優(yōu)良基因挖掘和產(chǎn)量性狀形成的分子基礎(chǔ)等領(lǐng)域均取得了一系列突破性研究進(jìn)展，形成了一批有重要應(yīng)用前景的突破性研究成果。

單倍體育種高效技術(shù)體系構(gòu)建與應(yīng)用

單倍體育種技術(shù)體系為國內(nèi)首創(chuàng)。

玉米方面，率先精細(xì)定位并獨(dú)立克隆了兩個玉米單倍體誘導(dǎo)關(guān)鍵基因，發(fā)明了誘導(dǎo)系分子育種方法，育成系列高頻單倍體誘導(dǎo)系；首次提出基于籽粒油分鑒別單倍體的技術(shù)原理，實(shí)現(xiàn)了單倍體鑒別的自動化，開辟了鑒別技術(shù)新途徑；建立了工程化純系生產(chǎn)技術(shù)體系，突破單倍體加倍技術(shù)瓶頸，打破傳統(tǒng)選系模式，并在全國實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。

油菜方面，國際上首次創(chuàng)制出具有雙單倍體誘導(dǎo)特性八倍體油菜誘導(dǎo)系，表現(xiàn)出替代油菜傳統(tǒng)的小孢子培養(yǎng)技術(shù)的前景，在油菜及十字花科蔬菜親本創(chuàng)制、品種選育、遠(yuǎn)緣雜交、基因編輯中廣泛應(yīng)用。

小麥方面，建立了基于小麥玉米雜交的小麥雙單倍體高效生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程，年產(chǎn)小麥雙單倍體不少于2萬個，突破了從小麥玉米雜交“單倍體產(chǎn)生”到“單倍體生產(chǎn)”的系列關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，成功應(yīng)用于小麥溫光敏核不育系、恢復(fù)系、常規(guī)品種的高效創(chuàng)制及雙單倍體群體構(gòu)建等。蔬菜方面，建立了大白菜游離小孢子規(guī)?；囵B(yǎng)技術(shù)，創(chuàng)制了高維生素C、高β胡蘿卜素的桔紅心和高花青苷的紫色葉球雙單倍體系300余份，獲得抗性等綜合性狀優(yōu)良的優(yōu)勢材料8份。

玉米單倍體育種技術(shù)體系是我國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的研究成果，該技術(shù)的應(yīng)用激發(fā)了我國種業(yè)研發(fā)的活力，所選育的雜交種得到大面積推廣，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)社會利益。油菜雙單倍體誘導(dǎo)系在十字花科蔬菜上的利用，可改變我國部分優(yōu)良十字花科蔬菜受制于國外的瓶頸。

完成單位：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、北京市農(nóng)林科學(xué)院、云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所等

高產(chǎn)高效協(xié)同機(jī)制助推新綠色革命

首次從表觀遺傳學(xué)角度闡明氮素調(diào)控水稻分蘗生長的作用機(jī)制，從分子水平上揭示了“綠色革命”矮稈品種在高肥條件下增產(chǎn)的原因。克隆了水稻高產(chǎn)和氮肥高效利用協(xié)同改良的關(guān)鍵基因，揭示了赤霉素信號傳遞途徑調(diào)控水稻產(chǎn)量的新機(jī)制，并從分子水平闡明了“綠色革命”水稻小麥品種高產(chǎn)和氮肥高效利用難以協(xié)同改良的原因，并提出了通過調(diào)控植物生長-代謝平衡實(shí)現(xiàn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的一種育種新策略。

針對我國玉米品種不耐密現(xiàn)狀，首次從玉米野生種大芻草中克隆了控制玉米緊湊株型、密植增產(chǎn)的關(guān)鍵基因，建立了玉米緊湊株型的遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。玉米緊湊株型的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的建立為玉米理想株型分子設(shè)計育種、培育耐密高產(chǎn)品種提供了理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。玉米野生祖先種大芻草優(yōu)良等位基因的發(fā)掘和利用是拓寬玉米種質(zhì)遺傳基礎(chǔ)、打破育種瓶頸的有效途徑。

面向國家糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求，這些創(chuàng)新性研究成果為克服“綠色革命”的弊端和突破農(nóng)作物“少投入、多產(chǎn)出、保護(hù)環(huán)境”的可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的育種瓶頸問題提供了理論基礎(chǔ)，也為兼顧國家糧食安全與環(huán)境安全提供了解決方案。

完成單位：中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)等

農(nóng)作物抗病基因克隆與信號解析及育種應(yīng)用

深入解析了廣譜抗病受體激發(fā)廣譜抗病的信號通路，通過激發(fā)植物的防衛(wèi)反應(yīng)繼而提高植物的廣譜抗病性，填補(bǔ)該領(lǐng)域研究空白。目前，已經(jīng)有40多家育種單位利用該抗病基因組合選育并通過審定的抗病新品種8個，累積推廣2280多萬畝。

在我國特有的廣譜持久抗小麥赤霉病資源蘇麥3號中克隆出抗赤霉病基因Fhb1，為培育抗赤霉病小麥提供有重要價值的基因和分子標(biāo)記,已經(jīng)選育抗赤霉病小麥品系37個，被無償分發(fā)到全國58家育種單位，其中選育的6個品系進(jìn)入預(yù)試或區(qū)試，1個品系進(jìn)入推廣應(yīng)用階段，具有巨大的推廣應(yīng)用潛力。

解析了水稻中受體激酶在細(xì)胞死亡和水稻先天免疫反應(yīng)中的調(diào)控機(jī)制，揭示了相關(guān)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，為水稻廣譜抗病分子育種提供了新的理論基礎(chǔ)。

農(nóng)作物抗病基因克隆與信號解析的系列成果不僅為控制我國口糧重要病害提供抗病基因資源，也為有效解決農(nóng)作物育種的難題提供理論與技術(shù)支持，對保障我國口糧安全有重要戰(zhàn)略意義，也是我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)綠色發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求。

完成單位：中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所等

農(nóng)作物抗蟲基因克隆與信號解析及育種應(yīng)用

發(fā)掘多個抗蟲基因，闡明了水稻抗蟲分子機(jī)制。解析了首個被克隆抗褐飛虱基因的功能，發(fā)現(xiàn)其與轉(zhuǎn)錄因子的相互作用，增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄因子的穩(wěn)定性，進(jìn)而激活受體樣細(xì)胞質(zhì)激酶基因和胼胝質(zhì)合酶基因的轉(zhuǎn)錄，從而產(chǎn)生抗蟲性；揭示了調(diào)控類黃酮的合成介導(dǎo)褐飛虱抗性的新機(jī)制；闡明了油菜素內(nèi)酯通過整合水楊酸和茉莉酸途徑負(fù)調(diào)節(jié)水稻褐飛虱抗性的信號調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

首次揭示水稻與害蟲通過調(diào)控內(nèi)源5-羥色胺生物合成進(jìn)行“軍備競賽”的機(jī)制。發(fā)現(xiàn)源自分支酸的5-羥色胺和水楊酸的生物合成存在相互負(fù)調(diào)控，褐飛虱、二化螟取食感蟲品種可促進(jìn)5-羥色胺合成相關(guān)基因表達(dá)，增加5-羥色胺含量，減少防御激素水楊酸含量，降低抗蟲性；但抗蟲品種中相關(guān)基因的表達(dá)不受害蟲取食誘導(dǎo)，導(dǎo)致水楊酸含量升高而5-羥色胺含量降低，從而增強(qiáng)抗蟲性。

對二化螟和褐飛虱的防治長期依賴農(nóng)藥，既破壞環(huán)境又增加生產(chǎn)成本。目前僅克隆了少數(shù)幾個抗褐飛虱基因，而水稻抗螟蟲基因尚未見報道。上述害蟲與寄主互作機(jī)制解析為抗蟲育種提供了新思路。克隆并功能解析抗蟲基因，將為抗性育種提供重要基因資源及理論指導(dǎo)。在抗性基因發(fā)掘基礎(chǔ)上，構(gòu)建高效抗蟲分子育種平臺，創(chuàng)制一批抗蟲水稻新品系，為抗蟲品種的培育奠定了基礎(chǔ)。

完成單位：中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心、武漢大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所、浙江大學(xué)等

水稻亞種間雜種優(yōu)勢利用技術(shù)及超高產(chǎn)重大品種培育

通過半高稈高生物產(chǎn)量超高產(chǎn)新株型模式構(gòu)建、亞種間雜種優(yōu)勢利用技術(shù)創(chuàng)新和特異種質(zhì)新材料創(chuàng)制，攻克亞種間雜種不育、產(chǎn)量性狀相互制約等育種難題，突破了水稻超高產(chǎn)與不同稻區(qū)生態(tài)條件限制的技術(shù)瓶頸，創(chuàng)造所屬生態(tài)區(qū)水稻超高產(chǎn)紀(jì)錄。一是強(qiáng)優(yōu)勢雜交中稻“超優(yōu)千號”大面積示范分別于2017年和2018年創(chuàng)造了高緯度稻作區(qū)畝產(chǎn)1149.02公斤和低緯度亞熱帶稻區(qū)畝產(chǎn)1152.3公斤的世界紀(jì)錄；二是“春優(yōu)927”，在區(qū)試中比對照增產(chǎn)18.1%（強(qiáng)優(yōu)勢雜交種標(biāo)準(zhǔn)是增產(chǎn)8%），米質(zhì)達(dá)三等優(yōu)質(zhì)米，百畝示范畝產(chǎn)超過1000公斤，創(chuàng)造了長江下游稻區(qū)水稻大面積超高產(chǎn)紀(jì)錄；三是育成秈粳亞種間強(qiáng)優(yōu)勢第三代雜交水稻“叁優(yōu)一號”，雙季稻畝產(chǎn)1530.67公斤，是長江中游雙季稻區(qū)水稻研究的重大突破；四是“福恢676系列”8個強(qiáng)優(yōu)勢雜交種，比超級稻對照增產(chǎn)8.0%以上，其中“聚兩優(yōu)676”增產(chǎn)幅度超過19%。

對未來水稻育種具有引領(lǐng)性、世界性意義。至2019年，用“?；?76”配組的13個雜交稻新品種共15次通過國家、省級審定。據(jù)統(tǒng)計，“?；?76”配組的系列品種累計推廣面積達(dá)40萬畝，按兩年區(qū)試比對照平均增產(chǎn)稻谷60.83公斤計算，共增產(chǎn)稻谷2433.2萬公斤，每公斤稻谷按3.6元計算，共增加社會經(jīng)濟(jì)效益8759.5萬元。

完成單位：湖南雜交水稻研究中心、中國水稻研究所、福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所等

優(yōu)質(zhì)節(jié)水高產(chǎn)小麥新品種創(chuàng)制與應(yīng)用

面向口糧絕對安全目標(biāo)，培育出廣適高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)小麥新品種“魯原502”、高產(chǎn)高光效小麥新品種“百農(nóng)4199”及高產(chǎn)小麥新品種“煙農(nóng)1212”等多個新品種?！棒斣?02”大面積畝產(chǎn)突破800公斤，五年累計推廣7300多萬畝；“百農(nóng)4199”累計推廣面積達(dá)1000余萬畝；“煙農(nóng)1212”兩次刷新小麥水地和旱地單產(chǎn)全國記錄，累計推廣500多萬畝。

面向高質(zhì)量品質(zhì)改良目標(biāo)，培育出超強(qiáng)筋早熟抗病小麥新品種“濟(jì)麥44”、優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋高產(chǎn)小麥新品種“中麥578”、優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥新品種“泰科麥33”等?！皾?jì)麥44”蛋白和淀粉理化特性好，品質(zhì)突出，富含鋅硒，營養(yǎng)價值高，2017、2018年連續(xù)2年達(dá)到鄭州商品交易所期貨用標(biāo)準(zhǔn)的一等優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥；“中麥578”面包品質(zhì)接近進(jìn)口優(yōu)質(zhì)加麥水平，累計推廣400多萬畝；“泰科麥33”品質(zhì)達(dá)到中強(qiáng)筋小麥品種標(biāo)準(zhǔn)，累計推廣近300萬畝。

面向綠色抗病目標(biāo)，培育出抗條銹優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥新品種“西農(nóng)529”、抗赤霉病優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥新品種“西農(nóng)511”等。“西農(nóng)529”采用遠(yuǎn)緣雜交與染色體工程技術(shù)將抗條銹病等抗病性狀與優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋性狀聚合培育出抗病優(yōu)質(zhì)的小麥新品種，累計推廣560萬畝；“西農(nóng)511 ”綜合抗病性突出，中抗赤霉病、紋枯病、葉枯病輕，高抗至中抗條銹病，2018年被評為綠色小麥品種，累計推廣700多萬畝。

該系列小麥新品種具有產(chǎn)量性狀突出、品質(zhì)特性優(yōu)良、綜合抗病性好、資源高效利用等優(yōu)點(diǎn)，將減少農(nóng)藥化肥使用量，消減赤霉病的蔓延趨勢，滿足市場多元化需求，緩解供需矛盾，同時提高種糧比較效益，增強(qiáng)農(nóng)民的種糧積極性，促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。

完成單位：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所、山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所、中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、河南科技學(xué)院、西北農(nóng)林科技大學(xué)等

優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效水稻新品種創(chuàng)制與應(yīng)用

培育綠色、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、廣適水稻新品種357個，其中國審品種101個，累計推廣8000多萬畝。

面向高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)目標(biāo)，培育出強(qiáng)優(yōu)勢國審“稻湘兩優(yōu)900”、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交水稻新品種“荃優(yōu)華占”、理想株型水稻新品種“嘉優(yōu)中科6號”及高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻新品種“中科發(fā)5號”，“湘兩優(yōu)900”在2016-2018年的百畝示范中屢創(chuàng)新記錄，2018年平均畝產(chǎn)1152.3公斤，超高產(chǎn)攻關(guān)實(shí)現(xiàn)17噸/公頃，再創(chuàng)世界高產(chǎn)新紀(jì)錄；“荃優(yōu)華”占比對照增產(chǎn)5%以上，米質(zhì)達(dá)到國家《優(yōu)質(zhì)稻谷》標(biāo)準(zhǔn)2級，累計推廣342萬畝；“嘉優(yōu)中科6號”具有超高產(chǎn)、早熟、抗倒和低直鏈淀粉含量等優(yōu)點(diǎn)，比對照增產(chǎn)13%以上；“中科發(fā)5號”具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、分蘗強(qiáng)、灌漿速度快、適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)，比對照增產(chǎn)10%以上。

面向品質(zhì)改良目標(biāo)，培育出強(qiáng)優(yōu)勢高檔優(yōu)質(zhì)雜交粳稻新品種“天隆優(yōu)619”及優(yōu)質(zhì)水稻新品種“泰豐優(yōu)208”，“天隆優(yōu)619”帶有天然香味的三系雜交粳稻，米質(zhì)優(yōu)達(dá)國標(biāo)1級，稻瘟病、耐鹽堿等綜合抗性好；“泰豐優(yōu)208”外觀品質(zhì)和食味品質(zhì)俱佳，深受加工米廠的歡迎，稻谷收購價格高，可以顯著提高農(nóng)民收入，同時提高農(nóng)民種植水稻的積極性。

育成的系列高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、廣適、多抗水稻新品種，成為各地供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革主推品種，對調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、加快推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革具有重大作用。

完成單位：湖南雜交水稻研究中心、國家粳稻工程技術(shù)研究中心、福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所、廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所、中國水稻研究所、安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所、中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所等

高產(chǎn)廣適宜機(jī)收突破性玉米新品種創(chuàng)制與應(yīng)用

玉米是我國第一大糧食作物，新品種選育對我國糧食安全起重要作用?！癕C121”由北京市農(nóng)林科學(xué)院按照“X群×黃改群”雜優(yōu)模式組配而成，具有早熟優(yōu)質(zhì)、耐密抗倒、籽粒脫水快、適宜全程機(jī)械化等突出優(yōu)勢，突破了夏播玉米機(jī)收籽粒的技術(shù)瓶頸。自2020年推廣面積已經(jīng)達(dá)到200萬畝，自審定以來累積推廣面積為313萬畝.

“天泰619”是山東中農(nóng)天泰種業(yè)選育的玉米新品種。該品種豐產(chǎn)性有突破，果穗勻，密度高，出籽率高，容重高，產(chǎn)量高?？沟狗詷O強(qiáng)，抗病性突出，抗穗腐病、小斑病，中抗莖腐病、彎孢葉斑病、粗縮病。早熟，比對照“鄭單958”早熟1.5天，適合機(jī)械化收獲，累積示范推廣面積為306萬畝。

“中單153”是中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所選育的新品種。該品種田間表現(xiàn)耐密抗倒伏強(qiáng)，結(jié)實(shí)性好，品質(zhì)優(yōu)良?？共⌒酝怀觯呖圭犳咔o腐病，中抗禾谷鐮孢穗腐病，高抗瘤黑粉病，中抗彎孢葉斑病，中抗小斑病。2020年在河北趙縣種植120畝示范田，5000株/畝密度，10月10日機(jī)械收獲籽粒，實(shí)打?qū)嵤?，?biāo)準(zhǔn)畝產(chǎn)727.9公斤，比對照“鄭單958”增產(chǎn)14%。

玉米是我國第一大糧食作物，也是重要的飼料作物和能源作物。黃淮海地區(qū)近幾年高溫?zé)岷Α⒛戏戒P病等爆發(fā)已成為制約該地區(qū)玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展和生產(chǎn)水平的關(guān)鍵因素，因此，培育高產(chǎn)廣適宜機(jī)收的夏玉米新品種為我國糧食安全和飼料安全具有重要意義。

完成單位：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所、北京市農(nóng)林科學(xué)院、山東農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所等

氮磷協(xié)同高效促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)

本成果提出了“水稻氮高效利用-早熟-高產(chǎn)綠色育種新模式”，形成了“茶園套作氮磷協(xié)同高效大豆和土壤生境優(yōu)化技術(shù)”的農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展先行先試典型模式，并大面積示范推廣。

通過解析作物氮磷協(xié)同高效機(jī)制，克隆了氮與光互作影響氮效率及產(chǎn)量的關(guān)鍵基因，揭示了養(yǎng)分調(diào)控水稻光合作用促進(jìn)氮素吸收、氮信號反饋調(diào)控開花對光的響應(yīng)機(jī)制，提出了水稻氮高效利用-早熟-高產(chǎn)的綠色育種新模式；克隆了提高根系-菌根/根瘤氮和磷吸收的關(guān)鍵基因，發(fā)現(xiàn)了根系與根際微生物協(xié)同互作，提高土壤-作物系統(tǒng)氮磷利用效率的新機(jī)制；挖掘了氮磷高效基因優(yōu)異等位變異，并應(yīng)用于綠色育種，協(xié)同提高了水稻/大豆等氮磷利用效率。

“茶園套作氮磷協(xié)同高效大豆和土壤生境優(yōu)化技術(shù)”3萬多畝示范區(qū)減肥減藥超過30%，減少水體磷污染60%以上，輻射面積逾30萬畝，培訓(xùn)農(nóng)民近萬人次，成果展現(xiàn)了作物減肥增效、土壤健康提升、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境優(yōu)化的效果。

氮磷等化肥施用大幅度提高了全球糧食產(chǎn)量，然而，化肥大量使用帶來的土壤健康、水體富營養(yǎng)化、溫室氣體排放加劇等生態(tài)環(huán)境問題，制約了農(nóng)業(yè)的綠色發(fā)展。解析作物高產(chǎn)與氮磷高效協(xié)同機(jī)制，創(chuàng)新氮磷協(xié)同高效品種和技術(shù)，已成為實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分資源高效利用的關(guān)鍵途徑。相關(guān)研究成果為實(shí)現(xiàn)作物減肥增效、土壤健康提升、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境優(yōu)化提供了新理論和新技術(shù)。

完成單位：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、福建農(nóng)林大學(xué)、中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所等

主要農(nóng)作物品質(zhì)性狀分子機(jī)理解析與遺傳育種應(yīng)用

本成果通過基因組學(xué)和分子育種等學(xué)科交叉研究，在品質(zhì)性狀的全基因組解析上獲得重大突破，對營養(yǎng)強(qiáng)化與健康功能品質(zhì)的改良實(shí)現(xiàn)了源頭創(chuàng)新，對外觀、蛋白、淀粉、纖維、油脂、營養(yǎng)功能等品質(zhì)性狀控制基因的挖掘取得縱深進(jìn)展，在優(yōu)質(zhì)新品種創(chuàng)制及應(yīng)用中獲得了實(shí)際成效。

組裝并分析了優(yōu)質(zhì)蛋白玉米自交系的基因組，為優(yōu)化玉米蛋白品質(zhì)提供了分子機(jī)制和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。在全基因組水平上揭示了優(yōu)質(zhì)棉纖維形成的關(guān)鍵遺傳機(jī)制，為棉纖維品質(zhì)改良提供了新的分子途徑。破譯了黑麥復(fù)雜基因組，為高效利用其淀粉合成與面筋蛋白基因改良小麥品質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。

率先在作物中創(chuàng)制出糊粉層加厚性狀并闡明了其分子作用機(jī)制，鑒定出控制稻米食味品質(zhì)的關(guān)鍵基因以及調(diào)控稻米外觀品質(zhì)和產(chǎn)量的重要基因，推動稻米多種品質(zhì)性狀及其與產(chǎn)量水平的協(xié)同改進(jìn)。

通過重塑面筋蛋白組成和編輯淀粉合成關(guān)鍵基因，實(shí)現(xiàn)了小麥營養(yǎng)、健康與加工品質(zhì)性狀的協(xié)同改良，建立了強(qiáng)筋小麥設(shè)計選育體系，培育出了強(qiáng)筋專用小麥新品種“科興3302”。

我國水稻品質(zhì)及其與產(chǎn)量潛力的協(xié)同改進(jìn)還有很大提升空間，相關(guān)成果可大幅度地協(xié)同改進(jìn)水稻品質(zhì)與產(chǎn)量；我國每年需進(jìn)口500萬噸左右的優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥用于面包加工，“科興3302”在多項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)上超過已有強(qiáng)筋品種，面包加工品質(zhì)評分達(dá)到98（滿分為100），在多年多點(diǎn)的區(qū)域和生產(chǎn)試驗(yàn)中品質(zhì)表現(xiàn)穩(wěn)定，生產(chǎn)試驗(yàn)平均畝產(chǎn)達(dá)到594公斤，將為解決我國強(qiáng)筋專用小麥匱乏的問題作出重要貢獻(xiàn)。

完成單位：中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)等

優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)廣適大豆新品種創(chuàng)制與應(yīng)用

面向大豆主要優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)，建設(shè)規(guī)?；瘻y試網(wǎng)點(diǎn)和育種體系，培育適應(yīng)不同區(qū)域栽培的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲、抗逆、廣適性的大豆新品種136個，其中國審品種25個，累計推廣面積達(dá)3000多萬畝。高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)廣適大豆新品種“齊黃34”，具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，抗病抗倒，適宜機(jī)械化作業(yè)等特性，2018年以來推廣500萬畝以上，已成為當(dāng)前黃淮海大豆生產(chǎn)上的主栽品種之一；高產(chǎn)大豆新品種“綏農(nóng)44”累計推廣500萬畝，成為全國第六大主推大豆新品種；大豆新品種“合農(nóng)76”，適宜油用或傳統(tǒng)豆制品加工，累計推廣419.8萬畝；高蛋白、高產(chǎn)、大粒新品種“綏農(nóng)52”，百粒重29克左右，蛋白質(zhì)含量42.09%，脂肪含量19.72%，缺失脂肪氧化酶，低豆腥味，2019年推廣面積311.89萬畝；優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、耐密、宜機(jī)收大豆新品種“中黃301”，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，抗病耐逆，抗倒耐密，適宜全程機(jī)械化作業(yè)，品質(zhì)好，蛋脂總量為63.42%。

高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)廣適大豆新品種“齊黃34”，創(chuàng)黃淮海地區(qū)大豆品種轉(zhuǎn)讓收益新記錄（1800萬元），在黃淮海地區(qū)大面積推廣應(yīng)用，帶動了黃淮海地區(qū)大豆生產(chǎn)的發(fā)展，滿足了市場對國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)食用大豆的迫切需求，為實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)大豆“擴(kuò)面、增產(chǎn)、提質(zhì)、綠色”的產(chǎn)業(yè)振興目標(biāo)發(fā)揮積極作用；高產(chǎn)、高油、多抗大豆新品種“合農(nóng)75”，累計推廣1059.6萬畝，成為突破性大豆新品種，對全國大豆生產(chǎn)的穩(wěn)定和發(fā)展發(fā)揮了重要作用，主要經(jīng)濟(jì)作物分子設(shè)計育種項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)育成的大豆品種總種植面積10余年居全國之首位，為解決我國東北地區(qū)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)變化所帶來大豆早熟高產(chǎn)品種缺乏問題提供了品種保障。

完成單位：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所、河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所、黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)、黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院合江分院、黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院綏化分院等。

高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)適于機(jī)械化油菜新品種創(chuàng)制與應(yīng)用

我國油菜耕作制度與其他國家明顯不同，品種適應(yīng)機(jī)械化生產(chǎn)要求比加拿大等國家更嚴(yán)格，須兼具抗倒、抗裂角、抗/耐菌核病等特點(diǎn)。累計登記新品種92個，這些品種普遍具有株高較矮、產(chǎn)油量高、綜合抗性強(qiáng)、適應(yīng)性廣等特性。5個代表性品種應(yīng)用面積除“寧R101”外均超過100萬畝。

“陽光131”破解了早熟與高產(chǎn)、抗病、耐寒間的矛盾，聚合了遲播早發(fā)、早熟抗病、耐漬抗倒等性狀，是三熟制新品種選育的突破。區(qū)試中比早熟對照增產(chǎn)30-45%，平均生育期173天，比一般品種短40天。

“華油雜50”含油量49%以上，區(qū)試中產(chǎn)量高對照品種7.4%，綜合性狀突出，適宜整個長江流域地區(qū)種植。其種子實(shí)際物理壓榨出油率均超過42%，部分地區(qū)甚至超過47%（普通品種物理壓榨出油率約38%）。

“秦優(yōu)1618”區(qū)試中比對照增產(chǎn)8.5%，含油量比對照高3.28個百分點(diǎn)，產(chǎn)油量比對照高16.73%。該品種適合在我國長江流域、黃淮冬油菜區(qū)及春油菜區(qū)種植。

“青雜15號”區(qū)試中產(chǎn)量比對照增產(chǎn)9.73%，抗旱、抗倒性強(qiáng)于對照品種。該品種適合在我國春油菜區(qū)種植。

“寧R101”是我國第1個非轉(zhuǎn)基因抗磺酰脲類除草劑油菜新品種，產(chǎn)量與對照品種相當(dāng)，適合在我國長江中下游及春油菜區(qū)種植。該品種為我國抗除草劑育種提供了資源，其應(yīng)用有益于節(jié)本增收。

油菜新品種的創(chuàng)制與應(yīng)用有利于保障我國優(yōu)質(zhì)食用植物油的安全供給，有利于油菜產(chǎn)業(yè)的提質(zhì)增效與可持續(xù)發(fā)展及農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。目前5個代表性品種已在生產(chǎn)上大面積應(yīng)用，其中4個推廣面積達(dá)到100萬畝以上，前景廣闊；“寧R101”可為我國油菜抗除草劑育種提供有效資源，有利于后續(xù)新品種的選育及農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

完成單位：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院；中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所、西南大學(xué)、青海大學(xué)、陜西省雜交油菜研究中心等

優(yōu)質(zhì)多抗適應(yīng)性強(qiáng)蔬菜新品種創(chuàng)制與應(yīng)用

針對設(shè)施、露地和加工專用品種的育種特點(diǎn)，培育優(yōu)質(zhì)、多抗和對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的蔬菜新品種。育成辣椒新品種，如高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)大果朝天椒新品種“飛艷”，抗疫病，耐病毒病，高產(chǎn)，果實(shí)商品性好，辣香味俱佳，貨架期長，耐儲運(yùn)，累計推廣30萬畝；朝天椒新品種“博辣天玉”，口感甜脆，品質(zhì)佳，干物質(zhì)含量19.8%，已部分替代國外品種泰國“艷紅”、“艷美”，累計推廣19.6萬畝。育成黃瓜新品種，如高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)黃瓜新品種“津優(yōu)301”和“馳譽(yù)505”，分別推廣13.5萬畝和14萬畝，田間表現(xiàn)抗病力強(qiáng)、商品性好、產(chǎn)量突出。育成白菜新品種，年推廣面積達(dá)5萬畝以上，如“京春娃4號”（春白菜），中棵菜，抗黃萎?。弧熬G筍70”（秋白菜），中熟包尖類型，株型直立，質(zhì)地甘脆；“黃玫瑰”（不結(jié)球白菜），具有抗寒，抗蕪菁花葉病毒，較抗霜霉病等特點(diǎn)；育成的“中甘628”（甘藍(lán)），具有早熟，優(yōu)質(zhì)，耐枯萎病，適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，年推廣面積達(dá)5萬畝以上；育成的“優(yōu)松60”（花椰菜）”，具有早熟，花球潔白耐曬，株型直立、緊湊，適宜密植等特點(diǎn)，年推廣面積在5萬畝以上。

隨著市場需求的變化，生產(chǎn)中對蔬菜品種的需求趨于專用化、多樣化。選育出了一大批不同類型的品種，適應(yīng)了市場需求和生產(chǎn)中的實(shí)際問題，品種的推廣應(yīng)用對鄉(xiāng)村振興、農(nóng)民增收將起到促進(jìn)作用。同時，新方法的建立促進(jìn)了學(xué)科發(fā)展，新材料的培育為實(shí)用品種選育奠定了基礎(chǔ)。

完成單位：中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所、陜西省雜交油菜研究中心、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所、湖南省蔬菜研究所、北京市農(nóng)林科學(xué)院、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、天津科潤農(nóng)業(yè)科技股份有限公司等

智能種子加工成套設(shè)備

以小麥、玉米、水稻、棉花種子為重點(diǎn)，突破對種子純度、凈度和活性品質(zhì)影響最大的物理特性相近的異類種子、雜質(zhì)、同類病變種子的物理特性精細(xì)選別技術(shù)、內(nèi)部品質(zhì)組分分選技術(shù)，優(yōu)化提升種子精選加工成套工藝布局研制了15噸/小時的風(fēng)篩式清選機(jī)、比重式清選機(jī)等關(guān)鍵主機(jī)，組成了15噸/小時種子智能加工成套設(shè)備。形成了玉米種子精細(xì)高效規(guī)?；庸りP(guān)鍵技術(shù)流程，實(shí)現(xiàn)玉米種子加工全流程智能控制機(jī)械化作業(yè)，提升了我國玉米種業(yè)裝備整體技術(shù)水平。針對不同種子加工工藝流程，自動化控制技術(shù)，實(shí)時監(jiān)測成套設(shè)備中各單機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，對單機(jī)參數(shù)和生產(chǎn)率進(jìn)行變量控制，設(shè)計布局集中、遠(yuǎn)程多參數(shù)同步測試和多點(diǎn)實(shí)時控制，通過聯(lián)機(jī)試驗(yàn)，進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化匹配。種子加工流程一鍵選擇、各設(shè)備獨(dú)立啟動、振動篩振動頻率控制、風(fēng)速及轉(zhuǎn)速控制、各工作臺面氣動快速控制等全流程自動化控制，實(shí)現(xiàn)所研發(fā)的種子加工與處理系列單機(jī)設(shè)備成套化集成，并在七大作物種子加工龍頭企業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色、節(jié)能、智能加工流通示范應(yīng)用。

該成果除雜率≥92%、獲選率≥98%、包衣合格率≥98.5%；實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)計量包裝，精度等級0.2。主要技術(shù)性能均達(dá)到或超過國家相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，滿足了現(xiàn)代化種子加工要求，累計推廣實(shí)現(xiàn)銷售收入10064.19萬元。該成果有效提升了我國種子加工質(zhì)量與生產(chǎn)效率、抵御自然災(zāi)害，確保了主要農(nóng)作物種子的供種安全；促進(jìn)了我國種業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展；為保障糧食安全體系建設(shè)、中國種業(yè)持續(xù)健康發(fā)展、農(nóng)產(chǎn)品防災(zāi)減災(zāi)等提供了科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

完成單位：中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院、甘肅奧凱農(nóng)產(chǎn)品干燥裝備工程研究院有限公司等

優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)適于機(jī)械化棉花新品種創(chuàng)制與應(yīng)用

一系列各具特色的棉花新品種培育，與“寬早優(yōu)”等植棉技術(shù)配套，通過“良種+良法”與全產(chǎn)業(yè)鏈一體化布局，將大幅提升我國棉花整體品質(zhì)，確保我國高品質(zhì)棉花穩(wěn)定供應(yīng)。

針對新疆提質(zhì)增效需求，培育適宜南疆達(dá)到或接近澳棉標(biāo)準(zhǔn)的“雙30”品種“中棉所96A”等，提升內(nèi)在品質(zhì)，是莎車縣科技扶貧明星品種，產(chǎn)量提升30%；配套的“寬、早、優(yōu)”植棉模式，提高生產(chǎn)品質(zhì)。培育適宜北疆集高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟于一身的“中棉113”等，實(shí)現(xiàn)伊犁等低積溫風(fēng)險棉區(qū)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)示范，推薦為2021年六師、七師主栽品種，其推廣應(yīng)用將使北疆部分風(fēng)險棉區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)檫m宜或次宜棉區(qū)，相關(guān)品種2020年均示范推廣30萬畝。

針對長江和黃河流域輕簡化生產(chǎn)需求，建立棉花“三系”分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)體系，“中棉所99”和“魯雜2138”示范推廣200多萬畝；培育適合全程機(jī)械化管理的優(yōu)質(zhì)品種“ZD2040”等、增產(chǎn)幅度15%以上的優(yōu)質(zhì)品種“中棉所119”等，已在兩個流域示范推廣應(yīng)用。

培育的棉花新品種通過產(chǎn)量和品質(zhì)等性狀同步提升，為各個棉區(qū)發(fā)展提供了科技支撐，為廣大棉農(nóng)創(chuàng)收提供了科技保障，起到了科技扶貧、穩(wěn)定發(fā)展的示范帶動作用，不僅對保障我國棉花產(chǎn)業(yè)和提升國際影響力具有重要意義，而且有利于維護(hù)邊疆安全穩(wěn)定。

完成單位：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所、山東棉花研究中心等