重要基因挖掘充實了現代生物育種“材料庫”
隨著全球氣候變暖趨勢加劇,高溫脅迫成為制約世界糧食生產安全的最主要因素之一。據報導,平均氣溫每升高1℃,會造成水稻、小麥、玉米等糧食作物3%—8%左右的減產。中國科學院分子植物科學卓越創新中心林鴻宣研究團隊與上海交通大學林尤舜研究團隊合作在這一領域取得新突破,成功分離克隆了水稻高溫抗性新基因位點TT3,並闡釋了其調控高溫抗性的新機制。相關成果2022年6月17日在《科學》雜誌上發表。
節水抗旱稻是指既有水稻的高產優質特性,又有旱稻的節水抗旱特性的一類水稻品種類型。在國家“863計劃”等項目支持下,上海市農業生物基因中心羅利軍研究團隊圍繞水旱稻的遺傳分化、節水抗旱的遺傳與分子機制、節水抗旱稻品種培育和配套技術等方面進行系統研究,挖掘了水稻抗旱基因OsRINGzf1,選育了“旱優73”等節水抗旱稻新品種,大大拓展了水稻種植區域,該項目獲得2020年度國家科技進步獎一等獎。
2022年7月22日,《科學》雜誌發表了中國農業科學院作物科學研究所周文彬研究員團隊牽頭的研究論文,該團隊通過承擔國家重點研發計劃“糧食作物產量與效率層次差異及其豐產增效機理”項目,歷時7年,在水稻中研究發現了水稻高產基因(OsDREB1C),該基因能夠同時提高光合作用效率和氮素利用效率,顯著提高水稻產量,並縮短生育期。
“基因剪刀”為生物育種創新提供新工具
“不與農學結合的生物技術就不是真正的生物技術”,賴錦盛教授感慨地說。他敏銳地找准方向,以玉米和大豆兩大主要農作物為研究對象,開展分子設計育種的基礎研究。2010年以來,賴錦盛教授團隊在國際頂尖雜誌接連發表一系列高水平論文,不斷深化對生物育種的認識。
十年磨劍酬壯志,為的是不再“卡脖子”,志在打贏“翻身仗”。2018年7月30日,賴錦盛教授課題組在玉米基因組學研究上取得重要進展,研究成果在《自然·遺傳》上在線發表,我國玉米基因組學研究更加自信地走在世界最前沿。2021年,賴錦盛教授團隊自主開發的兩把屬於中國的“基因剪刀”——Cas12i和Cas12j獲得專利授權,彌補了我國在基因編輯核心工具領域的技術空白,一舉打破國外對該項技術的壟斷。
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