后基因组时代基于选择导入系的水稻设计育种策略

石英尧, 马赛, 曾威*, 郝芷圻, 李思敏, 王文生, 黎珉*

(1.安徽农业大学农学院, 合肥 230036; 2.中国农业科学院作物科学研究所, 北京 100081)

水稻(OryzasativaL.)是我国乃至世界上较为重要的粮食作物之一，是全世界超过30%以上的人口的主要食物来源。我国人口在未来20年仍将继续增长，对粮食的需求持续增加，但我国耕地面积却在不断减少，未来10年单产必须提高15%以上才能确保我国的粮食安全[1-2]，因此，水稻的安全生产对保障我国粮食安全具有重要的战略意义。水稻的两次“绿色革命”使产量取得了两次重大飞跃[3]：20世纪60年代，矮化育种的“绿色革命”解决了大量施肥导致的植株倒伏和减产问题，水稻单产大幅度提升；20世纪70年代，杂交水稻的三系配套将水稻产量又推向了一个更高的水平。传统水稻育种主要分为优异亲本组配获得育种群体、优良后代选择、优良后代培育为新品种[4]。

进入21世纪，水稻生产面临着新的挑战，不断增长的人口与耕地面积和水肥资源的矛盾日益突出。随着全球气候环境不断恶化，自然灾害如干旱、盐渍、高温热害、病害、土壤贫瘠严重影响了粮食安全[5]。传统育种消耗大量的人力、物力，一般需要6～8年才能培育出一个优异品种，难以满足水稻育种的需要。复杂数量性状(如产量和抗逆性)一般由微效多基因控制，同时受遗传背景和环境影响，功能基因组学成果难以直接应用于育种实践中，如何突破传统遗传育种技术的瓶颈，充分利用水稻种质资源的遗传变异，设计不同生态地区的水稻新品种所需要的广适性品种已经成为亟需解决的重大科学问题。……