针对东北粳稻遗传基础狭窄，品种资源匮乏的情况。课题组历时十年，综合运用遗传学、基因组学和育种学等方法，利用籼粳杂交导入籼稻血缘拓宽东北粳稻遗传基础，进而改良东北粳稻。先后探明了东北粳稻的群体结构，明确了籼稻血缘对拓宽东北粳稻遗传基础的作用，在此基础上开展了资源创制和新品种选育的研究。1 率先探明了东北粳稻的群体结构，发现东北粳稻形成两大类群，总体上可以对应为典型粳稻品种群和有籼稻血缘导入的品种群，这种遗传分化主要受籼稻血缘导入量的影响，与品种地理分布有一定关系，但与品种育成时间关系不大。进一步分析发现近代育种改良丰富了东北粳稻的遗传基础，同时发现东北粳型超级稻的选育过程伴随着籼稻血缘含量的适量增加，籼稻血缘主要是通过增加穗粒数实现的东北粳稻产量改良。同时发现引入并累加优良籼稻等位基因能够显著提高东北粳稻的单产，也能拓宽东北粳稻的遗传基础，但目前东北粳稻育种对NRT1.1B和GW2等优良等位基因的利用率较低。上述研究结果从基因组层面上证明了累加优良籼稻等位基因和导入籼稻血缘是拓宽东北粳稻遗传基础，改良东北粳稻的有效途径之一。2剖析了东北粳稻产量及其组分性状的遗传机理，对穂、茎、叶、根的形态及解剖性状，叶绿素等光合生理性状，抽穗期等发育性状，营养品质、加工品质、蒸煮食味品质和米饭特性等品质性状，以及抗冷、抗病和抗氧化等抗逆性状，共125个重要农艺性状进行遗传研究，共检测控制上述性状的数量性状位点482个，发表相关论文40多篇，其中SCI收录7篇。从中筛选出源于籼稻的优良等位基因8个，并针对这8个优良等位基因开发了分子标记，获得2项国家发明专利授权和1项实用新型专利授权。从全基因组角度解析了东北粳稻重要农艺性状的遗传基础，为东北粳稻的分子辅助改良提供了大量有重要应用价值的"育种模块"。同时提出了以含有籼稻血缘的粳稻中间材料为亲本，通过生态选育和穿梭育种进行定向选择，减少籼稻血缘的不利遗传累赘，实现东北粳稻遗传改良的育种方法和选择体系，为提升东北粳稻育种水平提供了重要的理论支撑。3围绕东北粳稻中优良等位基因在分子辅助育种中的应用潜力以及籼稻血缘导入对功能基因应用效果的影响进行了评价。利用2套遗传群体重点考察了直立穗基因EP1与理想株型基因IPA1间的作用，以及粒重基因GS5、糯性基因Wx和氮高效基因NRT1.1B在东北粳稻稻米品质改良过程中的相互作用。同时结合籼稻血缘导入量评估了不同优良等位基因与籼稻血缘的互作，从基因组的角度系统评估了优良等位基因和籼稻血缘及其互作对东北粳稻改良的影响与应用潜力。同时，课题组开发的分子标记和含有目标"分子育种模块"的中间材料不但在课题组内部直接应用，而且被东北稻区多家科研和育种单位引进，用于品种的分子标记辅助改良。截止目前，利用籼稻血缘结合分子标记辅助导入优良等位基因培育出覆盖东北稻区的优质、高产、抗倒伏的优良水稻品系119份，其中有46份参加了各级各类品种区域试验。这些材料中包括大穂资源材料21份，长粒资源材料20份，抗倒伏强秆材料33份，高光效资源材料18份，氮高效资源材料27份。同时，利用籼稻血缘选育了龙稻10、龙稻13、龙稻15、龙稻16、吉粳512、长白19和沈农9903等7个东北粳稻品种，其中龙稻16和沈农9903的选育过程中应用了分子标记辅助决选。此外，龙稻10号和龙稻16号获得了科技部成果转化项目的支持。这7个品种累计推广了1398万亩，平均每亩增产50 kg，增产稻谷6.99亿kg，新增经济效益19.57亿元。

黑龙江省农业科学院耕作栽培研究所

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