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學術講座︰多倍體野生稻的快速從頭馴化

學術舉辦時間 2021年4月16日(周五)上午9:00 學術舉辦地點 廣州大學行政西二樓會議廳
主講人 著名植物分子遺傳學家︰李家洋 主題 多倍體野生稻的快速從頭馴化

報告人︰李家洋

間︰2021年4月16日(周五)上午9:00

點︰廣州大學行政西二樓會議廳

報告人簡介︰


李家洋,著名植物分子遺傳學家,中國科學院院士、美國國家科學院外籍院士、德國科學院院士、英國皇家學會外籍會員、發展中國家科學院院士、國際歐亞科學院院士、歐洲分子生物學組織外籍成員、美國植物生物學家協會終身會員。曾先後獲國家自然科學獎一、二等獎、發展中國家科學院講演獎、長江學者成就二等獎;研究成果入選2010年中國和世界十大科技進展;2018年獲得第三屆未來科學大獎生命科學獎。

先後擔任中國科學院遺傳研究所所長、中國科學院遺傳與發育生物學研究所所長、中國科學院副院長、黨組成員、農業部黨組成員及副部長,中國農業科學院院長,中共第十八屆中央候補委員。現任中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員、博士生導師,第十三屆全國人大農業與農村委員會副主任委員,第十三屆全國人民代表大會常務委員會委員,第十三屆全國人民代表大會代表。

主要研究植物激素的合成途徑與作用機理,著重于闡明高等植物株型形成的分子機理,並致力于水稻的分子品種設計,培育高產、優質、多抗、高效的水稻新品種。在CellNatureScience等頂級刊物上發表多篇研究論文。

報告內容︰

水稻是世界最主要的糧食作物之一,為全世界一半以上的人口提供主糧。隨著人口的快速增長,如何進一步提高水稻單產,從而滿足糧食需求,是亟待解決的嚴峻問題。

當前的栽培稻是從祖先二倍體野生稻經過數千年的人工馴化而來。除了二倍體栽培稻,稻屬還有其它25種野生植物,其中異源四倍體野生稻具有生物量大、自帶雜種優勢、環境適應能力強等優勢,但同時也具有非馴化特征,無法進行農業生產。

為攻克創制多倍體水稻新作物的難題,李家洋院士所帶領的研究團隊首次提出異源四倍體野生稻快速從頭馴化的新策略,分為“四個階段”︰第一階段,收集並篩選綜合性狀最佳的異源四倍體野生稻底盤種質資源;第二階段,建立野生稻快速從頭馴化技術體系,其中包括三個核心點,即高質量參考基因組的繪制和基因功能注釋,高效遺傳轉化體系,高效基因組編輯技術體系;第三階段,品種分子設計與快速馴化,包括重要農藝性狀基因注釋及基于基因組信息的品種分子設計,重要農藝性狀基因的功能驗證,多基因編輯及聚合,及田間綜合性狀評估;第四階段,新型水稻作物推廣應用。

以這一策略為藍圖,該團隊首先選出一份高稈野生稻資源PPR1;然後突破了多倍體水稻遺傳轉化體系、基因組編輯技術體系、四倍體野生稻參考基因組等技術瓶頸,進一步注釋了馴化基因及農藝性狀基因,系統分析其同源性,並進一步對PPR1中控制落粒性、芒長、株高及生育期的同源基因進行了基因組編輯,成功創制了落粒性降低、芒長變短、株高降低和抽穗時間不同程度縮短的各種基因編輯材料。最終證明該團隊提出的異源四倍體野生稻快速從頭馴化策略高度可行,對未來創制培育新的作物種類從而保障糧食安全具有重要意義。

下一條︰教育學院“廣大行知論壇”系列講座第194期

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