技术原理及工艺路线
(1)技术成果的研究背景 Research background 巴基斯坦位于南亚次大陆西北部,是典型的农业国家。小麦是巴基斯坦最重要的粮食作物。据联合国粮食及农业组织(FAO)统计,巴基斯坦近五年(2014-2018年)年均小麦收获面积907.9万公顷,年均总产2568.97万吨,平均单产2.83吨/公顷,其单产较低,为我国同期(5.386公斤/公顷)的52.6%。尼泊尔是南亚山区内陆农业国家,小麦是尼泊尔的主要粮食作物。据FAO统计,近五年(2014-2018年)尼泊尔年均小麦收获面积74.1万公顷,年均总产188.5万吨,平均单产2.545吨/公顷,单产仅为我国同期(5.386公斤/公顷)的47.3%。巴基斯坦与尼泊尔小麦单产低的主要原因是科技创新能力弱,高产优质的小麦优良品种缺乏。 中科院成都生物研究所自1958年建所以来长期开展小麦遗传育种研究,在小麦高产、稳产、抗逆、优质等性状的相关关键基因挖掘,新材料、新种质的创制,突破性小麦新品种的培育等多方面,都具有较强的研究基础。已创制储备了一批各具特色的新材料(抗病、抗逆、优质和高产等)及分子标记,获得了聚合多个优异基因的新品系,十三五期间已选育省级审定的高产优质小麦新品种17个。 (2)技术成果的研究内容 Research contents 本技术成果拟对巴基斯坦、尼泊尔的小麦品质与产量进行遗传改良。其关键技术是小麦产量品质的定向遗传改良技术。 (3)主要研究目标 Main Research Objectives 1)充分利用成都生物所主导成立的“一带一路”国际科学组织稻麦品种技术创新与转移联盟(ANSO-RWIT)的平台优势,将我们的小麦品种在巴基斯坦与尼泊尔进行试种鉴定、高产示范和推广,扩大我国小麦品种在巴基斯坦与尼泊尔的影响力。 2)联合调查和收集巴基斯坦与尼泊尔小麦资源,并围绕“高产、抗病、优质”目标,对资源进行评价鉴定,发掘优良基因,以巴基斯坦与尼泊尔当地主栽品种为遗传背景开展分子育种,为小麦品种创新提供新材料。 3)在巴基斯坦与尼泊尔推广我们的高产优质小麦品种,提高巴基斯坦与尼泊尔粮食产量和品质,促进巴基斯坦与尼泊尔农业经济发展。并以合作研究形式培训、培养巴基斯坦与尼泊尔农业科研人才,提高巴基斯坦与尼泊尔小麦品种技术创新转移能力。 (4)具体的研究内容 Specific research content 1) 小麦品种的引种试验、栽培技术研究、高产示范、审定和推广 每年选取我们育成的数十个小麦品种(系),在巴基斯坦与尼泊尔多地开展引种鉴定与品种比较试验;筛选出高产优质抗病新品种(系)2-3个,扩大种植面积,进行示范观摩,并推动其在巴基斯坦与尼泊尔的审定和推广。 2) 巴基斯坦与尼泊尔小麦种质资源的联合调查、收集、评价与创新 巴基斯坦与尼泊尔是属亚热带、温带地区,拥有较丰富的小麦资源,特别是一些特异的抗逆境资源材料。本项目将联合巴基斯坦食品与农业核能研究所、尼泊尔农业研究委员会国家农业研究中心、尼泊尔农林大学等研究人员对巴基斯坦与尼泊尔的小麦种质资源开展调查和收集工作;同时对这些资源进行评价、鉴定、优良基因发掘和创新利用研究。 3) 高产优质小麦新品种的选育 以巴基斯坦与尼泊尔本地主栽品种为遗传背景,利用分子育种技术导入我国小麦品种的优质高产抗病基因,提升巴基斯坦与尼泊尔小麦的产量与品质;同时利用分子育种技术,将发掘、定位、克隆的优异基因引入到我国小麦育种材料,创制小麦分子育种新材料。 (5)技术成果的具体技术路线
技术成熟度分析
1) 利用分子育种技术,我们已育成了多个高产优质的小麦品种,十三五期间已选育省级审定小麦新品种17个。2) 前期我们的小麦品种在巴基斯坦、尼泊尔小面积试种表现良好。3) 我们对育成品种有相应成熟的高产优质栽培技术。4) 我们有以成都生物所作为理事长单位、牵头成立的“一带一路”国际科学组织稻麦品种技术创新与转移联盟(ANSO-RWIT)平台基础。该联盟成员单位有来自中、老、缅、泰、马来西亚和尼泊尔等14个“一带一路”国家30多家单位。
技术适应性分析
本技术成果适用的具体领域为农作物品质与产量的遗传改良,其主要限定条件为各国的具体气候生态条件与农业生产条件。 巴基斯坦与尼泊尔的小麦主产区位于北纬30°附近,与中科院成都生物研究所所在的四川省相近,有相似的温热资源,种植的都是秋冬季播种的春性(半冬性)小麦。所以本技术成果在巴基斯坦与尼泊尔小麦主产区应有较好的适用性,这从前期我们的技术成果在两国的小面积试种的良好表现上可以得到验证。针对各国不同的气候生态条件,要选择相应的小麦品种与栽培技术;先进行小面积的引种示范,再进行大面积的推广应用。 在不同的农业生产条件下,小麦产量与品质会有一定的差异。我们可选择不同基因型的品种,配合相应的栽培技术,来适应不同的农业生产条件。
技术稳定性分析
本技术成果的小麦品种是我们经过多年多代的选择培育而成的,其遗传世代都在F10代及以上,具有非常高的遗传稳定性,在适宜的生态区域都能保持较高的产量与稳定的品质。
技术安全性分析
本技术成果在应用中不存在发生污染、易燃易爆高毒性物质泄露等环境、安全事故的风险,以及上游资源限制、配套设施不完善、市场接受度不高等系统风险。