小麥良種科技創新規劃（2016～2020）

小麥良種科技創新規劃（2016～2020）

小麥是我國人民的主要口糧，中國是世界第一大小麥生產國。為貫徹落實《國務院關于加快推進現代農作物種業發展的意見》（國發〔2011〕8號）和《國務院辦公廳關于深化種業體制改革提高創新能力的意見》（國辦發〔2013〕109號），加快小麥種業健康發展，制定本規劃。

1 發展現狀與需求

1.1 現狀與問題

我國小麥種植區劃分為10個主要區域，包括3個春麥區（東北、北部和西北春麥區）、5個冬麥區（北部、黃淮、長江中下游、西南和華南冬麥區）和2個冬春麥兼播區（新疆、青藏）。2014年我國小麥播種面積0.2億hm2，總產達到1.16億t。

我國小麥育種取得了舉世矚目的成績，小麥單產比世界平均高58%（2014年），居國際領先水平。小麥單產提高的因素中，優良品種的貢獻率達50%以上。小麥育種技術不斷創新，20世紀50～60年代以系統選育和雜交育種技術為主，70～80年代細胞工程、遠緣雜交與染色體工程技術、誘變育種得到應用，90年代到本世紀初，輪回選擇育種、分子標記輔助選擇、分子設計等技術與雜交育種相結合，加快了小麥育種進程，為品種產量、綜合抗性、品質等水平的提升提供了有效支撐。隨著生命科學的快速發展，我國完成了小麥A和D 基因組草圖的繪制，克隆了優質、抗逆、抗病、營養高效等重要性狀基因，對其功能進行了較深入的研究，為我國開展大規模、系統性的小麥重要性狀形成的分子基礎研究奠定了基礎。

我國小麥種業穩步發展，年生產小麥種子約47億kg，實際商品化用量約26億kg，商品化率52%，市場規模約110億元，占整個種業市場16%左右的份額。我國小麥種子企業科研能力逐步提高，自育品種不斷增多。部分企業建有固定育種站、新品種聯合測試網點、規模化種子繁殖基地。

我國小麥育種及種業發展主要存在以下問題：（1）資源深度挖掘不夠、評價手段和效率較低，目前栽培小麥只利用了其野生近緣種基因庫中10%～15%的基因資源。（2）育種基礎理論研究滯后，新技術與育種實踐結合不緊密，進一步加強相關基礎研究，加強理論與實踐的結合，對提升我國小麥育種水平至關重要。（3）品種類型尚不能滿足新形勢下多元化需求。單產水平與高產國家相比仍有一定差距，高產與優質、資源高效利用需要進一步協調改良，抗旱節水、養分高效利用、抗病蟲，特別是抗赤霉病等重大病蟲害的品種改良需要進一步加強。（4）小麥種業科研公共服務平臺規模小，精準化表型性狀鑒定技術，高通量、規模化育種技術體系以及網絡化品種測試體系尚未建立。小麥育種小團隊作戰，低水平的重復研究偏多。（5）良種繁育、加工與新品種測試體系亟待改善，種子企業自主創新能力和生產加工能力相對薄弱。

1.2 趨勢與需求

小麥消費增長幅度明顯快于產量增長，供需矛盾凸現。據測算，2030年我國小麥的人均需求量為108.3 kg，總需求量達1.736 4億t，需求量增加30%左右。在耕地面積不能增加、水資源匱乏、自然災害頻發等形勢下，要滿足我國小麥消費需求，保障口糧絕對安全，必須強化種業科技創新、選育重大品種，突破產業化關鍵技術，提升小麥種業競爭力。

1.2.1 規模化挖掘優異基因成為種質資源研究的重點

隨著全球貿易一體化進程的加快，國際間對農業基因資源的爭奪更加激烈，發達國家已投入大量資金進行規模化、高通量發掘作物優異基因資源，其目的就是爭奪作物基因資源的知識產權，壟斷作物種業，在未來基因資源開發的巨大利益中占有更大的份額。

1.2.2 生物技術與常規技術結合使育種定向、精準化

國際上開始大力發展和借助定向設計、現代生物和信息技術、基因操作技術等與傳統育種技術有機結合促進育種的定向化和精準化。定向育種技術、定向設計技術、基因編輯技術以及高通量分子鑒定技術的大力研發是當前育種技術研究的主要內容和趨勢，亦孕育遺傳育種的第三次技術突破。

1.2.3 高產與高效、高產與優質的協調，應對氣候變化等是未來品種育種目標的新要求

工業化和城鎮化進程的加快，農村勞動力的轉移，水地旱作和機械化生產方式的發展，環境污染認知增強，世界氣候的變化以及生物協同進化不可逆規律影響，給小麥育種目標提出了新的需求。除了高產之外，資源高效利用、優質抗病（抗赤霉病等）、抗旱耐寒耐熱等品種選育將成為未來小麥品種選育的必然方向和目標。

1.2.4 育繁推一體化是種業發展的大趨勢

隨著國家科技體制改革的發展，國家科研機構集中于種質資源、育種材料等種業的公益性、基礎性研究，大型種業公司將專注于品種開發、技術改良、產業化、技術輸出等應用型研究，兩者的銜接融合，實現小麥產業的利益最大化成為未來發展的必然趨勢。

2 規劃思路與原則

2.1 規劃思路

圍繞國家重大需求，按照現代種業全產業鏈進行頂層設計，統籌規劃，以“種質資源研究與新基因發掘，關鍵育種技術研究，突破性新品種創制，品種測試與試驗示范，良種的制（繁）種，種子加工與質量控制”六大任務為重點，以產業、產品為導向，以發展高新技術驅動產業發展，充分發揮市場在種業資源配置中的決定性作用，構建中國特色的產學研用緊密合作、科企深度融合，多學科多領域協同創新的國家小麥良種重大科研聯合攻關模式，提高企業自主創新能力，著力解決種業重大科技和產業問題，為確保國家糧食安全，提高種業國際競爭力提供強有力的科技支撐。

2.2 基本原則

2.2.1 堅持種業全產業鏈系統布局

系統規劃基礎研究、應用研究和產業研究的重點任務，注重基礎性、前瞻性與應用性、產業性科技項目的有機結合和相互支撐，發揮科教單位和種業企業兩個作用。

2.2.2 堅持品種產業應用導向

著力解決影響或制約小麥生產的關鍵限制因素，培育突破性小麥新品種并大面積應用，為農業可持續發展提供科技支撐。

2.2.3 堅持國家需求與市場導向緊密銜接

堅持遵循市場經濟規則，體現國家戰略目標，注重新技術創新驅動產業發展，構建新型科企深度合作的小麥育種創新體系，大幅提升種業創新能力和國際競爭力。

3 規劃目標

3.1 總體目標

瞄準國際發展前沿和國家重大需求，充分利用現代生物技術和信息技術研究成果，在規模化、高通量的評價、篩選種質資源的基礎上，加強新技術與傳統育種技術的結合，實現分子育種應用的突破，解決制約我國小麥育種水平提高的瓶頸問題，為小麥種業提供技術支撐。在5～10年內，強化小麥高產、多抗、優質、資源高效利用等性狀的協同改良，培育一批重大突破性新品種。推進小麥種業的體制改革和機制創新，整合小麥種業資源，快速提升小麥種業科技創新能力和企業競爭力，構建科企聯盟的育繁推一體化現代小麥種業體系，全面提升我國小麥產業發展水平，為國家口糧安全提供科技保障。

3.2 具體目標

3.2.1 基因挖掘與種質創新

鑒定評價麥類種質資源6 000份，建成具有國際領先水平的種質資源中心；發掘抗旱、耐鹽堿、抗病蟲、資源高效利用、產量、品質等相關性狀的基因，開發實用的分子標記并克隆相關的重要功能基因50個。創制優異育種新材料200份以上。

3.2.2 核心技術

建立精準表型和基因型鑒定體系，完善生物技術與傳統育種技術相結合的分子育種技術體系，實現育種技術應用的新突破。構筑科學、高效、公正、現代化的公益性品種測試體系，規模化良種生產與繁殖技術體系，種子檢測技術體系。建成一批高水平技術創新平臺和品種培育基地，形成市場導向的種業技術創新鏈。

3.2.3 品種創制與示范

在5～10年內，強化高產、多抗、優質、資源高效利用等性狀的協同改良，培育一批具有重大突破的小麥新品種，實現主要麥區品種更新換代1次。育成新品種50個，常規品種單產比現在生產應用品種提高3%～5%，雜交種單產提高10%～15%。其中年種植面積66.7萬hm2以上品種3～5個，年種植面積33.3萬hm2以上品種8～10個，年種植面積13.3萬hm2以上品種25～28個。良種示范推廣0.1億hm2。

3.2.4 企業培育

培育2～3個具有國際競爭力的育繁推一體化現代種業集團，企業研發投入強度達到銷售收入10%以上。

4 主要攻關方向

4.1 種質資源研究與新基因發掘

開展小麥種質資源重要性狀精準鑒定與評價；研究遺傳資源多樣性、生態適應性及進化等，創制具重要應用價值的新種質；研究小麥基因組變異，鑒定新基因和調控元件，發掘高產、優質、抗病、抗蟲、抗逆、資源高效利用等優良新基因，解析重要性狀形成的遺傳機理與調控網絡。

4.2 關鍵育種技術研究

重點開展分子標記、全基因組選擇、強優勢組合選育、航天誘變、染色體與細胞工程、基因組編輯等育種技術研究；強化小麥高通量性狀鑒定、評價技術研究，加快高通量小麥重要功能標記開發及檢測技術研究與利用，建立多生態區網絡測試體系，提高育種效率，創制新種質，培育新品種（組合）。

4.3 突破性新品種創制

強化高產、多抗、優質、資源高效利用等性狀的協同改良，培育一批具有重大突破的，滿足市場多樣化需求的高產穩產抗病優質小麥新品種。加強新技術與傳統育種技術的結合，實現分子育種技術應用的突破。

4.4 品種測試與試驗示范

開展品種測試研究，優化試點布局，改進試驗技術，完善試驗手段，提高測試承載能力，提升品種測試的信息化、機械化、智能化水平。建立新品種高產高效栽培技術研發集成與展示基地。

4.5 良種的制（繁）種

開展良種生產與繁殖技術研究，建設標準化、規模化制（繁）種基地，完善小麥原種生產技術操作規程，研究二系雜交小麥制種核心技術。

4.6 種子加工與質量控制

強化種子加工與質量控制技術研究，研究制定種子加工與質量控制技術標準；研究種子加工中的烘干、倉儲、包衣等關鍵技術問題，建立種子加工技術體系和技術規范。完善全程種子質量控制體系，建立種子檢測技術體系和規范。

5 重點任務

5.1 小麥種質資源挖掘與材料創新

開展規模化種質資源的基因型和表型精準鑒定，揭示產量、品質、水肥高效、理想株型、耐逆、抗病蟲等重要性狀基因的優異等位變異及其遺傳效應，開發實用分子標記，搭建高效的種質資源和育種信息共享平臺；發掘具有育種利用價值的優異種質資源，創制一批超高產、抗病蟲害（尤其是抗赤霉病）、抗逆性（倒春寒、干旱、干熱風等）強等急需的新種質。拓寬小麥種質資源的遺傳基礎，強化生態遠緣、遺傳遠緣、地理遠緣品種間和不同雜種優勢群間基礎材料的創新，創制優異雜交小麥新種質。

5.2 小麥功能基因組研究

開展以功能基因組為核心，涵蓋表觀基因組、轉錄組、蛋白質組和代謝組的生物組學研究，揭示關鍵發育進程、栽培措施、生物和非生物脅迫因子等因素調控基因組表達的規律與機制，規模化地鑒定有重要功能與應用前景的基因、蛋白質和代謝途徑，明確異源多倍體小麥中不同基因組之間的互作與基因表達改變和性狀表現的關系，為在全基因組水平上協調設計和改良小麥品種提供理論指導和優異資源。

5.3 小麥重要性狀的遺傳解析與分子基礎

針對復雜農藝性狀（產量、品質、養分高效、耐逆、抗病蟲等）開展研究，鑒定出對目標性狀有重要調控作用的主效基因，深入解析多倍體基因組中重要基因行使功能的遺傳網絡，挖掘關鍵不育基因和恢復基因，研究小麥光溫敏雄性不育和恢復性遺傳機理。明確復雜農藝性狀變異的分子基礎及其與多倍體小麥進化和馴化的關系，為小麥遺傳改良提供理論指導和優異基因資源。

5.4 小麥分子設計育種

完善細胞工程、航天生物誘變工程、多基因分子聚合，安全、高效、規模化的基因操作與基因組編輯等技術，與常規育種技術的緊密結合，形成多基因組裝技術體系。構建分子設計育種相關數據庫，研發相關育種軟件和模式，提出最佳育種方案，并用于指導育種實踐，培育出突破性小麥新品種（組合）。

5.5 遠緣雜交與分子染色體工程育種

研究高效附加、代換、削減和易位等染色體操作方法和技術、高效外源染色體片段和基因組準確識別和跟蹤技術，健全分子染色體工程育種技術體系；通過遠緣雜交和分子染色體工程等技術的高效融合，創制高產、優質、抗逆、抗病蟲、抗穗發芽等優異種質，培育高產、優質、抗赤霉病、兼抗白粉病和條銹病的新品種。

5.6 突破性新品種創制

基于小麥各生態區的優勢與特點，通過對形態建成與生理特性的遺傳改良，選育產量水平大幅度提高的超高產小麥新品種；通過對品質性狀的遺傳改良，選育符合市場需求的優質專用小麥新品種；通過對氮、磷、鉀養分吸收與代謝功能相關性狀的遺傳改良，選育養分利用效率顯著提高的高效高產小麥新品種；通過對主要病害抗性的遺傳改良，選育多抗高產小麥新品種；通過對水分利用與抗（耐）水分脅迫相關性狀的遺傳改良，選育節水抗旱新品種。

5.7 雜種優勢機理及強優勢小麥雜交種創制

解析小麥雜種優勢形成的遺傳及分子基礎。針對不同麥區的生態特點和需求，以光溫敏二系法技術為主體，兼顧三系、化殺等其他途徑，利用小麥生態遠緣、冬春雜交和遺傳遠緣等模式，開展新型小麥雜種優勢群構建，配制強優勢雜交小麥新組合。通過開展穿梭育種和多生態區的聯合鑒定，篩選適宜不同生態區的抗旱節水、高產優質、抗逆廣適、資源高效利用、抗病以及適于中低產區的強優勢小麥雜交種；研究不育系和恢復系鑒定評價技術，創制農藝性狀優良、配合力高、開花習性和制種性狀優良的不育系和恢復系；研究新型不育系、強優勢雜交親本選育技術和強優勢、廣適雜交種組配新模式，進一步完善二系雜交小麥技術體系。

5.8 規模化測試平臺建設

在主要麥區建立高通量基因型檢測中心，通過深度轉錄組測序，明確其在生長發育關鍵階段、不同生長環境中的基因表達特征和差異。應用基因組編輯以及基因誘變技術，開展規模化基因修飾和等位突變體定向篩選，建立各種突變體的資源信息庫，并實現資源共享。建立株型與高產生理、抗旱節水、抗寒（冷）、氮磷鉀高效利用、抗穗發芽、抗赤霉病、抗葉部及根莖部病害和抗病毒病等重要性狀精準化、規模化表型鑒定平臺。研究開發農藝性狀采集、小區播種及測產系統，研發區域試驗管理及數據處理軟件系統，構建國家品種評測指標數據庫。研究雜交種多生態區性狀評價技術和鑒定指標。

5.9 良種繁育和雜交小麥制種

研究常規小麥“三圃制”原種繁育技術，形成企業原種生產技術規程；建立一批規模化、專業化良種繁育基地，單個基地0.1萬～0.3萬hm2；完善基地的農田基礎設施和農業機械設備，實現種子生產的規模化和機械化，提高生產用種安全保障能力。研究雜交小麥高效親本繁殖和制種技術、親本保純及繁育技術、機械化制種技術，建立雜交小麥的規模化高效制種技術體系；研究雜交小麥良種生產綜合技術標準和規范；創新雜交小麥制（繁）種、生產加工和質量控制技術，建立雜交小麥良種質量控制體系。

5.10 種子加工與質量控制

開展準確、快速、高通量的種子質量和種子活力檢驗檢測技術研究，建立種子檢測技術體系和規范；研究小麥種子倉儲環境、病原微生物、鼠害和蟲害無公害防控技術；開展小麥種衣劑成份、輔料及包衣工藝和機械研究，建立種子包衣技術體系和規范；開展提高種子活力、精選分級、種傳和土傳病蟲害防控、種子包裝、包裝材料和包裝工藝流程等種子處理、加工工藝關鍵技術研究，建立小麥種子加工技術體系和規范。研究先進適用種子生產加工設備。

（本刊輯）