摘要：粮食是人类生存之本,也是社会发展和国家稳定的基石.未来世界粮食安全依然面临挑战.分子设计育种是解决未来粮食供应安全的重要途径,但是目前分子设计育种在理论、技术以及规范化方面还存在诸多瓶颈.本文针对未来农业和粮食生产的需求,归纳了我国和全球面临的粮食安全问题、育种技术的发展历程和我国分子设计育种取得的成绩,提出了未来分子设计育种的发展趋势,探讨了我国分子设计育种面临的瓶颈和对策.同时,围绕分子设计育种科技创新中亟需解决的问题,提出了面向2035年的战略布局,以期为我国未来农业的发展提供重要借鉴与参考.

摘要：国以农为本,农以种为先。种业是确保粮食安全乃至国家安全的关键。据联合国粮食及农业组织资料显示,良种是推动全球作物产量显著提升的重要因素,良种增产贡献率在20世纪达到了50%。生物种业是利用各种生物技术培育生物新品种的战略性和基础性核心产业,涉及的育种技术主要包括杂交育种、分子标记辅助育种、转基因育种、基因编辑育种、基因组选择育种和设计育种等。

摘要：传统遗传育种方法是建立在有性杂交的基础上,通过遗传重组和表型选择进行新品种选培。随着所用品种遗传多样性逐步减少,传统育种瓶颈效应愈来愈为明显,利用常规育种技术已经很难育成突破性新品种。生物技术的创新极大地推动了现代育种的发展。随着分子生物学、基因组学、系统生物学、合成生物学等学科的发展和生物技术的不断进步,多学科联合催生了设计育种技术的革新。2017年生物技术发展迅猛,各项技术得到了空前的发展,尤其是基因组编辑技术、单倍体育种、分子设计育种技术的发展,正孕育着一场新的育种技术革命。

摘要："分子模块设计育种创新体系"战略性先导科技专项以水稻为主,小麦、鲤等为辅,利用野生种、农家品种和主栽(养)优良品种等种质资源,综合运用基因组学、系统生物学、合成生物学等手段,解析高产、稳产、优质、高效等重要农艺(经济)性状的分子模块,揭示水稻复杂性状全基因组编码规律,发展多模块非线性耦合理论和"全基因组导航"分子模块设计育种技术,优化多模块组装的品种设计的最佳策略,建立从"分子模块"到"设计型品种"的现代生物技术育种创新体系,为实现全基因组水平多模块优化组装、培育新一代超级品种提供系统解决方案。文章介绍了该专项的背景、总体目标、研究内容、进展及发展展望。

摘要：我国是大豆消费大国,但主要依赖于进口,且进口依存度将持续增加。与国外大豆主要生产国相比,我国大豆单产还有很大差距,提高大豆单产是解决我国大豆危机的关键。加快大豆分子设计育种创新体系建设,引领大豆育种实现跨越式发展,是赶超国外大豆生产的重要途径。2017年我国科学家克隆了一批控制大豆生育期、高产、优质相关性状的重要基因,且在大豆重要性状耦合遗传网络方面取得了重要进展。

摘要：稻米品质改良是水稻育种的重要方面,传统的常规育种方法由于缺乏对目标基因有效检测的手段,无法对稻米品质的基因型进行有效操作,因而品质改良进展缓慢.利用分子标记辅助选择与传统育种技术相结合,可以在对稻米外观品质进行鉴定的同时,对被选个体的基因型进行准确的鉴定.结合品质的测定,可以大大提高育种效率.但是,目前可用于稻米品质分子辅助育种的分子标记很少.稻米品质与淀粉组分密切相关,我们分析了16个典型水稻品种18个在淀粉合成中的重要基因的全基因序列,明确了各个基因在不同种质中的等位变异,设计了51个可以区分不同等位基因变异的分子标记,这可为稻米品质的分子育种提供可靠的依据.