Molecular PlantRice2035: A decadal vision for rice research and breeding
MP。没想到水稻这一重要作物整整晚了一年发表~
背景与挑战
：
：
- • 气候变化加剧
- • 资源限制（水、肥料、农药等）
- • 产量与抗性之间的权衡
![]()
图1. 水稻种植与生产。（A-B）1961年和2023年世界、五个不同大洲以及印度和中国两个国家的水稻产量（A）和种植面积（B）。（C）世界水稻年产量和总产量。（D-E）中国化肥（D）和农药（E）的年消费量。（F）不同育种时期2,471份中国籼-籼杂交稻的籽粒品质变化。
历史成就回顾
- SD1• 使水稻单产潜力翻倍
- • 两系法（光温敏核雄性不育）
- • 图位克隆技术克隆了1000多个功能基因
- • 泛基因组研究揭示遗传变异
![]()
图2. 不同育种时期检测杂交稻中数量性状核苷酸（QTNs）的基因型频率。三个籽粒品质控制基因（Chalk5、Waxy和ALK）中四个QTNs的基因型频率，2,471份中国籼-籼杂交稻不同育种时期产量相关基因（NAL1、GS3和GW5）中三个QTNs的基因型频率，以及67份中国籼-粳杂交稻不同育种时期IPA1基因中两个QTNs的基因型频率。
2035年育种目标："两增两减"
：
- 增产• ：改善食味品质和营养品质（低升糖指数、高抗性淀粉、富含微量元素等）
：
- 减投• ：减少生物胁迫（病虫害）和非生物胁迫（极端天气）造成的产量损失
![]()
图3. 水稻2035"两增两减"育种目标。"两增"指产量提升和品质改良，"两减"指减少化肥和农药投入，以及减少灾害造成的产量损失。
实现目标的技术路径
1. 遗传变异的创制（Generating）
- 挖掘自然变异• ：EMS、γ射线等诱导突变
- 定向诱变• ：构建代谢通路，生产高附加值产品
- 基因编辑2. 遗传变异的解析（Characterization）
- 饱和诱变• ：预测突变对蛋白功能的影响
- 比较基因组学• ：整合基因组、转录组、蛋白组、代谢组数据
- 非编码区解析• ：高通量、精准表型采集技术
3. 遗传变异的利用（Utilization）
- 快速基因聚合• ：环境控制加速世代进程（一年4-6代）
- AI表型预测• ：通过无融合生殖固定杂种优势
- 从头驯化
![]()
图4. 实现水稻2035遗传变异的创制、解析和利用三大核心要素。该示意图展示了作物育种的三个核心要素——遗传变异的创制、解析和利用，并简要概述了相关的技术方法。
关键性状研究方向
- 产量• ：营养品质多样化，低重金属积累，延长种子储藏期
- 生物胁迫• ：全生育期耐旱、耐盐碱、耐高低温
- 养分效率• ：引入C4光合特性
- 轻简栽培
结论
![]()
欢迎加入生信AI育种交流群，一群已满，请添加小编微信拉你加入二群，请备注“姓名-单位”，方便交流~~~
![]()
