編者按：

“七大農(nóng)作物育種”重點(diǎn)專項(xiàng)（以下簡(jiǎn)稱“育種專項(xiàng)”）按照“加強(qiáng)基礎(chǔ)研究、突破前沿技術(shù)、創(chuàng)制重大品種、引領(lǐng)現(xiàn)代種業(yè)”的總體思路，依據(jù)總體目標(biāo)部署了優(yōu)異種質(zhì)資源鑒定與利用、主要農(nóng)作物基因組學(xué)研究、育種技術(shù)與材料創(chuàng)新、重大品種選育、良種繁育與種子加工五大任務(wù)，貫通基礎(chǔ)研究、共性關(guān)鍵技術(shù)研究、集成示范3 個(gè)層面。 項(xiàng)目實(shí)施5年來(lái)，育種專項(xiàng)在基礎(chǔ)研究、新材料創(chuàng)制及新品種選育等研究成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用、人才培養(yǎng)及平臺(tái)建設(shè)等方面成效顯著，在生物技術(shù)平臺(tái)開(kāi)發(fā)、種質(zhì)資源創(chuàng)制與鑒定、優(yōu)良基因挖掘和產(chǎn)量性狀形成的分子基礎(chǔ)等領(lǐng)域均取得了一系列突破性研究進(jìn)展，形成了一批有重要應(yīng)用前景的突破性研究成果。

單倍體育種高效技術(shù)體系構(gòu)建與應(yīng)用

單倍體育種技術(shù)體系為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。

玉米方面，率先精細(xì)定位并獨(dú)立克隆了兩個(gè)玉米單倍體誘導(dǎo)關(guān)鍵基因，發(fā)明了誘導(dǎo)系分子育種方法，育成系列高頻單倍體誘導(dǎo)系；首次提出基于籽粒油分鑒別單倍體的技術(shù)原理，實(shí)現(xiàn)了單倍體鑒別的自動(dòng)化，開(kāi)辟了鑒別技術(shù)新途徑；建立了工程化純系生產(chǎn)技術(shù)體系，突破單倍體加倍技術(shù)瓶頸，打破傳統(tǒng)選系模式，并在全國(guó)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。

油菜方面，國(guó)際上首次創(chuàng)制出具有雙單倍體誘導(dǎo)特性八倍體油菜誘導(dǎo)系，表現(xiàn)出替代油菜傳統(tǒng)的小孢子培養(yǎng)技術(shù)的前景，在油菜及十字花科蔬菜親本創(chuàng)制、品種選育、遠(yuǎn)緣雜交、基因編輯中廣泛應(yīng)用。

小麥方面，建立了基于小麥玉米雜交的小麥雙單倍體高效生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程，年產(chǎn)小麥雙單倍體不少于2萬(wàn)個(gè)，突破了從小麥玉米雜交“單倍體產(chǎn)生”到“單倍體生產(chǎn)”的系列關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，成功應(yīng)用于小麥溫光敏核不育系、恢復(fù)系、常規(guī)品種的高效創(chuàng)制及雙單倍體群體構(gòu)建等。蔬菜方面，建立了大白菜游離小孢子規(guī)模化培養(yǎng)技術(shù)，創(chuàng)制了高維生素C、高β胡蘿卜素的桔紅心和高花青苷的紫色葉球雙單倍體系300余份，獲得抗性等綜合性狀優(yōu)良的優(yōu)勢(shì)材料8份。

玉米單倍體育種技術(shù)體系是我國(guó)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的研究成果，該技術(shù)的應(yīng)用激發(fā)了我國(guó)種業(yè)研發(fā)的活力，所選育的雜交種得到大面積推廣，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)利益。油菜雙單倍體誘導(dǎo)系在十字花科蔬菜上的利用，可改變我國(guó)部分優(yōu)良十字花科蔬菜受制于國(guó)外的瓶頸。

完成單位：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、北京市農(nóng)林科學(xué)院、云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所等

高產(chǎn)高效協(xié)同機(jī)制助推新綠色革命

首次從表觀遺傳學(xué)角度闡明氮素調(diào)控水稻分蘗生長(zhǎng)的作用機(jī)制，從分子水平上揭示了“綠色革命”矮稈品種在高肥條件下增產(chǎn)的原因?？寺×怂靖弋a(chǎn)和氮肥高效利用協(xié)同改良的關(guān)鍵基因，揭示了赤霉素信號(hào)傳遞途徑調(diào)控水稻產(chǎn)量的新機(jī)制，并從分子水平闡明了“綠色革命”水稻小麥品種高產(chǎn)和氮肥高效利用難以協(xié)同改良的原因，并提出了通過(guò)調(diào)控植物生長(zhǎng)-代謝平衡實(shí)現(xiàn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的一種育種新策略。

針對(duì)我國(guó)玉米品種不耐密現(xiàn)狀，首次從玉米野生種大芻草中克隆了控制玉米緊湊株型、密植增產(chǎn)的關(guān)鍵基因，建立了玉米緊湊株型的遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。玉米緊湊株型的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的建立為玉米理想株型分子設(shè)計(jì)育種、培育耐密高產(chǎn)品種提供了理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。玉米野生祖先種大芻草優(yōu)良等位基因的發(fā)掘和利用是拓寬玉米種質(zhì)遺傳基礎(chǔ)、打破育種瓶頸的有效途徑。

面向國(guó)家糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求，這些創(chuàng)新性研究成果為克服“綠色革命”的弊端和突破農(nóng)作物“少投入、多產(chǎn)出、保護(hù)環(huán)境”的可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的育種瓶頸問(wèn)題提供了理論基礎(chǔ)，也為兼顧國(guó)家糧食安全與環(huán)境安全提供了解決方案。

完成單位：中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)等

農(nóng)作物抗病基因克隆與信號(hào)解析及育種應(yīng)用

深入解析了廣譜抗病受體激發(fā)廣譜抗病的信號(hào)通路，通過(guò)激發(fā)植物的防衛(wèi)反應(yīng)繼而提高植物的廣譜抗病性，填補(bǔ)該領(lǐng)域研究空白。目前，已經(jīng)有40多家育種單位利用該抗病基因組合選育并通過(guò)審定的抗病新品種8個(gè)，累積推廣2280多萬(wàn)畝。

在我國(guó)特有的廣譜持久抗小麥赤霉病資源蘇麥3號(hào)中克隆出抗赤霉病基因Fhb1，為培育抗赤霉病小麥提供有重要價(jià)值的基因和分子標(biāo)記,已經(jīng)選育抗赤霉病小麥品系37個(gè)，被無(wú)償分發(fā)到全國(guó)58家育種單位，其中選育的6個(gè)品系進(jìn)入預(yù)試或區(qū)試，1個(gè)品系進(jìn)入推廣應(yīng)用階段，具有巨大的推廣應(yīng)用潛力。

解析了水稻中受體激酶在細(xì)胞死亡和水稻先天免疫反應(yīng)中的調(diào)控機(jī)制，揭示了相關(guān)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，為水稻廣譜抗病分子育種提供了新的理論基礎(chǔ)。

農(nóng)作物抗病基因克隆與信號(hào)解析的系列成果不僅為控制我國(guó)口糧重要病害提供抗病基因資源，也為有效解決農(nóng)作物育種的難題提供理論與技術(shù)支持，對(duì)保障我國(guó)口糧安全有重要戰(zhàn)略意義，也是我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)綠色發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求。

完成單位：中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所等

農(nóng)作物抗蟲(chóng)基因克隆與信號(hào)解析及育種應(yīng)用

發(fā)掘多個(gè)抗蟲(chóng)基因，闡明了水稻抗蟲(chóng)分子機(jī)制。解析了首個(gè)被克隆抗褐飛虱基因的功能，發(fā)現(xiàn)其與轉(zhuǎn)錄因子的相互作用，增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄因子的穩(wěn)定性，進(jìn)而激活受體樣細(xì)胞質(zhì)激酶基因和胼胝質(zhì)合酶基因的轉(zhuǎn)錄，從而產(chǎn)生抗蟲(chóng)性；揭示了調(diào)控類黃酮的合成介導(dǎo)褐飛虱抗性的新機(jī)制；闡明了油菜素內(nèi)酯通過(guò)整合水楊酸和茉莉酸途徑負(fù)調(diào)節(jié)水稻褐飛虱抗性的信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

首次揭示水稻與害蟲(chóng)通過(guò)調(diào)控內(nèi)源5-羥色胺生物合成進(jìn)行“軍備競(jìng)賽”的機(jī)制。發(fā)現(xiàn)源自分支酸的5-羥色胺和水楊酸的生物合成存在相互負(fù)調(diào)控，褐飛虱、二化螟取食感蟲(chóng)品種可促進(jìn)5-羥色胺合成相關(guān)基因表達(dá)，增加5-羥色胺含量，減少防御激素水楊酸含量，降低抗蟲(chóng)性；但抗蟲(chóng)品種中相關(guān)基因的表達(dá)不受害蟲(chóng)取食誘導(dǎo)，導(dǎo)致水楊酸含量升高而5-羥色胺含量降低，從而增強(qiáng)抗蟲(chóng)性。

對(duì)二化螟和褐飛虱的防治長(zhǎng)期依賴農(nóng)藥，既破壞環(huán)境又增加生產(chǎn)成本。目前僅克隆了少數(shù)幾個(gè)抗褐飛虱基因，而水稻抗螟蟲(chóng)基因尚未見(jiàn)報(bào)道。上述害蟲(chóng)與寄主互作機(jī)制解析為抗蟲(chóng)育種提供了新思路。克隆并功能解析抗蟲(chóng)基因，將為抗性育種提供重要基因資源及理論指導(dǎo)。在抗性基因發(fā)掘基礎(chǔ)上，構(gòu)建高效抗蟲(chóng)分子育種平臺(tái)，創(chuàng)制一批抗蟲(chóng)水稻新品系，為抗蟲(chóng)品種的培育奠定了基礎(chǔ)。

完成單位：中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心、武漢大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所、浙江大學(xué)等

水稻亞種間雜種優(yōu)勢(shì)利用技術(shù)及超高產(chǎn)重大品種培育

通過(guò)半高稈高生物產(chǎn)量超高產(chǎn)新株型模式構(gòu)建、亞種間雜種優(yōu)勢(shì)利用技術(shù)創(chuàng)新和特異種質(zhì)新材料創(chuàng)制，攻克亞種間雜種不育、產(chǎn)量性狀相互制約等育種難題，突破了水稻超高產(chǎn)與不同稻區(qū)生態(tài)條件限制的技術(shù)瓶頸，創(chuàng)造所屬生態(tài)區(qū)水稻超高產(chǎn)紀(jì)錄。一是強(qiáng)優(yōu)勢(shì)雜交中稻“超優(yōu)千號(hào)”大面積示范分別于2017年和2018年創(chuàng)造了高緯度稻作區(qū)畝產(chǎn)1149.02公斤和低緯度亞熱帶稻區(qū)畝產(chǎn)1152.3公斤的世界紀(jì)錄；二是“春優(yōu)927”，在區(qū)試中比對(duì)照增產(chǎn)18.1%（強(qiáng)優(yōu)勢(shì)雜交種標(biāo)準(zhǔn)是增產(chǎn)8%），米質(zhì)達(dá)三等優(yōu)質(zhì)米，百畝示范畝產(chǎn)超過(guò)1000公斤，創(chuàng)造了長(zhǎng)江下游稻區(qū)水稻大面積超高產(chǎn)紀(jì)錄；三是育成秈粳亞種間強(qiáng)優(yōu)勢(shì)第三代雜交水稻“叁優(yōu)一號(hào)”，雙季稻畝產(chǎn)1530.67公斤，是長(zhǎng)江中游雙季稻區(qū)水稻研究的重大突破；四是“?；?76系列”8個(gè)強(qiáng)優(yōu)勢(shì)雜交種，比超級(jí)稻對(duì)照增產(chǎn)8.0%以上，其中“聚兩優(yōu)676”增產(chǎn)幅度超過(guò)19%。

對(duì)未來(lái)水稻育種具有引領(lǐng)性、世界性意義。至2019年，用“?；?76”配組的13個(gè)雜交稻新品種共15次通過(guò)國(guó)家、省級(jí)審定。據(jù)統(tǒng)計(jì)，“?；?76”配組的系列品種累計(jì)推廣面積達(dá)40萬(wàn)畝，按兩年區(qū)試比對(duì)照平均增產(chǎn)稻谷60.83公斤計(jì)算，共增產(chǎn)稻谷2433.2萬(wàn)公斤，每公斤稻谷按3.6元計(jì)算，共增加社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益8759.5萬(wàn)元。

完成單位：湖南雜交水稻研究中心、中國(guó)水稻研究所、福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所等

優(yōu)質(zhì)節(jié)水高產(chǎn)小麥新品種創(chuàng)制與應(yīng)用

面向口糧絕對(duì)安全目標(biāo)，培育出廣適高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)小麥新品種“魯原502”、高產(chǎn)高光效小麥新品種“百農(nóng)4199”及高產(chǎn)小麥新品種“煙農(nóng)1212”等多個(gè)新品種?！棒斣?02”大面積畝產(chǎn)突破800公斤，五年累計(jì)推廣7300多萬(wàn)畝；“百農(nóng)4199”累計(jì)推廣面積達(dá)1000余萬(wàn)畝；“煙農(nóng)1212”兩次刷新小麥水地和旱地單產(chǎn)全國(guó)記錄，累計(jì)推廣500多萬(wàn)畝。

面向高質(zhì)量品質(zhì)改良目標(biāo)，培育出超強(qiáng)筋早熟抗病小麥新品種“濟(jì)麥44”、優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋高產(chǎn)小麥新品種“中麥578”、優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥新品種“泰科麥33”等?！皾?jì)麥44”蛋白和淀粉理化特性好，品質(zhì)突出，富含鋅硒，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，2017、2018年連續(xù)2年達(dá)到鄭州商品交易所期貨用標(biāo)準(zhǔn)的一等優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥；“中麥578”面包品質(zhì)接近進(jìn)口優(yōu)質(zhì)加麥水平，累計(jì)推廣400多萬(wàn)畝；“泰科麥33”品質(zhì)達(dá)到中強(qiáng)筋小麥品種標(biāo)準(zhǔn)，累計(jì)推廣近300萬(wàn)畝。

面向綠色抗病目標(biāo)，培育出抗條銹優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥新品種“西農(nóng)529”、抗赤霉病優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥新品種“西農(nóng)511”等?！拔鬓r(nóng)529”采用遠(yuǎn)緣雜交與染色體工程技術(shù)將抗條銹病等抗病性狀與優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋性狀聚合培育出抗病優(yōu)質(zhì)的小麥新品種，累計(jì)推廣560萬(wàn)畝；“西農(nóng)511 ”綜合抗病性突出，中抗赤霉病、紋枯病、葉枯病輕，高抗至中抗條銹病，2018年被評(píng)為綠色小麥品種，累計(jì)推廣700多萬(wàn)畝。

該系列小麥新品種具有產(chǎn)量性狀突出、品質(zhì)特性優(yōu)良、綜合抗病性好、資源高效利用等優(yōu)點(diǎn)，將減少農(nóng)藥化肥使用量，消減赤霉病的蔓延趨勢(shì)，滿足市場(chǎng)多元化需求，緩解供需矛盾，同時(shí)提高種糧比較效益，增強(qiáng)農(nóng)民的種糧積極性，促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。

完成單位：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所、山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所、中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、河南科技學(xué)院、西北農(nóng)林科技大學(xué)等

優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效水稻新品種創(chuàng)制與應(yīng)用

培育綠色、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、廣適水稻新品種357個(gè)，其中國(guó)審品種101個(gè)，累計(jì)推廣8000多萬(wàn)畝。

面向高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)目標(biāo)，培育出強(qiáng)優(yōu)勢(shì)國(guó)審“稻湘兩優(yōu)900”、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交水稻新品種“荃優(yōu)華占”、理想株型水稻新品種“嘉優(yōu)中科6號(hào)”及高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻新品種“中科發(fā)5號(hào)”，“湘兩優(yōu)900”在2016-2018年的百畝示范中屢創(chuàng)新記錄，2018年平均畝產(chǎn)1152.3公斤，超高產(chǎn)攻關(guān)實(shí)現(xiàn)17噸/公頃，再創(chuàng)世界高產(chǎn)新紀(jì)錄；“荃優(yōu)華”占比對(duì)照增產(chǎn)5%以上，米質(zhì)達(dá)到國(guó)家《優(yōu)質(zhì)稻谷》標(biāo)準(zhǔn)2級(jí)，累計(jì)推廣342萬(wàn)畝；“嘉優(yōu)中科6號(hào)”具有超高產(chǎn)、早熟、抗倒和低直鏈淀粉含量等優(yōu)點(diǎn)，比對(duì)照增產(chǎn)13%以上；“中科發(fā)5號(hào)”具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、分蘗強(qiáng)、灌漿速度快、適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)，比對(duì)照增產(chǎn)10%以上。

面向品質(zhì)改良目標(biāo)，培育出強(qiáng)優(yōu)勢(shì)高檔優(yōu)質(zhì)雜交粳稻新品種“天隆優(yōu)619”及優(yōu)質(zhì)水稻新品種“泰豐優(yōu)208”，“天隆優(yōu)619”帶有天然香味的三系雜交粳稻，米質(zhì)優(yōu)達(dá)國(guó)標(biāo)1級(jí)，稻瘟病、耐鹽堿等綜合抗性好；“泰豐優(yōu)208”外觀品質(zhì)和食味品質(zhì)俱佳，深受加工米廠的歡迎，稻谷收購(gòu)價(jià)格高，可以顯著提高農(nóng)民收入，同時(shí)提高農(nóng)民種植水稻的積極性。

育成的系列高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、廣適、多抗水稻新品種，成為各地供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革主推品種，對(duì)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、加快推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革具有重大作用。

完成單位：湖南雜交水稻研究中心、國(guó)家粳稻工程技術(shù)研究中心、福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所、廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所、中國(guó)水稻研究所、安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所、中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所等

高產(chǎn)廣適宜機(jī)收突破性玉米新品種創(chuàng)制與應(yīng)用

玉米是我國(guó)第一大糧食作物，新品種選育對(duì)我國(guó)糧食安全起重要作用?！癕C121”由北京市農(nóng)林科學(xué)院按照“X群×黃改群”雜優(yōu)模式組配而成，具有早熟優(yōu)質(zhì)、耐密抗倒、籽粒脫水快、適宜全程機(jī)械化等突出優(yōu)勢(shì)，突破了夏播玉米機(jī)收籽粒的技術(shù)瓶頸。自2020年推廣面積已經(jīng)達(dá)到200萬(wàn)畝，自審定以來(lái)累積推廣面積為313萬(wàn)畝.

“天泰619”是山東中農(nóng)天泰種業(yè)選育的玉米新品種。該品種豐產(chǎn)性有突破，果穗勻，密度高，出籽率高，容重高，產(chǎn)量高?？沟狗詷O強(qiáng)，抗病性突出，抗穗腐病、小斑病，中抗莖腐病、彎孢葉斑病、粗縮病。早熟，比對(duì)照“鄭單958”早熟1.5天，適合機(jī)械化收獲，累積示范推廣面積為306萬(wàn)畝。

“中單153”是中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所選育的新品種。該品種田間表現(xiàn)耐密抗倒伏強(qiáng)，結(jié)實(shí)性好，品質(zhì)優(yōu)良?？共⌒酝怀?，高抗鐮孢莖腐病，中抗禾谷鐮孢穗腐病，高抗瘤黑粉病，中抗彎孢葉斑病，中抗小斑病。2020年在河北趙縣種植120畝示范田，5000株/畝密度，10月10日機(jī)械收獲籽粒，實(shí)打?qū)嵤?，?biāo)準(zhǔn)畝產(chǎn)727.9公斤，比對(duì)照“鄭單958”增產(chǎn)14%。

玉米是我國(guó)第一大糧食作物，也是重要的飼料作物和能源作物。黃淮海地區(qū)近幾年高溫?zé)岷Α⒛戏戒P病等爆發(fā)已成為制約該地區(qū)玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展和生產(chǎn)水平的關(guān)鍵因素，因此，培育高產(chǎn)廣適宜機(jī)收的夏玉米新品種為我國(guó)糧食安全和飼料安全具有重要意義。

完成單位：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所、北京市農(nóng)林科學(xué)院、山東農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所等

氮磷協(xié)同高效促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)

本成果提出了“水稻氮高效利用-早熟-高產(chǎn)綠色育種新模式”，形成了“茶園套作氮磷協(xié)同高效大豆和土壤生境優(yōu)化技術(shù)”的農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展先行先試典型模式，并大面積示范推廣。

通過(guò)解析作物氮磷協(xié)同高效機(jī)制，克隆了氮與光互作影響氮效率及產(chǎn)量的關(guān)鍵基因，揭示了養(yǎng)分調(diào)控水稻光合作用促進(jìn)氮素吸收、氮信號(hào)反饋調(diào)控開(kāi)花對(duì)光的響應(yīng)機(jī)制，提出了水稻氮高效利用-早熟-高產(chǎn)的綠色育種新模式；克隆了提高根系-菌根/根瘤氮和磷吸收的關(guān)鍵基因，發(fā)現(xiàn)了根系與根際微生物協(xié)同互作，提高土壤-作物系統(tǒng)氮磷利用效率的新機(jī)制；挖掘了氮磷高效基因優(yōu)異等位變異，并應(yīng)用于綠色育種，協(xié)同提高了水稻/大豆等氮磷利用效率。

“茶園套作氮磷協(xié)同高效大豆和土壤生境優(yōu)化技術(shù)”3萬(wàn)多畝示范區(qū)減肥減藥超過(guò)30%，減少水體磷污染60%以上，輻射面積逾30萬(wàn)畝，培訓(xùn)農(nóng)民近萬(wàn)人次，成果展現(xiàn)了作物減肥增效、土壤健康提升、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境優(yōu)化的效果。

氮磷等化肥施用大幅度提高了全球糧食產(chǎn)量，然而，化肥大量使用帶來(lái)的土壤健康、水體富營(yíng)養(yǎng)化、溫室氣體排放加劇等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，制約了農(nóng)業(yè)的綠色發(fā)展。解析作物高產(chǎn)與氮磷高效協(xié)同機(jī)制，創(chuàng)新氮磷協(xié)同高效品種和技術(shù)，已成為實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分資源高效利用的關(guān)鍵途徑。相關(guān)研究成果為實(shí)現(xiàn)作物減肥增效、土壤健康提升、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境優(yōu)化提供了新理論和新技術(shù)。

完成單位：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、福建農(nóng)林大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所等

主要農(nóng)作物品質(zhì)性狀分子機(jī)理解析與遺傳育種應(yīng)用

本成果通過(guò)基因組學(xué)和分子育種等學(xué)科交叉研究，在品質(zhì)性狀的全基因組解析上獲得重大突破，對(duì)營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化與健康功能品質(zhì)的改良實(shí)現(xiàn)了源頭創(chuàng)新，對(duì)外觀、蛋白、淀粉、纖維、油脂、營(yíng)養(yǎng)功能等品質(zhì)性狀控制基因的挖掘取得縱深進(jìn)展，在優(yōu)質(zhì)新品種創(chuàng)制及應(yīng)用中獲得了實(shí)際成效。

組裝并分析了優(yōu)質(zhì)蛋白玉米自交系的基因組，為優(yōu)化玉米蛋白品質(zhì)提供了分子機(jī)制和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。在全基因組水平上揭示了優(yōu)質(zhì)棉纖維形成的關(guān)鍵遺傳機(jī)制，為棉纖維品質(zhì)改良提供了新的分子途徑。破譯了黑麥復(fù)雜基因組，為高效利用其淀粉合成與面筋蛋白基因改良小麥品質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。

率先在作物中創(chuàng)制出糊粉層加厚性狀并闡明了其分子作用機(jī)制，鑒定出控制稻米食味品質(zhì)的關(guān)鍵基因以及調(diào)控稻米外觀品質(zhì)和產(chǎn)量的重要基因，推動(dòng)稻米多種品質(zhì)性狀及其與產(chǎn)量水平的協(xié)同改進(jìn)。

通過(guò)重塑面筋蛋白組成和編輯淀粉合成關(guān)鍵基因，實(shí)現(xiàn)了小麥營(yíng)養(yǎng)、健康與加工品質(zhì)性狀的協(xié)同改良，建立了強(qiáng)筋小麥設(shè)計(jì)選育體系，培育出了強(qiáng)筋專用小麥新品種“科興3302”。

我國(guó)水稻品質(zhì)及其與產(chǎn)量潛力的協(xié)同改進(jìn)還有很大提升空間，相關(guān)成果可大幅度地協(xié)同改進(jìn)水稻品質(zhì)與產(chǎn)量；我國(guó)每年需進(jìn)口500萬(wàn)噸左右的優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥用于面包加工，“科興3302”在多項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)上超過(guò)已有強(qiáng)筋品種，面包加工品質(zhì)評(píng)分達(dá)到98（滿分為100），在多年多點(diǎn)的區(qū)域和生產(chǎn)試驗(yàn)中品質(zhì)表現(xiàn)穩(wěn)定，生產(chǎn)試驗(yàn)平均畝產(chǎn)達(dá)到594公斤，將為解決我國(guó)強(qiáng)筋專用小麥匱乏的問(wèn)題作出重要貢獻(xiàn)。

完成單位：中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)等

優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)廣適大豆新品種創(chuàng)制與應(yīng)用

面向大豆主要優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)，建設(shè)規(guī)?；瘻y(cè)試網(wǎng)點(diǎn)和育種體系，培育適應(yīng)不同區(qū)域栽培的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲(chóng)、抗逆、廣適性的大豆新品種136個(gè)，其中國(guó)審品種25個(gè)，累計(jì)推廣面積達(dá)3000多萬(wàn)畝。高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)廣適大豆新品種“齊黃34”，具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，抗病抗倒，適宜機(jī)械化作業(yè)等特性，2018年以來(lái)推廣500萬(wàn)畝以上，已成為當(dāng)前黃淮海大豆生產(chǎn)上的主栽品種之一；高產(chǎn)大豆新品種“綏農(nóng)44”累計(jì)推廣500萬(wàn)畝，成為全國(guó)第六大主推大豆新品種；大豆新品種“合農(nóng)76”，適宜油用或傳統(tǒng)豆制品加工，累計(jì)推廣419.8萬(wàn)畝；高蛋白、高產(chǎn)、大粒新品種“綏農(nóng)52”，百粒重29克左右，蛋白質(zhì)含量42.09%，脂肪含量19.72%，缺失脂肪氧化酶，低豆腥味，2019年推廣面積311.89萬(wàn)畝；優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、耐密、宜機(jī)收大豆新品種“中黃301”，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，抗病耐逆，抗倒耐密，適宜全程機(jī)械化作業(yè)，品質(zhì)好，蛋脂總量為63.42%。

高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)廣適大豆新品種“齊黃34”，創(chuàng)黃淮海地區(qū)大豆品種轉(zhuǎn)讓收益新記錄（1800萬(wàn)元），在黃淮海地區(qū)大面積推廣應(yīng)用，帶動(dòng)了黃淮海地區(qū)大豆生產(chǎn)的發(fā)展，滿足了市場(chǎng)對(duì)國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)食用大豆的迫切需求，為實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)大豆“擴(kuò)面、增產(chǎn)、提質(zhì)、綠色”的產(chǎn)業(yè)振興目標(biāo)發(fā)揮積極作用；高產(chǎn)、高油、多抗大豆新品種“合農(nóng)75”，累計(jì)推廣1059.6萬(wàn)畝，成為突破性大豆新品種，對(duì)全國(guó)大豆生產(chǎn)的穩(wěn)定和發(fā)展發(fā)揮了重要作用，主要經(jīng)濟(jì)作物分子設(shè)計(jì)育種項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)育成的大豆品種總種植面積10余年居全國(guó)之首位，為解決我國(guó)東北地區(qū)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)變化所帶來(lái)大豆早熟高產(chǎn)品種缺乏問(wèn)題提供了品種保障。

完成單位：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所、河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所、黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)、黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院合江分院、黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院綏化分院等。

高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)適于機(jī)械化油菜新品種創(chuàng)制與應(yīng)用

我國(guó)油菜耕作制度與其他國(guó)家明顯不同，品種適應(yīng)機(jī)械化生產(chǎn)要求比加拿大等國(guó)家更嚴(yán)格，須兼具抗倒、抗裂角、抗/耐菌核病等特點(diǎn)。累計(jì)登記新品種92個(gè)，這些品種普遍具有株高較矮、產(chǎn)油量高、綜合抗性強(qiáng)、適應(yīng)性廣等特性。5個(gè)代表性品種應(yīng)用面積除“寧R101”外均超過(guò)100萬(wàn)畝。

“陽(yáng)光131”破解了早熟與高產(chǎn)、抗病、耐寒間的矛盾，聚合了遲播早發(fā)、早熟抗病、耐漬抗倒等性狀，是三熟制新品種選育的突破。區(qū)試中比早熟對(duì)照增產(chǎn)30-45%，平均生育期173天，比一般品種短40天。

“華油雜50”含油量49%以上，區(qū)試中產(chǎn)量高對(duì)照品種7.4%，綜合性狀突出，適宜整個(gè)長(zhǎng)江流域地區(qū)種植。其種子實(shí)際物理壓榨出油率均超過(guò)42%，部分地區(qū)甚至超過(guò)47%（普通品種物理壓榨出油率約38%）。

“秦優(yōu)1618”區(qū)試中比對(duì)照增產(chǎn)8.5%，含油量比對(duì)照高3.28個(gè)百分點(diǎn)，產(chǎn)油量比對(duì)照高16.73%。該品種適合在我國(guó)長(zhǎng)江流域、黃淮冬油菜區(qū)及春油菜區(qū)種植。

“青雜15號(hào)”區(qū)試中產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)9.73%，抗旱、抗倒性強(qiáng)于對(duì)照品種。該品種適合在我國(guó)春油菜區(qū)種植。

“寧R101”是我國(guó)第1個(gè)非轉(zhuǎn)基因抗磺酰脲類除草劑油菜新品種，產(chǎn)量與對(duì)照品種相當(dāng)，適合在我國(guó)長(zhǎng)江中下游及春油菜區(qū)種植。該品種為我國(guó)抗除草劑育種提供了資源，其應(yīng)用有益于節(jié)本增收。

油菜新品種的創(chuàng)制與應(yīng)用有利于保障我國(guó)優(yōu)質(zhì)食用植物油的安全供給，有利于油菜產(chǎn)業(yè)的提質(zhì)增效與可持續(xù)發(fā)展及農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。目前5個(gè)代表性品種已在生產(chǎn)上大面積應(yīng)用，其中4個(gè)推廣面積達(dá)到100萬(wàn)畝以上，前景廣闊；“寧R101”可為我國(guó)油菜抗除草劑育種提供有效資源，有利于后續(xù)新品種的選育及農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

完成單位：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所、西南大學(xué)、青海大學(xué)、陜西省雜交油菜研究中心等

優(yōu)質(zhì)多抗適應(yīng)性強(qiáng)蔬菜新品種創(chuàng)制與應(yīng)用

針對(duì)設(shè)施、露地和加工專用品種的育種特點(diǎn)，培育優(yōu)質(zhì)、多抗和對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的蔬菜新品種。育成辣椒新品種，如高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)大果朝天椒新品種“飛艷”，抗疫病，耐病毒病，高產(chǎn)，果實(shí)商品性好，辣香味俱佳，貨架期長(zhǎng)，耐儲(chǔ)運(yùn)，累計(jì)推廣30萬(wàn)畝；朝天椒新品種“博辣天玉”，口感甜脆，品質(zhì)佳，干物質(zhì)含量19.8%，已部分替代國(guó)外品種泰國(guó)“艷紅”、“艷美”，累計(jì)推廣19.6萬(wàn)畝。育成黃瓜新品種，如高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)黃瓜新品種“津優(yōu)301”和“馳譽(yù)505”，分別推廣13.5萬(wàn)畝和14萬(wàn)畝，田間表現(xiàn)抗病力強(qiáng)、商品性好、產(chǎn)量突出。育成白菜新品種，年推廣面積達(dá)5萬(wàn)畝以上，如“京春娃4號(hào)”（春白菜），中棵菜，抗黃萎病；“綠筍70”（秋白菜），中熟包尖類型，株型直立，質(zhì)地甘脆；“黃玫瑰”（不結(jié)球白菜），具有抗寒，抗蕪菁花葉病毒，較抗霜霉病等特點(diǎn)；育成的“中甘628”（甘藍(lán)），具有早熟，優(yōu)質(zhì)，耐枯萎病，適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，年推廣面積達(dá)5萬(wàn)畝以上；育成的“優(yōu)松60”（花椰菜）”，具有早熟，花球潔白耐曬，株型直立、緊湊，適宜密植等特點(diǎn)，年推廣面積在5萬(wàn)畝以上。

隨著市場(chǎng)需求的變化，生產(chǎn)中對(duì)蔬菜品種的需求趨于專用化、多樣化。選育出了一大批不同類型的品種，適應(yīng)了市場(chǎng)需求和生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題，品種的推廣應(yīng)用對(duì)鄉(xiāng)村振興、農(nóng)民增收將起到促進(jìn)作用。同時(shí)，新方法的建立促進(jìn)了學(xué)科發(fā)展，新材料的培育為實(shí)用品種選育奠定了基礎(chǔ)。

完成單位：中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所、陜西省雜交油菜研究中心、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所、湖南省蔬菜研究所、北京市農(nóng)林科學(xué)院、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、天津科潤(rùn)農(nóng)業(yè)科技股份有限公司等

智能種子加工成套設(shè)備

以小麥、玉米、水稻、棉花種子為重點(diǎn)，突破對(duì)種子純度、凈度和活性品質(zhì)影響最大的物理特性相近的異類種子、雜質(zhì)、同類病變種子的物理特性精細(xì)選別技術(shù)、內(nèi)部品質(zhì)組分分選技術(shù)，優(yōu)化提升種子精選加工成套工藝布局研制了15噸/小時(shí)的風(fēng)篩式清選機(jī)、比重式清選機(jī)等關(guān)鍵主機(jī)，組成了15噸/小時(shí)種子智能加工成套設(shè)備。形成了玉米種子精細(xì)高效規(guī)?；庸りP(guān)鍵技術(shù)流程，實(shí)現(xiàn)玉米種子加工全流程智能控制機(jī)械化作業(yè)，提升了我國(guó)玉米種業(yè)裝備整體技術(shù)水平。針對(duì)不同種子加工工藝流程，自動(dòng)化控制技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成套設(shè)備中各單機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)單機(jī)參數(shù)和生產(chǎn)率進(jìn)行變量控制，設(shè)計(jì)布局集中、遠(yuǎn)程多參數(shù)同步測(cè)試和多點(diǎn)實(shí)時(shí)控制，通過(guò)聯(lián)機(jī)試驗(yàn)，進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化匹配。種子加工流程一鍵選擇、各設(shè)備獨(dú)立啟動(dòng)、振動(dòng)篩振動(dòng)頻率控制、風(fēng)速及轉(zhuǎn)速控制、各工作臺(tái)面氣動(dòng)快速控制等全流程自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)所研發(fā)的種子加工與處理系列單機(jī)設(shè)備成套化集成，并在七大作物種子加工龍頭企業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色、節(jié)能、智能加工流通示范應(yīng)用。

該成果除雜率≥92%、獲選率≥98%、包衣合格率≥98.5%；實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)計(jì)量包裝，精度等級(jí)0.2。主要技術(shù)性能均達(dá)到或超過(guò)國(guó)家相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，滿足了現(xiàn)代化種子加工要求，累計(jì)推廣實(shí)現(xiàn)銷售收入10064.19萬(wàn)元。該成果有效提升了我國(guó)種子加工質(zhì)量與生產(chǎn)效率、抵御自然災(zāi)害，確保了主要農(nóng)作物種子的供種安全；促進(jìn)了我國(guó)種業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展；為保障糧食安全體系建設(shè)、中國(guó)種業(yè)持續(xù)健康發(fā)展、農(nóng)產(chǎn)品防災(zāi)減災(zāi)等提供了科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

完成單位：中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院、甘肅奧凱農(nóng)產(chǎn)品干燥裝備工程研究院有限公司等

優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)適于機(jī)械化棉花新品種創(chuàng)制與應(yīng)用

一系列各具特色的棉花新品種培育，與“寬早優(yōu)”等植棉技術(shù)配套，通過(guò)“良種+良法”與全產(chǎn)業(yè)鏈一體化布局，將大幅提升我國(guó)棉花整體品質(zhì)，確保我國(guó)高品質(zhì)棉花穩(wěn)定供應(yīng)。

針對(duì)新疆提質(zhì)增效需求，培育適宜南疆達(dá)到或接近澳棉標(biāo)準(zhǔn)的“雙30”品種“中棉所96A”等，提升內(nèi)在品質(zhì)，是莎車縣科技扶貧明星品種，產(chǎn)量提升30%；配套的“寬、早、優(yōu)”植棉模式，提高生產(chǎn)品質(zhì)。培育適宜北疆集高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟于一身的“中棉113”等，實(shí)現(xiàn)伊犁等低積溫風(fēng)險(xiǎn)棉區(qū)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)示范，推薦為2021年六師、七師主栽品種，其推廣應(yīng)用將使北疆部分風(fēng)險(xiǎn)棉區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)檫m宜或次宜棉區(qū)，相關(guān)品種2020年均示范推廣30萬(wàn)畝。

針對(duì)長(zhǎng)江和黃河流域輕簡(jiǎn)化生產(chǎn)需求，建立棉花“三系”分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)體系，“中棉所99”和“魯雜2138”示范推廣200多萬(wàn)畝；培育適合全程機(jī)械化管理的優(yōu)質(zhì)品種“ZD2040”等、增產(chǎn)幅度15%以上的優(yōu)質(zhì)品種“中棉所119”等，已在兩個(gè)流域示范推廣應(yīng)用。

培育的棉花新品種通過(guò)產(chǎn)量和品質(zhì)等性狀同步提升，為各個(gè)棉區(qū)發(fā)展提供了科技支撐，為廣大棉農(nóng)創(chuàng)收提供了科技保障，起到了科技扶貧、穩(wěn)定發(fā)展的示范帶動(dòng)作用，不僅對(duì)保障我國(guó)棉花產(chǎn)業(yè)和提升國(guó)際影響力具有重要意義，而且有利于維護(hù)邊疆安全穩(wěn)定。

完成單位：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所、山東棉花研究中心等