小麦良种科技创新规划（2016～2020）

小麦良种科技创新规划（2016～2020）

小麦是我国人民的主要口粮，中国是世界第一大小麦生产国。为贯彻落实《国务院关于加快推进现代农作物种业发展的意见》（国发〔2011〕8号）和《国务院办公厅关于深化种业体制改革提高创新能力的意见》（国办发〔2013〕109号），加快小麦种业健康发展，制定本规划。

1 发展现状与需求

1.1 现状与问题

我国小麦种植区划分为10个主要区域，包括3个春麦区（东北、北部和西北春麦区）、5个冬麦区（北部、黄淮、长江中下游、西南和华南冬麦区）和2个冬春麦兼播区（新疆、青藏）。2014年我国小麦播种面积0.2亿hm2，总产达到1.16亿t。

我国小麦育种取得了举世瞩目的成绩，小麦单产比世界平均高58%（2014年），居国际领先水平。小麦单产提高的因素中，优良品种的贡献率达50%以上。小麦育种技术不断创新，20世纪50～60年代以系统选育和杂交育种技术为主，70～80年代细胞工程、远缘杂交与染色体工程技术、诱变育种得到应用，90年代到本世纪初，轮回选择育种、分子标记辅助选择、分子设计等技术与杂交育种相结合，加快了小麦育种进程，为品种产量、综合抗性、品质等水平的提升提供了有效支撑。随着生命科学的快速发展，我国完成了小麦A和D 基因组草图的绘制，克隆了优质、抗逆、抗病、营养高效等重要性状基因，对其功能进行了较深入的研究，为我国开展大规模、系统性的小麦重要性状形成的分子基础研究奠定了基础。

我国小麦种业稳步发展，年生产小麦种子约47亿kg，实际商品化用量约26亿kg，商品化率52%，市场规模约110亿元，占整个种业市场16%左右的份额。我国小麦种子企业科研能力逐步提高，自育品种不断增多。部分企业建有固定育种站、新品种联合测试网点、规模化种子繁殖基地。

我国小麦育种及种业发展主要存在以下问题：（1）资源深度挖掘不够、评价手段和效率较低，目前栽培小麦只利用了其野生近缘种基因库中10%～15%的基因资源。（2）育种基础理论研究滞后，新技术与育种实践结合不紧密，进一步加强相关基础研究，加强理论与实践的结合，对提升我国小麦育种水平至关重要。（3）品种类型尚不能满足新形势下多元化需求。单产水平与高产国家相比仍有一定差距，高产与优质、资源高效利用需要进一步协调改良，抗旱节水、养分高效利用、抗病虫，特别是抗赤霉病等重大病虫害的品种改良需要进一步加强。（4）小麦种业科研公共服务平台规模小，精准化表型性状鉴定技术，高通量、规模化育种技术体系以及网络化品种测试体系尚未建立。小麦育种小团队作战，低水平的重复研究偏多。（5）良种繁育、加工与新品种测试体系亟待改善，种子企业自主创新能力和生产加工能力相对薄弱。

1.2 趋势与需求

小麦消费增长幅度明显快于产量增长，供需矛盾凸现。据测算，2030年我国小麦的人均需求量为108.3 kg，总需求量达1.736 4亿t，需求量增加30%左右。在耕地面积不能增加、水资源匮乏、自然灾害频发等形势下，要满足我国小麦消费需求，保障口粮绝对安全，必须强化种业科技创新、选育重大品种，突破产业化关键技术，提升小麦种业竞争力。

1.2.1 规模化挖掘优异基因成为种质资源研究的重点

随着全球贸易一体化进程的加快，国际间对农业基因资源的争夺更加激烈，发达国家已投入大量资金进行规模化、高通量发掘作物优异基因资源，其目的就是争夺作物基因资源的知识产权，垄断作物种业，在未来基因资源开发的巨大利益中占有更大的份额。

1.2.2 生物技术与常规技术结合使育种定向、精准化

国际上开始大力发展和借助定向设计、现代生物和信息技术、基因操作技术等与传统育种技术有机结合促进育种的定向化和精准化。定向育种技术、定向设计技术、基因编辑技术以及高通量分子鉴定技术的大力研发是当前育种技术研究的主要内容和趋势，亦孕育遗传育种的第三次技术突破。

1.2.3 高产与高效、高产与优质的协调，应对气候变化等是未来品种育种目标的新要求

工业化和城镇化进程的加快，农村劳动力的转移，水地旱作和机械化生产方式的发展，环境污染认知增强，世界气候的变化以及生物协同进化不可逆规律影响，给小麦育种目标提出了新的需求。除了高产之外，资源高效利用、优质抗病（抗赤霉病等）、抗旱耐寒耐热等品种选育将成为未来小麦品种选育的必然方向和目标。

1.2.4 育繁推一体化是种业发展的大趋势

随着国家科技体制改革的发展，国家科研机构集中于种质资源、育种材料等种业的公益性、基础性研究，大型种业公司将专注于品种开发、技术改良、产业化、技术输出等应用型研究，两者的衔接融合，实现小麦产业的利益最大化成为未来发展的必然趋势。

2 规划思路与原则

2.1 规划思路

围绕国家重大需求，按照现代种业全产业链进行顶层设计，统筹规划，以“种质资源研究与新基因发掘，关键育种技术研究，突破性新品种创制，品种测试与试验示范，良种的制（繁）种，种子加工与质量控制”六大任务为重点，以产业、产品为导向，以发展高新技术驱动产业发展，充分发挥市场在种业资源配置中的决定性作用，构建中国特色的产学研用紧密合作、科企深度融合，多学科多领域协同创新的国家小麦良种重大科研联合攻关模式，提高企业自主创新能力，着力解决种业重大科技和产业问题，为确保国家粮食安全，提高种业国际竞争力提供强有力的科技支撑。

2.2 基本原则

2.2.1 坚持种业全产业链系统布局

系统规划基础研究、应用研究和产业研究的重点任务，注重基础性、前瞻性与应用性、产业性科技项目的有机结合和相互支撑，发挥科教单位和种业企业两个作用。

2.2.2 坚持品种产业应用导向

着力解决影响或制约小麦生产的关键限制因素，培育突破性小麦新品种并大面积应用，为农业可持续发展提供科技支撑。

2.2.3 坚持国家需求与市场导向紧密衔接

坚持遵循市场经济规则，体现国家战略目标，注重新技术创新驱动产业发展，构建新型科企深度合作的小麦育种创新体系，大幅提升种业创新能力和国际竞争力。

3 规划目标

3.1 总体目标

瞄准国际发展前沿和国家重大需求，充分利用现代生物技术和信息技术研究成果，在规模化、高通量的评价、筛选种质资源的基础上，加强新技术与传统育种技术的结合，实现分子育种应用的突破，解决制约我国小麦育种水平提高的瓶颈问题，为小麦种业提供技术支撑。在5～10年内，强化小麦高产、多抗、优质、资源高效利用等性状的协同改良，培育一批重大突破性新品种。推进小麦种业的体制改革和机制创新，整合小麦种业资源，快速提升小麦种业科技创新能力和企业竞争力，构建科企联盟的育繁推一体化现代小麦种业体系，全面提升我国小麦产业发展水平，为国家口粮安全提供科技保障。

3.2 具体目标

3.2.1 基因挖掘与种质创新

鉴定评价麦类种质资源6 000份，建成具有国际领先水平的种质资源中心；发掘抗旱、耐盐碱、抗病虫、资源高效利用、产量、品质等相关性状的基因，开发实用的分子标记并克隆相关的重要功能基因50个。创制优异育种新材料200份以上。

3.2.2 核心技术

建立精准表型和基因型鉴定体系，完善生物技术与传统育种技术相结合的分子育种技术体系，实现育种技术应用的新突破。构筑科学、高效、公正、现代化的公益性品种测试体系，规模化良种生产与繁殖技术体系，种子检测技术体系。建成一批高水平技术创新平台和品种培育基地，形成市场导向的种业技术创新链。

3.2.3 品种创制与示范

在5～10年内，强化高产、多抗、优质、资源高效利用等性状的协同改良，培育一批具有重大突破的小麦新品种，实现主要麦区品种更新换代1次。育成新品种50个，常规品种单产比现在生产应用品种提高3%～5%，杂交种单产提高10%～15%。其中年种植面积66.7万hm2以上品种3～5个，年种植面积33.3万hm2以上品种8～10个，年种植面积13.3万hm2以上品种25～28个。良种示范推广0.1亿hm2。

3.2.4 企业培育

培育2～3个具有国际竞争力的育繁推一体化现代种业集团，企业研发投入强度达到销售收入10%以上。

4 主要攻关方向

4.1 种质资源研究与新基因发掘

开展小麦种质资源重要性状精准鉴定与评价；研究遗传资源多样性、生态适应性及进化等，创制具重要应用价值的新种质；研究小麦基因组变异，鉴定新基因和调控元件，发掘高产、优质、抗病、抗虫、抗逆、资源高效利用等优良新基因，解析重要性状形成的遗传机理与调控网络。

4.2 关键育种技术研究

重点开展分子标记、全基因组选择、强优势组合选育、航天诱变、染色体与细胞工程、基因组编辑等育种技术研究；强化小麦高通量性状鉴定、评价技术研究，加快高通量小麦重要功能标记开发及检测技术研究与利用，建立多生态区网络测试体系，提高育种效率，创制新种质，培育新品种（组合）。

4.3 突破性新品种创制

强化高产、多抗、优质、资源高效利用等性状的协同改良，培育一批具有重大突破的，满足市场多样化需求的高产稳产抗病优质小麦新品种。加强新技术与传统育种技术的结合，实现分子育种技术应用的突破。

4.4 品种测试与试验示范

开展品种测试研究，优化试点布局，改进试验技术，完善试验手段，提高测试承载能力，提升品种测试的信息化、机械化、智能化水平。建立新品种高产高效栽培技术研发集成与展示基地。

4.5 良种的制（繁）种

开展良种生产与繁殖技术研究，建设标准化、规模化制（繁）种基地，完善小麦原种生产技术操作规程，研究二系杂交小麦制种核心技术。

4.6 种子加工与质量控制

强化种子加工与质量控制技术研究，研究制定种子加工与质量控制技术标准；研究种子加工中的烘干、仓储、包衣等关键技术问题，建立种子加工技术体系和技术规范。完善全程种子质量控制体系，建立种子检测技术体系和规范。

5 重点任务

5.1 小麦种质资源挖掘与材料创新

开展规模化种质资源的基因型和表型精准鉴定，揭示产量、品质、水肥高效、理想株型、耐逆、抗病虫等重要性状基因的优异等位变异及其遗传效应，开发实用分子标记，搭建高效的种质资源和育种信息共享平台；发掘具有育种利用价值的优异种质资源，创制一批超高产、抗病虫害（尤其是抗赤霉病）、抗逆性（倒春寒、干旱、干热风等）强等急需的新种质。拓宽小麦种质资源的遗传基础，强化生态远缘、遗传远缘、地理远缘品种间和不同杂种优势群间基础材料的创新，创制优异杂交小麦新种质。

5.2 小麦功能基因组研究

开展以功能基因组为核心，涵盖表观基因组、转录组、蛋白质组和代谢组的生物组学研究，揭示关键发育进程、栽培措施、生物和非生物胁迫因子等因素调控基因组表达的规律与机制，规模化地鉴定有重要功能与应用前景的基因、蛋白质和代谢途径，明确异源多倍体小麦中不同基因组之间的互作与基因表达改变和性状表现的关系，为在全基因组水平上协调设计和改良小麦品种提供理论指导和优异资源。

5.3 小麦重要性状的遗传解析与分子基础

针对复杂农艺性状（产量、品质、养分高效、耐逆、抗病虫等）开展研究，鉴定出对目标性状有重要调控作用的主效基因，深入解析多倍体基因组中重要基因行使功能的遗传网络，挖掘关键不育基因和恢复基因，研究小麦光温敏雄性不育和恢复性遗传机理。明确复杂农艺性状变异的分子基础及其与多倍体小麦进化和驯化的关系，为小麦遗传改良提供理论指导和优异基因资源。

5.4 小麦分子设计育种

完善细胞工程、航天生物诱变工程、多基因分子聚合，安全、高效、规模化的基因操作与基因组编辑等技术，与常规育种技术的紧密结合，形成多基因组装技术体系。构建分子设计育种相关数据库，研发相关育种软件和模式，提出最佳育种方案，并用于指导育种实践，培育出突破性小麦新品种（组合）。

5.5 远缘杂交与分子染色体工程育种

研究高效附加、代换、削减和易位等染色体操作方法和技术、高效外源染色体片段和基因组准确识别和跟踪技术，健全分子染色体工程育种技术体系；通过远缘杂交和分子染色体工程等技术的高效融合，创制高产、优质、抗逆、抗病虫、抗穗发芽等优异种质，培育高产、优质、抗赤霉病、兼抗白粉病和条锈病的新品种。

5.6 突破性新品种创制

基于小麦各生态区的优势与特点，通过对形态建成与生理特性的遗传改良，选育产量水平大幅度提高的超高产小麦新品种；通过对品质性状的遗传改良，选育符合市场需求的优质专用小麦新品种；通过对氮、磷、钾养分吸收与代谢功能相关性状的遗传改良，选育养分利用效率显著提高的高效高产小麦新品种；通过对主要病害抗性的遗传改良，选育多抗高产小麦新品种；通过对水分利用与抗（耐）水分胁迫相关性状的遗传改良，选育节水抗旱新品种。

5.7 杂种优势机理及强优势小麦杂交种创制

解析小麦杂种优势形成的遗传及分子基础。针对不同麦区的生态特点和需求，以光温敏二系法技术为主体，兼顾三系、化杀等其他途径，利用小麦生态远缘、冬春杂交和遗传远缘等模式，开展新型小麦杂种优势群构建，配制强优势杂交小麦新组合。通过开展穿梭育种和多生态区的联合鉴定，筛选适宜不同生态区的抗旱节水、高产优质、抗逆广适、资源高效利用、抗病以及适于中低产区的强优势小麦杂交种；研究不育系和恢复系鉴定评价技术，创制农艺性状优良、配合力高、开花习性和制种性状优良的不育系和恢复系；研究新型不育系、强优势杂交亲本选育技术和强优势、广适杂交种组配新模式，进一步完善二系杂交小麦技术体系。

5.8 规模化测试平台建设

在主要麦区建立高通量基因型检测中心，通过深度转录组测序，明确其在生长发育关键阶段、不同生长环境中的基因表达特征和差异。应用基因组编辑以及基因诱变技术，开展规模化基因修饰和等位突变体定向筛选，建立各种突变体的资源信息库，并实现资源共享。建立株型与高产生理、抗旱节水、抗寒（冷）、氮磷钾高效利用、抗穗发芽、抗赤霉病、抗叶部及根茎部病害和抗病毒病等重要性状精准化、规模化表型鉴定平台。研究开发农艺性状采集、小区播种及测产系统，研发区域试验管理及数据处理软件系统，构建国家品种评测指标数据库。研究杂交种多生态区性状评价技术和鉴定指标。

5.9 良种繁育和杂交小麦制种

研究常规小麦“三圃制”原种繁育技术，形成企业原种生产技术规程；建立一批规模化、专业化良种繁育基地，单个基地0.1万～0.3万hm2；完善基地的农田基础设施和农业机械设备，实现种子生产的规模化和机械化，提高生产用种安全保障能力。研究杂交小麦高效亲本繁殖和制种技术、亲本保纯及繁育技术、机械化制种技术，建立杂交小麦的规模化高效制种技术体系；研究杂交小麦良种生产综合技术标准和规范；创新杂交小麦制（繁）种、生产加工和质量控制技术，建立杂交小麦良种质量控制体系。

5.10 种子加工与质量控制

开展准确、快速、高通量的种子质量和种子活力检验检测技术研究，建立种子检测技术体系和规范；研究小麦种子仓储环境、病原微生物、鼠害和虫害无公害防控技术；开展小麦种衣剂成份、辅料及包衣工艺和机械研究，建立种子包衣技术体系和规范；开展提高种子活力、精选分级、种传和土传病虫害防控、种子包装、包装材料和包装工艺流程等种子处理、加工工艺关键技术研究，建立小麦种子加工技术体系和规范。研究先进适用种子生产加工设备。

（本刊辑）