种康：生物育种是农业核心技术之一。虽然我国在该领域处于追赶状态，但水稻生物育种技术走在了世界前列。目前，我国在水稻分子模块设计育种技术方面优势明显，引领了国际育种发展方向。

由于多数农艺（经济）性状受多基因调控，并具有“模块化”特性。因此可以综合运用基因组学、计算生物学、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，揭示分子模块系统解析和耦合规律，从而通过多模块的组装培育出新品种。

中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员李家洋院士团队培育的中科804等粳稻新品种，就是运用分子模块设计育种的理念和技术，经过精准设计，耦合了粒型、抗稻瘟病、优异稻米品质、抗倒伏等分子模块的标志性品种。中科院遗传与发育生物学研究所研究员傅向东利用氮高效分子模块培育出的中禾优1号，在减少氮肥的情况下实现了增产。

瞄准未来，中国科学院设立了种子精准设计与创造战略性先导科技专项，力争在种业科技领域取得重大理论和关键技术突破，抢占种子创新科技的制高点。

种子精准设计与创造专项聚焦水稻、小麦和鱼，通过理论精准控制、技术精准设计和产品精准创造，创制增产提质、减投提效、减损促稳设计型新品种，引领育种技术从分子育种到精准设计育种的跨越。李家洋院士团队基于精准设计创造新作物的理念，对原始野生稻的基因进行精准改造，成功创制了落粒性降低、芒长变短、株高降低、粒长变长、茎秆变粗、抽穗时间缩短的水稻新材料，将野生稻的驯化过程从数千年缩短到十余年，为将来培育水稻新作物提供了技术路线。

先进的育种技术正在成为促进中国现代种业跨越式发展的重要支撑。

培育耐寒水稻

《瞭望》：你开展的分子育种研究，已经取得了哪些具有重要育种价值的研究成果？

种康：我主要开展与作物感知温度相关的研究工作。籼稻与粳稻是水稻的两个亚种，也是主要栽培稻品种，它的耐寒性机制与性状改良是我研究的主要目标。

温度是影响水稻品种栽培地域的主要限制因子，粳稻低温耐受性较强，在我国主要分布于黄河流域、东北、华北和长江中下游地区。东北地区是我国优质粳稻的主要产地。在东北稻米品种审定中，是否具备耐寒性是起到一票否决作用的农艺性状；籼稻低温耐受性较弱，在我国主要分布于华南热带和淮河以南的亚热带地区，但南方的倒春寒气候常现也要求籼稻以及超级杂交稻品种具有耐寒性。

我的研究重点之一是通过分子设计的方式改良水稻品种，使其遇到低温也一样能够存活，保持产量不受影响，这样既可以解决现有生产区域水稻稳产问题，又有可能在高纬度地区大面积种植水稻，为解决我国粮食安全问题提供保障。

我们研究发现水稻耐低温关键基因COLD1在籼、粳稻之间存在明显差异，COLD1中单个核苷酸变化能明显改变水稻的耐寒性。《细胞》等学术期刊多次发表专题评述认为COLD1的研究成果有可能为全球环境变化所带来的粮食匮乏提供新的出路，也可能会为稳定主粮生产、养育全球人口作出贡献。

我们与钱前院士合作，基于分子模块设计技术路线，将COLD1分子模块组装培育出了杂交稻品种嘉禾优7号，这个品种既有很好的耐寒性又有高产、优质、抗病等优异性状，已于2020年通过国家稻品种审定，成为可以在水稻种植区推广的新品种。

我们团队还将持续深入水稻生物育种基础理论研究与技术挖掘。目前正在系统挖掘水稻耐冷、耐盐等耐逆分子模块，并揭示其与高产优质模块耦合机制。同时与育种专家合作，攻克多模块耦合优质品种分子设计育种技术路线，建立高效育种体系。

推动饲草育种尽快步入设计育种时代

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