原创《保障粮食安全》
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杂交水稻国家重点实验室,于2011年10月13日获得国家科技部正式批准,由湖南杂交水稻研究中心和武汉大学共建.主管部门为湖南省科技厅与教育部.杂交水稻国家重点实验室针对目前杂交水稻可持续发展中的若干重大科学问题来开展创新性研究,为我国粮食可持续增产,保障我国粮食安全提供理论基础和技术支撑.
结合特色与优势展开创新性研究
杂交水稻发展的趋势是：从基因结构、功能、表达与调控、信号转导．网络调控、新品种选育、制种、生理生态等方面进行研究,来揭示水稻个体发育规律及优势机理,科学指导人工调控杂交水稻的生长发育、产量、品质等形成过程,培育高产、优质,多抗、广适杂交水稻新品种.根据杂交水稻学科前沿发展趋势和水稻超高产科技发展需求,实验室针对目前杂交水稻可持续发展中的若干重大科学问题及实验室的研究特色和优势开展了创新性研究.实验室目前主要开展了以下6个方向的研究工作：
1．水稻优势机理研究
农作物优势利用是提高农作物产量最有效的途径,其基础研究一直落后于应用研究.因此,探讨水稻优势的分子机理和如何利用籼粳优势是进一步提高杂交水稻产量潜力的重要科学方法.我国利用籼粳优势的理念的提出已经有30多年,但籼粳优势始终没有应用到生产中.籼粳优势不能在生产中利用,不仅仅是育性问题,还存在株高偏高,株型松散和生育期过长等问题.于是,如何利用籼粳杂交优势,首先要从遗传上探讨引起这些不良性状的遗传区段或染色体区段,以此来研究如何利用籼粳杂的种优势.这对保障我国粮食安全,保持我国杂交水稻理论和应用研究继续引领世界前沿具有重大的学术价值和理论指导意义.
该方向主要的研究内容有：水稻重要性状优势OTL／基因的克隆和功能解析,优势相关QTL／基因的转录调控机制研究,籼、粳亚种间强优势形成机理和亚种间不育机理研究.
2．水稻发育与育性机理研究
植物发育包括形态建成、配子发育、授粉受精和种子发育等,是水稻不育系选育,繁殖、制种以及产量和品质形成的重要基础.本方向重点研究水稻雄性不育及其育性恢复、株型和产量形成的遗传学机制和细胞分子机理,水稻性细胞发育和授粉受精的分子细胞生物学基础,探讨和揭示水稻生殖发育的规律和分子机制,为有效控制水稻育性,并为水稻优势利用和新品种选育奠定理论基础,指导优良水稻雄性不育系和恢复系的选育.
该方向的主要研究内容：三系杂交水稻育性分子机理研究：两系杂交水稻育性基因与调控；水稻性细胞发育、授粉受精和种子发育的分子基础；水稻植株发育和产量形成机理研究.
3．杂交水稻种质创新与基因发掘研究
为进一步攻克常规技术中存在的技术难题,实验室大规模研创符合未来社会需求、农业与环境可持续发展要求的高产、抗病虫、功能性稻种以及有利于杂交稻生产制种的杂交水稻种质.充分发挥基因工程技术在新功能基因（如表达为高产／高光效、抗病虫、营养功能蛋白或育性相关基因）挖掘与克隆、定向转移与表达调控、选择与聚合等的优越性,创新杂交水稻育种方法、技术,为高产优质多抗广适杂交水稻新品种选育提供新种质,并获得水稻重要基因的知识产权.
该方向的主要研究内容：稻种资源优异基因的克隆与功能研究,杂交水稻高光效种质研创抗病虫、抗逆杂交稻种质创制研究,适合机械化制种的基因工程亲本的创制研究.
4．超级杂交稻育种研究
实验室紧密结合超级杂交稻育种发展趋势、最关键科技需求与工作基础,以第4期超级杂交稻组合及其亲本培育为中期目标,集成分子育种与三系法、两系法等优势利用的技术体系与材料基础,综合利用品种间杂交、亚种间杂交、远缘杂交、分子标记辅助选择及理化、航天、体细胞无性系、分子等各种诱变技术开展超级杂交稻育种研究.
该方向的主要研究内容：亚种间优势利用研究,远缘有利基因聚合育种研究,第4期超级杂交稻育种研究.
5．杂交水稻繁育与种子学研究
目前,实验室在杂交水稻制种理论与技术方面做了大量的研究工作,已初步探明影响杂交种子纯度的主要原因、水稻异交生物学和两系不育系育性遗传变异的基本原理,以及亲本生育期的光温反应特性、异交结实率与生态因子的相关性等.为进一步系统形成杂交水稻种子工程领域的理论和技术体系奠定了坚实基础.
该方向的主要研究内容：水稻异交生态学研究,水稻异交生物学研究,水稻异交栽培生理生化机理研究,杂交水稻机械化制种及种子纯度快速鉴定技术研究,水稻光温敏不育系核心种子生产和繁殖技术研究.
6．杂交水稻超高产生理生态研究
在”十五”和”十一五”期间,实验室系统研究了第1期（亩产700Kg）和第2期（亩产800Kg）超级杂交稻的产量稳定性及其影响因素、养分吸收积累规律及其基因型差异、高产群体质量和配套栽培技术等,提出了超级杂交稻改良型强化栽培技术、 ”三定”栽培技术和节氮栽培技术等,为了阐明第3期（亩产900Kg）超级杂交稻的生理生态机制和栽培理论,探讨第4期(亩产lOOOKg)超级杂交稻的产量奠定基础.
该方向的主要研究内容：高产理论与栽培技术研究,提高光能利用效率途径研究,栽培生理生态研究,抗逆栽培生理研究.
打造世界一流研究平台与基地
实验室现有固定人员31人,其中中国工程院院士1人、国家重点研发计划项目首席科学家1人、长江学者特聘教授1人、国家杰出青年基金获得者2人、教育部跨／新世纪人才4人,共计教授1 7人,副教授5人,已形成一支具有较强创新能力的科学研究队伍.
武汉大学水稻研究历史悠久.水稻的遗传和发育研究始于上世纪50年代,特别是从20世纪70年代初至今,一直进行水稻生殖与发育、水稻雄性不育与杂交优势利用研究.武汉大学先后在红莲型、马协型水稻细胞质雄性不育新质源的发现与利用、光敏核不育系研究与开发、水稻生殖生物学与细胞工程、野生稻资源研究等方面取得一系列原创性成果.武汉大学每年发表相关杂交水稻SCI论文40余篇,申请发明专利和品种保护10多项.研究成果先后获得国家自然科学奖二等奖、国家技术发明奖二等奖和湖北省突出贡献奖等国家级省部级奖1 0多项,出版教材和专著1 0多部,并获得教育部创新团队发展计划和国家基金委创新研究群体项目资助.这些研究与成果为实验室的发展奠定了坚实的基础.
杂交水稻国家重点实验室的组建是适应国际粮食安全的新形势,立足我国杂交水稻研究的实际情况,面向国家中长期科技发展需求所实施的一项重大战略举措,对增强我国杂交水稻研究的原始创新能力,持续保持我国杂交水稻基础理论与应用研究的领先地位,提升国际竞争力,确保国家粮食安全具有重大意义.实验室主要依托单位湖南杂交水稻研究中心始终坚持以”理论技术一产品一产业”为导向,健全了杂交水稻学科,形成了一批原创性的基础理论成果和应用成果,引领了杂交水稻产业的发展,为我国粮食安全做出了重大贡献.同时,实验室也在朱英国院士的带领下,实行”开放、流动、联合、竞争”的运行机制,为各位有志之士立足国内,面向世界提供了一流的研究平台和服务.在未来发展中,实验室继续围绕杂交水稻持续增产这一主题,从水稻优势机理、水稻发育与育性机理、杂交水稻种质创新与基因发掘、超级杂交稻育种、杂交水稻繁育与种子学、杂交水稻超高产生理生态等方向开展杂交水稻学科理论与技术的理论基础、应用基础研究.此外,实验室还将打造成为一个聚集和培养一流优秀人才、开展高水平学术交流的重要基地.
粮食安全论文参考资料：
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