概况

农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程自2003年建成运行以来，主要围绕农学和生物学中农作物基因资源和新基因发掘的理论基础与技术创新、作物重要性状形成的分子基础及功能途径以及作物品种分子设计的理论基础与技术体系三大科学问题，重点开展水稻、小麦、玉米、棉花、大豆等主要农作物基因资源鉴定，重要性状新基因发掘、功能基因组学、种质和亲本材料创新与分子育种研究，为促进我国作物基因资源、作物育种、生物技术赶超世界先进水平奠定了基础。

研究方向

（1）遗传多样性鉴定及指纹图谱绘制：分离、克隆有我国自主知识产权的分子标记，提出并优化作物基因资源遗传多样性检测及核心种质构建原理和方法，完成资源材料的遗传多样性检测、主要农作物核心种质构建及其指纹图谱绘制，在分子水平上明确我国水稻、小麦、大豆的遗传多样性分布。

（2）基因鉴定与新基因发掘：提出基因水平上高效鉴定发掘作物基因资源的原理与方法，对重要功能基因位点进行鉴定，发掘重要新基因，完成主要农作物核心种质重要功能基因位点的鉴定，基本解决育种中重要基因贫乏的关键问题。

（3）基因克隆与功能基因组：构建BAC库，建立水稻、小麦、玉米、大豆、棉花等作物的突变库；提出高效克隆基因的路线与方法，每年提供3～5个候选基因，并克隆出1个具有自主知识产权的重要的新基因。

（4）种质创新与分子育种技术：建立起快速、高效、经济的分子育种体系，缩短育种周期，提高选择效率，培育优异新种质和优良新品种；研究构建基因高效表达载体，遗传转化、转基因植物快速鉴定方法与育种体系；利用基因工程技术培育出抗病、抗逆、优质新种质与新品系。

（5）DNA测序及生物信息学：完成水稻、小麦、玉米等0作物EST的测序，并明确部分EST的功能；编制出进行基因组研究和基因资源研究的基本软件；建立起我国的基因资源与作物基因组学网站。

建设成效

农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程项目建成以来，创新管理运行机制，聚集优秀人才，积极参与国内外合作与交流，已建成应用基因组学、蛋白质组学、代谢组学、细胞学、生物信息学等技术平台，并成立大型仪器共享服务平台和仪器管理委员会，实现了大型仪器设备、信息和资源的开放共享，现有可共享仪器120台（套），其中50万以上65台（套），已开放仪器的年平均有效工作机时（小时）达到了1626.75小时，平均对外服务机时338.03小时。部分大型仪器设备实现24小时运行服务，共享率超过90%，为国内外提供各类分析测试服务300余万次，提供技术咨询51万次。

各研究团队发表SCI论文超1100篇，其中顶尖期刊NCS论文7篇，高水平论文200余篇，获国家科技进步奖一等奖1项，国家技术发明奖二等奖1项。授权发明专利300余项，国家审定品种17个，省审品种48个，其中国审品种“中麦36”已连续5年被农业农村部推介为黄淮冬麦区旱地展示示范新品种，2024年被农业农村部推介为农业主导品种。各团队挖掘了D53、BRD3、RHS12、Ms2、PH13和Xa23等一大批关键优异育种基因，解析高产、优质、耐逆、抗病虫及杂种不育等性状的分子机制，开发基于机器学习的DNNGP、DeepWheat等基因组分析与基因资源创新系统，促进了智慧育种产业的发展，为保障国家粮食等主要农产品生产提供了强有力的科技支撑。