四川省提名國家科學技術獎勵項目

四川省提名2018年國家科學技術獎勵項目科技進步獎序號

4項目名稱：小麥族種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用提名意見：項目組所在的四川農(nóng)業(yè)大學小麥研究所，是四川省人民政府 1984年批準建立的正處級專業(yè)研究機構，前期專注于小麥自身資源利用及近緣種質(zhì)資源系統(tǒng)考察、收集、保存、評價，首任所長顏濟教授曾主持獲得 1990年國家技術發(fā)明一等獎和2000年國家自然科學二等獎。2001年以來，在國家自然科學基金（27項）、973（3項）、863（4項）等國家和省部級共計78項科研項目資助下，項目組傳承資源研究優(yōu)勢特色，重點圍繞小麥族資源發(fā)掘創(chuàng)新存在的問題系統(tǒng)攻關，獲得了突出創(chuàng)新成果。完善了小麥族種質(zhì)資源庫，實現(xiàn)了小麥族植物標本數(shù)字化，為資源的共享利用奠定了重要基礎；發(fā)掘出豐富多樣的小麥族基因資源；創(chuàng)新外源遺傳操作方法，創(chuàng)制了具有外源物質(zhì)的大批育種“橋梁”材料；創(chuàng)立了“三次連續(xù)雜交、小群體漸進選擇”高效育種技術體系，解決了重頭利用供體物種擴充品種遺傳多樣性的育種技術難題，為外源滲入育種提供了新范例。該成果先后獲得四川省科技進步獎一等獎3項、二等獎1項。已在17個國家的學術期刊上發(fā)表論文501篇，其中SCI收錄282篇；論文被他引1597次，其中SCI他引988次、國際專著引用57次。該項成果豐富了小麥種質(zhì)資源和遺傳育種基礎理論，為優(yōu)異資源持續(xù)開發(fā)利用奠定了重要基礎，已在國內(nèi)外產(chǎn)生了重要影響。成果創(chuàng)新性突出、技術難度大，總體達到國際同類先進水平、部分領域居國際領先水平。該成果符合國家科學技術進步獎社會公益類項目的授獎條件。提名該項目為國家科技進步獎二等獎。項目簡介優(yōu)異資源利用是育種取得新突破的重要手段。小麥族屬種繁多、生境多樣，為麥類作物育種提供了非常豐富的基因源，但對其有效發(fā)掘利用存在諸多難題。小麥優(yōu)異資源創(chuàng)新需要的周期長、難度大、風險大，往往失敗居多，且知識產(chǎn)權保護難，因此公益性、基礎性特征突出。2001年以來，項目組在國家自然科學基金（27項）、973（3項）、863（4項）等國家和省部級78項課題資助下，重點圍繞小麥族資源發(fā)掘與創(chuàng)新存在的問題，進行系統(tǒng)研究：①理清了小麥族屬種間關系，完善了種質(zhì)資源庫，為利用小麥族屬種資源奠定了重要基礎。建立和完善小麥族30屬395余種10700份的種質(zhì)資源庫，完成了小麥族植物標本數(shù)字化，為資源鑒別和共享利用提供了基礎；猬草屬和偃麥草屬是無效屬，澄清了它們的科學本質(zhì)；理清了廣義披堿草屬譜系關系；發(fā)現(xiàn)具StYHW染色體組組成的新物種1個，發(fā)表新組合13個；提出了小麥族物種分化及多樣性形成式樣，揭示了多年生多倍體的染色體組起源與分化特征。②系統(tǒng)揭示了我國小麥地方品種的遺傳特征，發(fā)掘出豐富多樣的麥類基因資源，為分子育種平臺構建提供了理論、方法和材料。對我國10個生態(tài)區(qū)小麥地方品種的系統(tǒng)研究，揭示了傳播和馴化過程對基因型和表型多樣性塑造的影響，為小麥全基因組選擇育種提供了理論依據(jù)。對40余種染色體組組成的64個物種（亞種）資源系統(tǒng)鑒定，發(fā)掘控制籽粒品質(zhì)的新等位基因474、特異標記29個；利用特異資源構建的19個遺傳群體，對21個性狀系統(tǒng)檢測，標記定位了184個QTL位點，為向育種家提供性狀突出、目標基因明確的優(yōu)異基因源奠定了基礎；③創(chuàng)新外源染色體（組）操作方法，創(chuàng)制了具有外源遺傳物質(zhì)的大批“橋梁”育種材料。率先發(fā)現(xiàn)控制遠緣雜種染色體組自動加倍基因QTug.sau-3B，發(fā)現(xiàn)新雙二倍體遠緣雜種染色體組的差異化傳遞現(xiàn)象。創(chuàng)制了具有不同染色體組的新雙二倍體材料374份及一批附加系、代換系、易位系，為拓寬小麥遺傳基礎提供了“橋梁”；④利用新資源培育的優(yōu)良新品種提升了產(chǎn)量潛力，創(chuàng)立的外源基因滲入技術體系提高了育種效率。利用具有黑麥血緣優(yōu)異資源，選育出高產(chǎn)抗病新品種5個，其中國審品種川農(nóng)16曾創(chuàng)造了四川小麥區(qū)試高產(chǎn)記錄，已用作高產(chǎn)育種親本。創(chuàng)立了“三次連續(xù)雜交、小群體漸進選擇”高效育種技術體系，選育出性狀突出、外源基因來源清晰的高產(chǎn)新品種 1個，解決了重頭利用供體物種基因組、擴充品種遺傳基礎的育種技術難題。本成果豐富了小麥種質(zhì)資源和遺傳育種基礎理論，為資源持續(xù)開發(fā)利用奠定了重要基礎，在國內(nèi)外產(chǎn)生了重要影響。先后獲四川省科技進步獎一等獎3項、二等獎1項。在美國、英國、德國和中國等17個國家的學術期刊上發(fā)表論文501篇，其中SCI收錄282篇、CSCD收錄196篇，撰寫外源操作育種國際專著章節(jié)2個，獲國家發(fā)明專利14項。論文被他引1597次，其中SCI他引988次、國際專著引用57次、CSCD他引552次。與11個國家38位科學家合作，聯(lián)合發(fā)表SCI論文93篇。選育6個小麥品種，其中川農(nóng)16、蜀麥969等在省級試驗中表現(xiàn)領先的產(chǎn)量潛力。鑒定和創(chuàng)制的4783多份（次）材料已被中國科學院、中國農(nóng)業(yè)科學院、中國農(nóng)業(yè)大學等15家主要應用單位廣泛利用，為推動我國小麥遺傳育種事業(yè)發(fā)揮了重要作用。培養(yǎng)畢業(yè)博士92人，其中2篇論文獲全國優(yōu)秀博士學位論文、3篇論文獲提名。客觀評價（一）成果鑒定專家的評價意見本項目成果先后獲得四川省科技進步一等獎3項、二等獎1項。①2016年5月3日，以中國工程院程順和院士等組成的專家組對“小麥近緣資源發(fā)掘及種質(zhì)創(chuàng)新與利用”成果鑒定認為：該成果在基礎理論和實際應用方面均取得了創(chuàng)新性成果，總體達到國際同類先進水平， 在染色體自動加倍基因QTug.sau-3B的發(fā)現(xiàn)及其在外源基因轉移中的研究利用方面居國際領先水平 ”。該成果獲得2016年四川省科技進步獎一等獎（完成人：劉登才，魏育明，伍碧華，蘭秀錦，張連全，代壽芬，王際睿，陳國躍，江千濤，劉亞西）【其他附件

6和10】。②

2013

年

4月

14日，以中國科學院洪德元院士等組成的專家組對

“小麥族Ns染色體組植物的分類、系統(tǒng)發(fā)育與資源創(chuàng)新”鑒定認為：該成果取得突出的創(chuàng)新性成果總體達到國際同類先進水平，在猬草屬和賴草屬物種生物學、系統(tǒng)發(fā)育與進化研究方面居國際領先水平。該成果獲得

2013

年四川省科技進步獎二等獎（完成人：周永紅，楊瑞武，張海琴，凡星，康厚揚，沙莉娜，王益）

【其他附件7和

10】。③2011年4月20日，以中國工程院程順和院士等組成的專家組對 “小麥重要育種目標性狀基因的鑒定與利用 ”成果鑒定認為：該成果總體達到國際同類先進水平，在利用四倍體小麥未減數(shù)配子基因創(chuàng)制六倍體小麥染色體區(qū)段重組DH群體的研究方面居國際領先水平。該成果獲得2011年四川省科技進步獎一等獎（完成人：鄭有良，劉登才，魏育明，張連全，王際睿，顏澤洪，陳國躍，代壽芬，江千濤）【其他附件8和10】。2006年3月，北京大學、復旦大學、四川大學、中科院成都生物所、四川省農(nóng)科院的6位同行專家，采用函審鑒定形式，對“麥類基因資源發(fā)掘與利用研究”鑒定認為：該項成果具有很強的歷史傳承和系統(tǒng)性，特色明顯，深入地開展了小麥族系統(tǒng)與進化、特異基因資源發(fā)掘與育種利用研究，不管是在麥類基因資源的基礎理論，還是在實際應用方面都取得了突出的創(chuàng)新性成果。該成果獲得 2006年四川省科技進步一等獎（完成人：鄭有良，周永紅，劉登才，魏育明，蘭秀錦，顏澤洪，楊瑞武，伍碧華，侯永翠）【其他附件 9和10】。（二）論文發(fā)表及同行引用評價情況根據(jù)中國科學院成都科技查新咨詢中心出具的論文檢索報告 【其他附件11】：①發(fā)表論文501篇，其中SCI收錄282篇、CSCD收錄196篇；②發(fā)表的論文他引1597次，其中SCI他引988次、CSCD他引552次。除了被本專業(yè)核心雜志廣泛引用，還被包括《Science》、《PlantCell》、《PNAS》等多個高引期刊引用【其他附件 12】；③ 論文被國際專著廣泛引用，被 20部專著他引 57篇次，其中Springer出版的《WildCropRelatives:GenomicandBreedingResources-Cereals》和AlienIntrogressioninWheat:Cytogenetics,MolecularBiology,andGenomics》分別引用了15和9篇次【其他附件13】。同行對相關工作給予高度評價。例如，發(fā)表在《BMCEvolutionaryBiology》上的工作被作為《植物學報》主編評述“2009年中國植物科學若干領域重要研究進展”的內(nèi)容：“.....四川農(nóng)業(yè)大學周永紅研究組以單拷貝基因（Acc1）為研究對象對該屬植物的起源和演化問題進行了深入探討。賴草屬植物為異源多倍體，并與新麥草屬、冰草屬和旱麥草屬植物親緣關系密切；新麥草是賴草屬植物 Ns型基因組的貢獻者,而Xm型基因組則可能來源于冰草屬和旱麥草屬植物的共同祖先；賴草屬植物可能在 1200–1100萬年前起源于亞歐大陸；北美的賴草屬植物可能是通過白令陸橋遷移過去的；亞歐大陸的賴草屬植物在距今430–370萬年和210–170萬年分別發(fā)生了 1次適應性輻射，而且適應性輻射的形成可能與青藏高原的隆起以及隨后發(fā)生的氣候變遷有關 ”（《植物學報》，2010年45卷3期292頁）。（三）管理部門及同行對新品種的評價川農(nóng)

16是獲得

2002年國家“十五”農(nóng)作物首批后補助

8個小麥新品種之一，列入國家重點推廣計劃，2005年獲國家農(nóng)業(yè)科技成果轉化資金項目資助，曾用作長江上游小麥區(qū)試對照。蜀麥969于2014年獲國家農(nóng)業(yè)科技成果轉化資金資助，2015年開始被列為四川省主導品種。2013年和2014年連續(xù)兩年在國家產(chǎn)業(yè)技術體系崗位專家湯永祿博士（手機負責的四川江油高產(chǎn)創(chuàng)建的實打驗收測產(chǎn)，畝產(chǎn)均超 650公斤，表明產(chǎn)量潛力高。我國著名小麥分子遺傳學家賈繼增研究員評述認為“利用人工合成小麥為親本率先培育大面積推廣的小麥品種，在區(qū)試中較對照增產(chǎn) 10%以上，這在多年來的小麥區(qū)試中是極為罕見的 ”（《中國農(nóng)業(yè)科學》，2015年48卷17期3324頁）。（四）國際同行對項目組總體工作的肯定項目組發(fā)表的學術論文被廣泛引用、研究結果得到國際同行專家的認可，國際交流合作進一步加強。據(jù)不完全統(tǒng)計，2010年以來，包括美國、澳大利亞和加拿大科學院院士在內(nèi)的11個國家59人次來項目組學術交流，進一步拓展了聯(lián)合科研領域與人才培養(yǎng)。國際小麥族學術會議每4年召開一次，在國際上有重要影響。項目組所在的小麥研究所在2009年日本京都大學舉行的第六屆會議上，通過競爭投票表決獲得承辦權，2013年成功承辦了第七屆會議，并在 SCI雜志《JournalofSystematicsandEvolution》出版了會議專輯“Systematics,evolutionandbreedingofthewheatTribe”(2014年第52卷第6期)。國際組委會主席 MaryE.Barkworth（2009-2013年）和RolandvonBothmer（2005-2009年）在該專輯發(fā)表評述，高度評價了本次會議“In2013,theTriticeaeInstituteofSichuanAgriculturalUniversityinChinaverysuccessfullyhostedthe7thInternationalTriticeaeSymposium（譯文：四川農(nóng)業(yè)”大學小麥所非常成功地承辦了第七屆國際小麥族學術會議）。在2016年澳大利亞第13屆國際谷物穗發(fā)芽會上，項目組關于小麥穗發(fā)芽抗性基因發(fā)掘及育種應用進展引起廣泛關注，小麥研究所并獲得了

2019年第

14屆國際谷物穗發(fā)芽會的承辦權。該會是一個歷史悠久的國際會議，從

1975年開始，已先后在英國、瑞典、丹麥、德國、澳大利亞、美國、阿根廷、西班牙、日本等國舉行。此外，受國際同行邀請合作出版專著。例如，受邀在

SpringerNewYork

出版的專著“AlienGeneTransferinCropPlants”撰寫了遠緣雜交方面的章節(jié)（中 Distanthybridization:atoolforinterspecificmanipulationofchromosomes.Volume1.2014，25-42）；受請在CRCPress/Taylor&FrancisGroup出版的專著“Polyploidyandinterspecifichybridizationincropimprovement中負責撰寫小”麥多倍化及遠緣雜交育種方面的章節(jié)（Allopolyploidyandinterspecifichybridizationforwheatimprovement.2016，p27-52）。推廣應用情況根據(jù)我國《農(nóng)作物種質(zhì)資源管理辦法》（2003年，第五條），農(nóng)作物種質(zhì)資源工作屬于公益性事業(yè)，本項目發(fā)掘的資源廣泛服務于我國研究人員的科學研究工作。僅根據(jù)15家單位對本項目鑒定和創(chuàng)新材料的應用情況進行統(tǒng)計：自2001年以來，有4783份材料無償提供給國內(nèi)同行，應用于基礎研究、新品種選育等。例如：①新品種選育：四川省農(nóng)科院作物所利用高成穗品種川農(nóng)16選育了4個高產(chǎn)新品種，利用蜀麥969早熟姊妹系L239-248-5選育了早熟性狀突出的新品種；云南農(nóng)業(yè)大學利用高產(chǎn)多抗、寡分蘗大穗資源及人工合成新小麥的育種群體，選育的滇麥6號已推薦審定、滇麥7號（區(qū)試增產(chǎn)11.9%，居第一）進入生產(chǎn)試驗；中科院西北高原生物所利用人工合成新小麥高效育種技術體系建立的群體，證明了合成小麥在春麥區(qū)高產(chǎn)育種中也有重要價值。此外，本項目組利用發(fā)掘的新資源后續(xù)利用，培育了蜀麥126、蜀麥133、蜀麥137、蜀麥921等后續(xù)品種，產(chǎn)量和條銹病抗性突出。②新基因發(fā)掘和新材料創(chuàng)制：利用特異近緣物種材料，西華師范大學發(fā)現(xiàn)、命名定位了矮稈新基因Rht22；西北農(nóng)林科技大學發(fā)掘出抗白粉病新基因PmAS846；電子科技大學創(chuàng)制出小麥 -偃麥草抗病代換系等。③ 基礎研究：中國農(nóng)業(yè)科學院利用染色體自動加倍創(chuàng)制的人工合成新小麥及其供體親本，揭示了新六倍體生長優(yōu)勢形成的分子基礎，發(fā)表的論文（PlantCell2014,26:1878）被該雜志作為亮點工作介紹，成為高被引論文（ESI-HCP）；中國農(nóng)業(yè)大學用合成小麥研究基因表達、倍性及根毛關系（NewPhyto2016,209:721）；中國科學院發(fā)育遺傳所用于多倍化研究（PlantCell2014,26:4311）、標記開發(fā)（MolEcolResour2017,17,1318）；復旦大學用于物種系統(tǒng)發(fā)育研究（NewPhyto2006,170:411）。④小麥族標本數(shù)字化平臺：建立的網(wǎng)址（/her/SAUT）僅2016年網(wǎng)站標本點擊率達23365次，日均65次。主要知識產(chǎn)權證明目錄知識產(chǎn)權類別發(fā)明專利發(fā)明專利發(fā)明專利發(fā)明專利發(fā)明專利農(nóng)作物品種農(nóng)作物品種發(fā)明專利發(fā)明專利

知識產(chǎn)權具體名稱檢測小麥籽粒α-Amy3基因表達量的引物及其應用小麥未減數(shù)配子基因的分子標記及其應用一種快速有效鑒定偃麥草屬Ee基因組的方法與小麥抗條銹病基因相連鎖的分子標記、其獲得方法及應用一種廣泛脅迫蛋白家族基因特異分子標記的開發(fā)及應用川農(nóng)16號蜀麥969一種產(chǎn)生未減數(shù)配子的小麥基因型的簡便篩選方法穩(wěn)定表達 6個HMW-GS的普通小麥培育方法

國家（地區(qū)）中國中國中國中國中國中國中國中國中國

授權號201310359300.4201210293612.5201310640042.7201210407964.9200910059477.6國審麥2003023川審麥2013009200710048217.X201310022735.X

授權日期2015年8月日2014年8月日2015年3月日2015年4月日2012年2月日2003年11月6日2014年1月日2010年12月8日2014年4月日

證書權利人編號1743 四川農(nóng)業(yè)大學1461 四川農(nóng)業(yè)大學1612 四川農(nóng)業(yè)大學1640 四川農(nóng)業(yè)大學9086 四川農(nóng)業(yè)大學2003四川農(nóng)-179業(yè)大學四川農(nóng)業(yè)大學7073 四川農(nóng)業(yè)大學1374 四川農(nóng)業(yè)大學

發(fā)明人發(fā)明專利有效狀態(tài)鄭有良，劉亞西，王際睿，楊劍，有效專利江千濤，蒲至恩，陳國躍，魏育明劉登才，張連全，郝明，羅江陶，有效專利鄭有良，袁中偉，顏澤洪，代壽芬周永紅，沙莉娜，凡星，張海琴，有效專利康厚揚，王益，崔忠剛鄭有良，陳國躍，陳時盛，魏育明，有效專利劉亞西，蒲至恩，鄧梅魏育明，李偉滔，周練，祁鵬飛，有效專利鄭有良鄭有良，蘭秀錦，魏育明，劉登才，其他有效周永紅，顏澤洪，知識產(chǎn)權顏濟，楊俊良，侯永翠，王志容劉登才，鄭有良，蘭秀錦，代壽芬，張連全，魏育明，其他有效袁中偉，顏澤洪，知識產(chǎn)權伍碧華，彭遠英，陳國躍，劉亞西劉登才，張連全，有效專利顏澤洪，鄭有良伍碧華，王真真，胡喜貴，胡繼良，有效專利郭孝輝，王棟，小麥抗穗發(fā)芽QTL2016發(fā)明位點QPhs.sicau-3B.120141002178四川農(nóng)年8月專利中國49031.6098業(yè)大學的分子標記M3B-1a17日和M3B-2a及其應用

鄭有良，劉登才，蒲至恩，陳國躍，代壽芬王際睿，劉亞西，劉宇嬌，毛雙雙，江千濤，蒲至恩，有效專利陳國躍，魏育明，鄭有良主要完成人情況表姓名 鄭有良 排名 1 行政職務 校長 技術職稱 教授工作單位 四川農(nóng)業(yè)大學 完成單位 四川農(nóng)業(yè)大學對本項目技術創(chuàng)造性貢獻：項目組組長，負責項目的科學規(guī)劃、總體設計、管理及組織實施。在《主要科技創(chuàng)新》創(chuàng)新點一、二、三和四部分做出了創(chuàng)造性貢獻。核心知識產(chǎn)權序號 1、4和5的第一完成人；2006年和2011年四川省科學技術進步獎一等獎第一完成人；其他附件 3學術論文目錄中，作為通訊作者發(fā)表的 SCI收錄論文共計 98篇。姓名 周永紅