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现代农业园区规划与管理

计育种相关平台，专注理论基础和应用基础研究。跨国公司拜耳孟山都、科迪华

等种业集团建立了工程化育种设计平台，将前沿基础和技术融合应用育种，创制
出耐旱玉米等突破性新品种。
（二）中国农作物基因设计育种技术发展现状与面临的挑战
1.作物基础研究驱动基因设计育种

基础理论突破是基因设计育种的基石。2002 年，中国水稻（籼稻）基因组
框架图完成，标志着中国水稻基因组学研究迈入世界前列。据统计，2008—2018
年中国发表高水平论文 27479 篇，占全球 29%，其中水稻相关论文占全球 38%。

近年来，中国主导完成水稻、小麦、棉花等多种农作物品种和种质资源的高质量
全基因组序列组装和功能分析；克隆了一批控制产量、品质、抗逆性等具有重大
育种价值的新基因，系统解析了水稻亚种间遗传隔离、小麦赤霉病、玉米株型、
大豆光周期反应等重要基因分子调控网络。多种重要性状的协同调控机制解析取

得突破，如水稻广谱抗稻瘟病与产量平衡机制解析，深化了植物免疫与抗病性机
制认识；赤霉素调控作物氮肥高效利用机制解析，拓展了对植物生长与代谢协同
调控基础理论。育种基础科学创新能力的提升从源头上支撑了中国现代种业发展。

2.作物基因设计育种技术体系初步建立
据统计，2008—2018 年中国主要农作物产出专利合计 10047 件，占全球
37%，正逐步建立系统的农作物基因设计育种技术体系。转基因技术是现今世界

上应用最为广泛的基因工程技术，中国在多物种遗传转化等领域自主研发能力显
著提升，生物安全评价、检测监测和管理体系不断完善，实现了由跟踪到自主创
新的整体跨越，创制出具有重要应用前景的抗虫、耐除草剂、耐旱节水和营养功

能型转基因玉米、大豆和水稻，达到或超过国外同类产品。基因编辑技术在作物
设计育种中应用不断拓展，相继在水稻、小麦、玉米等作物上建立了基因敲除、
基因替换或插入、基因转录调控、单碱基定向突变等基因组定点编辑技术体系，
获得了耐除草剂、抗病、品质改良等新型材料。全基因组选择技术已在聚合多元

优良基因方面发挥作用，初步建立了水稻、小麦、玉米等作物全基因组选择技术
体系。在农业合成生物方面，发掘和合成一批抗盐碱、耐干旱、抗酸、固氮泌铵、
氮高效利用等元件。此外，通过在全基因组层面上建立人工智能预测模型，创建

智能组合优良等位基因的自然变异、人工变异、数量性状位点的育种设计方案，
最终实现智能、高效、定向培育新品种，极大地提高育种效率。

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