中國網/中國發展門戶網訊 中國古代綜合性的科學技術著作《天工開物》（1637?年）中所述的“天下育民人者，稻居什七”，說明千百年來，稻米一直是中國人的主糧。禾谷類作物栽培在我國已有?8?000?多年歷史，相關的育種知識和技術在全球產生了重要影響。

早期的農業實踐主要通過馴化選育農家品種，20?世紀以來，科學知識快速積累，學科發展推動了育種理論與技術創新：20?世紀初期的孟德爾遺傳學推動了遺傳育種（雜交育種）技術和理論發展；20?世紀?50?年代基于?DNA?雙螺旋結構確立的分子生物學奠定了分子育種（包括后期的轉基因技術）的基礎；20?世紀?90?年代基因組學的發展使設計育種成為可能。

我國是世界上較早啟動植物基因組學研究的國家之一。1998?年作為主要發起國之一，我國參與了“國際水稻基因組測序計劃”；1999?年以來，在科技部資助的“水稻功能基因組”研究項目中，我國科學家在遺傳材料技術方法、技術路線及簡單性狀遺傳解析研究方面取得了重要的進展；2004?年完成了粳稻“日本晴”第?4?號染色體精準測序，并開展了一系列比較基因組研究；2000?年啟動了“超級雜交稻基因組計劃”，2002?年首次完成了超級雜交稻親本秈稻品種“93-11”的全基因組草圖，2005?年完成了其精準測序，這些研究開創了以水稻為模式作物解析復雜性狀調控網絡的新領域。

在后基因組時代，如何充分利用基因組信息，結合系統生物學和合成生物學知識，篩選、模擬和優化生物育種元件，提出最佳的符合育種目標的基因型以及實現目標基因型的構建，以提高育種的預見性和育種效率，實現定向、高效的“精確育種”即設計育種，是生物育種面臨的重要挑戰。現有的研究顯示高產、穩產、優質、高效等復雜性狀受多基因調控，復雜性狀的基因調控網絡具有“模塊化”特性，基于此，中國科學院農業領域的科學家提出了“分子模塊”概念和“分子模塊設計育種創新體系”理論。“分子模塊”是指控制復雜性狀的主效基因或多基因網絡、并可進行遺傳操作的功能單元。“分子模塊設計育種創新體系”包括：①解析分子模塊，編撰對設計育種有指導意義的分子模塊辭海；②闡明分子模塊的耦合效應；③建立“全基因組導航”分子模塊設計育種技術等。

2013?年中國科學院啟動的戰略性先導科技專項（A?類）“分子模塊設計育種創新體系”以水稻為抓手，通過高產、穩產、優質、高效等復雜性狀的分子模塊解析，探索建立分子模塊設計育種技術體系，以帶動小麥、大豆、魚類等動植物復雜性狀的解析和設計育種技術的發展。經過近?5?年努力，取得了一批有重要育種價值的分子模塊和有重要國際影響力的成果，發揮了中國科學院在水稻等作物基礎研究和技術創新等領域的引領作用，將水稻等作物復雜性狀和基因組等研究推向新高度。2017?年?2?月?Nature Plants發表的《中國的復興》專評認為，中國科學家在水稻重要農藝性狀基因解析方面取得了國際一流成果，已經引領國際水稻乃至作物生物學、遺傳學和基因組學研究。