展望

在先導專項資助下，凝聚了一支包括基礎研究、技術研發和育種的研究隊伍，建立了水稻種質資源庫和基因組數據庫，獲得了一批有重要育種價值的分子模塊，在水稻高產優質協同改良、感受與抵御低溫、廣譜持久抗病與產量平衡、氮高效利用、高產性狀雜種優勢機制等方面取得了有重要國際影響力的成果，分子模塊設計育種技術體系得到實驗驗證。

但水稻是一個復雜的生命系統，除了基因以及基因間互作外，性狀的形成還涉及基因與環境的互作，我們對復雜性狀的遺傳網絡的認識還非常有限，獲得的可用于設計育種的重要基因相對較少，還缺乏在基因組層面檢測或預測基因-基因或基因-環境因子互作的生物學效應的數學模型，這些是建立和完善從“分子模塊”到“設計型品種”的現代育種創新體系的制約因素。

下一階段的方向應將圍繞著?3?個方面開展工作：①計算生物學和機器學習等途徑揭示農藝性狀調控的分子網絡。充分利用水稻種質資源和基因組數據，擴大國際交流與合作，聯合利用功能基因組學技術及基因組編輯技術加速種質和基因資源的發掘和利用，明確基因變異?功能變化以及調控網絡。②以綠色分子設計為目標實現品種的精準設計。系統評價水稻種質資源材料的產量、品質、逆境抗性和養分利用效率等性狀，構建在基因組層面檢測或預測基因-基因或基因-環境因子互作的生物學效應的數學模型，實現基因型和環境因素及其耦合效應的預測，以建立需求導向的作物設計方案，推動作物的精準設計。③以水稻分子設計模式應用于復雜基因組作物小麥品種設計。推動傳統育種向高效、精準、定向的分子設計育種轉變，最終促成水稻等糧食生產的現代化、規?；透咝园l展。（作者：薛勇彪 韓斌 種康 王臺何 祖華 傅向東 儲成才 程祝寬 徐云遠 李明 中國科學院遺傳與發育生物學研究所北京 中國科學院植物研究所北京 中國科學院上海生命科學研究院植物生理生態研究所上海 《中國科學院院刊》供稿）