2017年度国家自然科学奖一等奖 水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计

2017年度国家科学技术奖励大会上，由中国科学院遗传与发育生物学研究所等单位完成的“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”项目荣获国家自然科学奖一等奖。该项目聚焦水稻这一全球最重要的粮食作物，通过系统的自然科学研究和试验发展，揭示了水稻产量与品质性状形成的分子机制，并开创了分子设计育种的新途径。

在分子机理研究方面，团队深入解析了控制水稻株型、穗粒数、粒重以及抗逆性等关键农艺性状的遗传网络。通过基因组学、转录组学和蛋白质组学等多组学技术，发现了多个调控水稻高产与优质的核心基因，如IPA1、GW7等。这些基因不仅影响分蘖数和穗粒结构，还直接关联稻米的外观品质、蒸煮食味品质及营养品质。例如，GW7基因的精细调控可显著提高稻米粒长，改善整精米率，为优质稻米育种提供了关键靶点。

在品种设计方面，项目团队创新性地将基础理论研究与育种实践相结合，建立了分子模块设计育种体系。通过聚合优良等位基因，设计出具有理想株型、高光效和高品质的水稻新种质。例如，“嘉优中科”系列品种便是该技术的成功应用，实现了产量与品质的协同提升，在多地示范种植中表现出显著的增产潜力和优良的稻米品质。

该项目的成果不仅深化了对水稻生命规律的理解，更推动了作物育种从“经验选育”向“精准设计”的转变。其研究方法和理论框架已扩展至小麦、玉米等其他重要作物，为保障国家粮食安全和农业可持续发展提供了强有力的科技支撑。这一奖项的获得，彰显了我国在农业基础研究和应用创新领域的国际领先地位，也为未来作物遗传改良奠定了坚实基石。