根据水稻、小麦、玉米三大作物的共性和特性,拟在分子设计育种方向上开展以下五方面的研究:
一是主要粮食作物关键基因挖掘和分子设计:在分析不同地区三大粮食作物主栽品种特性的基础上,结合其产量、生育期和抗病虫等性状相关的基因型,根据水稻、玉米等基因克隆和小麦测序信息等相关信息,利用已精细定位的高产、优质、抗病虫、耐逆、养分高效利用等重要性状基因/主效位点,发掘验证育种可用的基因特异性分子标记
;二是研发和提高作物分子育种技术:利用育种材料全基因组遗传背景选择、分子标记筛选、基因快速导入和优异基因聚合等手段,显著提高传统育种效率,加快品种改良速度,建立作物分子育种技术体系和应用平台,克服多性状多基因聚合、后代选择效率低等难题,大幅度提高我国分子育种的理论和技术水平
;三是新品种培育与推广:通过分子组装设计,将供体亲本与主栽品种进行杂交选育,利用分子标记进行辅助选择,尝试多性状、多基因位点的不同聚合方式,实现重要性状基因的聚合,创制高产、优质、抗病虫、耐逆、养分高效利用等有重大育种利用价值的新材料,最终培育出具有多种优良性状能大面积推广的突破性新品种
;四是分子设计育种信息平台的建立:研制分子设计育种软件,建立农艺性状和基因信息数据库,建立并完善分子标记数据库和分子检测平台;
五是生物安全的基因组编辑育种技术体系的建立:在技术层面完整地对作物基因组编辑技术进行全方位的改进、完善和创新,提高基因组编辑技术的高效性和准确性,建立生物安全的作物基因组编辑育种技术体系。
