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作物种质资源安全保存与信息化
团队立足我国作物种质资源安全保存的战略需求，聚焦长期贮藏过程中种质资源活力衰变规律与监测技术的关键科学问题。团队致力于从生理、生化及分子层面解析种子活力的形成与维持机制，研发新型诊断指标与智能化监测技术，建立高效稳定的超低温保存工艺，并构建一体化的种质资源信息管理与共享系统。研究成果旨在为我国种质资源库的安全保存、活力预警、高效再生与信息化管理提供全链条支撑，为保障国家农作物战略资源的长期安全与可持续利用提供坚实保障。
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作物种质资源抗逆和品质性状评价
团队立足我国种业发展和作物生产的重大需求，聚焦作物种质资源特性鉴定共性技术研发、优异抗病与耐盐碱种质发掘及抗性机制解析等科学问题，重点开展玉米和豆类等作物育种和生产上亟需的抗病、耐盐碱等重要性状的精准鉴定评价、深入发掘，以及国外种质引进与检疫研究，挖掘目标性状突出的抗性种质和优异等位基因，揭示种质抗病、耐盐碱分子机制，为培育环境友好、资源节约的作物新品种提供材料保障。
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小麦大麦优异种质资源发掘与创新利用
团队立足我国麦类作物种质资源的保护和有效利用需求，聚焦小麦大麦种质资源遗传多样性拓宽和突破性资源鉴定与创新的科学问题，重点开展小麦大麦种质资源的多渠道收集引进、基因型和表型精准鉴定，以及产业急需性状的新种质创制、优异基因挖掘和功能研究，阐明麦类作物种质资源的遗传多样性、性状演替和未来发展方向，为我国麦类作物育种和产业发展提供支撑。
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玉米优异种质资源发掘与创新利用
团队立足我国玉米种质资源保护与利用需求，聚焦种质资源基础性工作和应用基础科学问题，重点开展玉米种质资源国内收集和国外引进，深入开展玉米种质资源重要性状的精准鉴定和基因型鉴定，筛选和发掘有育种利用价值的优异种质和基因资源，阐明种质资源形成和演化规律，创制育种可用的优异新种质，开展高效共享利用研究，为我国高产绿色高效玉米遗传育种及产业发展提供基础保障和关键支撑。
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大豆优异基因资源发掘与创新利用
团队立足我国大豆生产和分子育种需求，以我国收集保存的栽培和野生大豆种质资源为材料，以发掘大豆育种急需的优异基因资源为目标，综合利用基因组学、遗传育种学和分子生物学等理论和方法，系统评价我国大豆资源的表型和基因型多样性，挖掘大豆重要性状基因，解析优异基因资源形成与演化规律，开发功能分子标记和芯片，鉴定大豆资源的基因型，实现大豆种质资源向基因资源的转变，推动大豆科技原始创新，支撑突破性新品种培育。
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水稻优异种质资源发掘与创新利用
团队立足国家稻种资源安全，聚焦水稻种质资源形成与演化科学问题，重点开展水稻种质资源收集保存与精准鉴定、水稻重要育种性状基因资源解析等研究，挖掘优异水稻种质，揭示水稻高产、优质、耐逆、抗病虫等优异性状形成的遗传基础，阐明水稻优异性状与优异基因的驯化选择及演变规律，创制高产稳产水稻新种质，为面向未来的水稻遗传改良提供支撑。
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特色农作物优异种质资源发掘与创新利用
团队立足“大食物观”和国民营养健康需求，围绕保障国家粮食安全、乡村振兴和脱贫地区杂粮产业发展的总目标，聚焦特色杂粮种业和产能提升中的关键问题，重点开展谷子、食用豆、糜子、高粱、燕麦等杂粮作物种质资源精准鉴定发掘，育种新材料的创制与育种新技术、新方法研发，以及适合产业化生产的杂粮作物新品种培育和示范研究，阐明优异种质衍生规律、关键基因优异单倍型效应和高效育种利用的技术路径，为提升我国杂粮作物的产业水平和国际竞争力提供技术保障。
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杂粮作物功能成分挖掘与新品种选育
团队立足践行国家大食物观与健康中国战略的重大需求，聚焦杂粮功能成分代谢调控机制不清、优质专用品种缺乏等关键科学问题，重点开展荞麦芦丁等重要功能成分的遗传解析与育种利用研究，揭示功能成分形成的遗传基础及其与产量、环境适应性的互作调控机制，培育市场急需的优质专用型杂粮新品种，为提高我国杂粮产业核心竞争力，保障大众营养健康提供坚实的科技与品种支撑。
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作物功能基因组研究
团队立足国家对高产优质绿色水稻新品种的重大需求，聚焦籼粳交杂种优势利用等关键基础科学问题，重点开展籼粳交杂种育性、抽穗期、株型、抗性和品质等性状关键基因的克隆及功能解析研究，揭示水稻重要农艺性状形成的分子基础，挖掘对水稻产量、抗性和品质等性状提升具有显著效应的优异新基因资源，夯实水稻新品种分子设计育种的理论基础，培育高产优质绿色广适粳稻新品种，为保障国家粮食安全提供重要科技支撑。
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小麦基因资源发掘与利用
团队立足小麦种质资源创新与分子改良需求，聚焦小麦基因组结构变异、重要性状遗传调控及种质演化等科学问题，重点开展小麦基因组学与泛基因组学研究、关键基因克隆与功能解析以及基因资源系统挖掘与利用。团队主导完成小麦D基因组供体测序和中国小麦泛基因组构建，克隆了包括太谷核不育基因MS2在内的多个关键调控基因，开发了660K小麦芯片、多倍体作物关联分析方法HGWAS和AI表达预测模型，为小麦重要性状解析与优异种质创新提供有力支撑。
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作物转基因及基因编辑技术与应用
团队立足国家粮食安全重大战略需求，聚焦作物抗逆、抗病等性状易受环境影响等关键科学问题，重点开展小麦、水稻、谷子等作物抗逆、抗病、养分高效利用的基因挖掘与功能机制解析、遗传转化体系构建及基因编辑技术体系创新研究，阐明作物抗逆、抗病、养分高效利用的分子调控网络和分子作用机理，为作物抗逆分子育种提供理论依据与技术支撑，为国家粮食安全与农业可持续发展提供基础保障。
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作物基因组选择技术与应用
团队立足于全球气候变化和世界种业竞争背景下的国家粮食安全问题，聚焦主粮作物分子改良的基础理论方法，研发作物基因组大数据育种技术体系与应用平台，加快提升育种优异基因挖掘及分子设计能力，为高产优质广适多抗玉米和水稻新种质定向创制提供基因资源和关键技术支撑。
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水稻分子设计技术与应用
团队立足国家战略需求，聚焦水稻种业发展的科学问题，重点开展水稻抗逆抗病虫优异基因挖掘与分子功能解析、分子设计育种平台构建和高产优质多抗绿色超级稻新品种培育研究，阐明水稻基因组多样性和复杂性状遗传基础，为国家粮食安全提供技术支撑。
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大豆高产性状机理解析与设计
团队立足大豆遗传改良的实际需求，聚焦大豆产能不足，产量、品质与耐逆性协同改良基因匮乏等科学问题，重点开展对大豆株型、品质和环境韧性有显著影响的关键遗传因子的克隆和功能研究，特别是调控耐密理想株型、籽粒油份蛋白组成及耐逆性能的基因，通过功能基因组学和分子生物学技术全面揭示这些基因在大豆生长发育、环境适应、品质形成过程中的具体作用机制，为提高大豆产量，稳定大豆产业发展，提升国产大豆市场竞争力提供保障。
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小麦品质研究与新品种选育
团队立足国家粮食安全与科技支撑，聚焦我国小麦品种品质不优、品质不稳等科学问题，重点开展品质实用分子标记发掘应用、优质小麦新品种选育与产业化等工作，阐明影响我国小麦加工品质和营养品质的重要基因及育种关键指标，为培育优质高产且营养健康的小麦新品种提供技术支撑。
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小麦育种新技术及应用
团队立足小麦育种新技术新方法研发，聚焦小麦生产中对重大品种的需求，重点开展诱发突变、细胞工程、矮败小麦等途径的小麦育种技术与方法研发及规模化特性鉴定与品种测试网络建设，实现小麦育种材料创制与应用的新突破；选育高产优质多抗小麦新品种并推广应用，科技支撑小麦大面积单产提升。
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玉米遗传改良与新品种选育
团队立足我国东华北春播区、黄淮海夏播区及西南区玉米育种重大需求，聚焦优异种质形成演化规律、重要育种性状遗传机理解析及高效育种技术创新等关键科学问题，重点开展种质资源引进鉴定与育种新基因挖掘、分子育种技术研发、新种质创制及新品种选育等系统研究，揭示了抗粗缩病基因ZmGLK36、高蛋氨酸基因ZmDeSI2等调控性状的分子机制，创新发展了以单倍体与全基因组选择技术为核心的工程化育种体系，高效设计与创制优异新种质，培育并推广中单1130等“中单”系列高产抗逆优质宜机收新品种，为我国玉米生产提供了有力的科技支撑与种源保障。
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作物分子育种技术和应用
团队立足研发和应用前沿育种技术和方法，聚焦分子标记辅助育种和基因编辑育种的世界前沿科学问题，重点开展玉米重要农艺性状的遗传改良与功能标记开发，构建高效玉米基因组编辑技术体系，揭示复杂农艺性状形成的分子机制与调控网络，为绿色、高产、高效的农业发展提供核心科技支撑。
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大豆育种技术创新与新品种选育
团队立足国家大豆产业高质量发展和油料安全重大需求，聚焦大豆光温适应性、产量与品质等关键科学问题，重点开展大豆重要农艺性状的遗传规律解析与分子基础研究，创新与优化大豆育种核心技术体系，构建工程化快速育种技术平台，创制目标性状突出的优异育种新材料，培育高产、优质、广适性大豆新品种，集成良种良法，推动大面积示范与应用，为保障国家油料安全、支撑我国大豆产业振兴提供坚实科技支撑。
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作物栽培与生理
团队立足小麦、玉米大面积单产提升的实际问题，聚焦产量潜力突破的机制与途径、产量与品质形成的协同机制以及产量-环境-措施的定量关系等科学问题，重点开展小麦、玉米高产优质高产生产技术、作物生产应对气候变化理论与技术、作物生长信息化技术等作物现代生产技术研究，揭示作物高产优质高效的基础理论，通过理论突破、技术创新、集成应用全链条创新，为粮食作物绿色增效关键技术提供支撑。
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作物耕作与生态
团队立足国家粮食安全与“双碳”战略需求，聚焦作物丰产低碳生产，重点开展作物丰产增效与农田固碳减排协同的耕作理论创新与技术模式集成、作物抗逆稳产的生理生态机制解析与化学调控技术及产品研发、应对气候变化的作物高光效生理生态机制解析与调控途径研究，阐明作物高产高效与农田温室气体减排协同的生理生态机制，为构建绿色高效种植模式、保障国家粮食安全与生态安全提供理论与技术支撑。
