水稻作為重要的糧食作物，是我國60％以上人口的主糧。在糧食危機和人們生活水平日益增長的雙重壓力下，培育“高產優質”型超級水稻新品種是育種學家和稻米種業長期奮斗目標，但是傳統育種進展緩慢�！耙涣７N子可以改變世界”，然而如何才能實現“多快好省”地培育出一粒好種子？

　　日前，中國科學家利用品種設計的思路，實現了高產優質水稻的高效培育。該項研究給予了品種設計育種研究領域新的啟迪，將極大推動作物傳統育種向高效、精準、定向的分子設計育種轉變。研究成果于2017年3月20日在線發表在Nature Plants雜志，中國農科院水稻所曾大力研究員和中科院遺傳發育所田志喜研究員為共同第一作者，中國農科院水稻所、深圳農業基因組所錢前研究員和中國科學院遺傳與發育生物學研究所李家洋研究員為共同通訊作者。

　　隨著功能基因組的發展，育種學家提出“品種設計育種”，夢想能將重要農藝性狀關鍵基因的優異等位形式高效聚合，形成超級新品種。然而，品種設計育種實施中最優化育種策略的設計面臨挑戰，尤其對于高產優質復雜性狀綜合改良，迄今還沒有實現從概念到產品的報道。

　　品種設計育種的前提是對目標性狀調控機理的系統解析。李家洋研究組與錢前研究組長期合作，致力于水稻高產、優質的分子調控機理的研究。通過近二十年的努力，克隆了包括理想株型調控基因（IPA1）在內的一批重要的高產調控基因，并揭示水稻蒸煮品質主要受淀粉合成相關基因組成的遺傳網絡的調控。

　　在此基礎上，李家洋研究組與錢前研究組精心設計，以超高產但綜合品質差的品種“特青”作為受體，以蒸煮和外觀品質具有良好特性的品種“日本晴”和“93-11”為供體，對涉及水稻產量、稻米外觀品質、蒸煮食味品質和生態適應性的28個目標基因進行優化組合。經過8年多的努力，利用雜交、回交與分子標記定向選擇等技術，成功將優質目標基因的優異等位聚合到受體材料，并充分保留了“特青”的高產特性。這些優異的“品種設計”材料，在高產的基礎上，稻米外觀品質、蒸煮食味品質、口感和風味等方面均有顯著改良，并且以其配組的雜交稻稻米品質也顯著提高。成功地實現了"秈稻的產量，粳稻的品質"的理想目標。