等主要营养元素及重金属吸收积累及与光合作用和逆境因子的相互作用关系，阐明其作用机理；克隆提高农作物生物固氮效率的关键基因，明确其调控分子机制；克隆养分高效利用相关器官发育的关键调控基因，阐明器官发育与养分高效利用之间的相互作用机制；发掘有育种利用价值的养分高效利用性状优异等位基因，提出利用途径。
考核指标：【约束性指标】阐明主要农作物氮、磷、钾等养分高效利用形成的分子机理和遗传调控网络；克隆具有育种利用价值的养分高效利用基因30个以上，揭示调控网络3个以上；发表高水平学术论文30篇以上。【预期性指标】申请或获得发明专利30项以上；获得有育种利用价值的养分高效利用性状优异等位基因30个以上，并应用于育种；创制养分高效利用新材料10份以上。
支持年限：2016-2020 拟支持项目数：1项
2.6 主要农作物杂种优势形成与利用机理
研究内容：研究主要农作物杂种优势利用的种质基础，发掘并创建杂种优势群及其利用模式；揭示杂种不育和种（亚种）间杂种优势的分子遗传机理，创新品种、亚种、远缘种间杂种优势利用技术；开展基因组、转录组、表观组等水平的杂种优势机理
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研究，研发杂种优势预测与利用方法，建立杂种优势分子育种体系；创制新型雄性不育系及恢复系，以及组配强优势杂交种的突破性新材料。
考核指标：【约束性指标】阐明主要农作物杂种优势形成的分子机理，研制主要农作物杂种优势利用新技术新方法10项；创制新型不育系80份和恢复系100份；发表高水平学术论文20篇以上。【预期性指标】创建和优化主要农作物的杂种优势类群；申请或获得发明专利20项以上。
支持年限：2016-2020 拟支持项目数：1项
2.7 水稻功能基因组研究与应用
研究内容：创新水稻功能基因组学的研究方法和技术；针对水稻生产上重要的生物学问题，解析产量、品质、抗逆、抗病虫、养分高效利用等复杂性状的遗传基础，深入开展基于水稻全基因组变异的重要农艺性状全基因组关联分析，开展表观组、蛋白组、代谢组、转录组等研究，初步探索水稻3D、4D基因组，阐明复杂性状形成的分子机制和调控网络；创制优异遗传育种材料；开展国际合作研究。
考核指标：【约束性指标】解析重要性状形成的分子网络30项；获得具有育种利用价值和自主知识产权的新基因70个以上；
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创制优异新种质1000份，其中100份应用于新品种培育；发表高水平学术论文50篇以上。【预期性指标】建立高通量的功能基因组研究技术体系和基因资源平台；建立规模化基因鉴定利用与基因组育种技术平台；申请或获得发明专利80项以上。
支持年限：2016-2020 拟支持项目数：1项
2.8 小麦等作物功能基因组研究与应用
研究内容：建立小麦、玉米、大豆、棉花、油菜和蔬菜等主要农作物重要农艺性状分析的功能基因组研究平台；开展重要性状的全基因组关联分析研究，发掘具有重要利用价值的功能基因和调控元件，明确其功能及其作用的分子机制；开展重要性状的转录组、表观组、蛋白组与代谢组研究，解析产量及品质形成、逆境胁迫应答、资源高效利用等重要生物学过程的调控网络；开展全基因组优异基因的高效组合，创制优异遗传育种材料；开展国际合作研究。
考核指标：【约束性指标】阐明产量、品质、抗病虫、抗逆、资源高效利用、生长发育等重要性状形成的调控网络30项；克隆具有重要生物学和经济价值的基因40个以上；创制优异新种质1000份，其中100份应用于新品种培育；发表高水平学术论文50篇以上。【预期性指标】建立高通量的功能基因组研究技术体系和
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基因资源平台；建立规模化基因鉴定利用与基因组育种技术平台；申请或获得发明专利50项以上。
支持年限：2016-2020 拟支持项目数：1项 3. 育种技术与材料创新
3.1 主要农作物杂种优势利用技术与强优势杂交种创制 研究内容：创新水稻、玉米、油菜、棉花、大豆、小麦、蔬菜等主要农作物杂种优势利用核心种质，发掘并创建杂种优势群及其利用模式；研究种、亚种、近缘种、生态远缘种、亚基因组间杂种优势利用新技术，强优势杂交种亲本快速选育技术，杂交种组配模式和杂种优势预测与利用技术，建立和完善杂种优势利用技术体系；创制强优势突破性新材料，以及新型雄性不育系及恢复系，选育和示范应用主要农作物强优势杂交种。
考核指标：【约束性指标】创建和优化主要农作物的杂种优势类群；研制主要农作物杂种优势利用新技术、新方法70项以上；创制优良亲本300份以上，其中新型不育系80份以上和恢复系100份以上；培育强优势农作物杂交新品种150个，比区试对照品种增产8%以上，示范推广面积3000万亩以上。【预期性指标】申请或获得植物新品种保护权150项、发明专利40项以上；发表高水平学术论文30篇以上。
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