孙寰
性别:
男
获奖年度:
2009
获奖奖项:
科学与技术进步奖
获奖学科:
农学奖
工作单位:
吉林省农业科学院大豆研究中心
孙寰,吉林省农业科学院首席研究员、学术委员会主任。1939年1月出生于黑龙江省哈尔滨市,1966年硕士毕业于沈阳农业大学农学专业,1968年被分配到吉林省农业科学院工作至今。先后于1982年及1994年作为访问学者访问美国衣阿华州立大学,共两年六个月。曾任吉林省农业科学院大豆研究中心副所长、助研,吉林省农业科学院副院长、副研究员、研究员。曾任吉林省作物学会理事长,中国作物学会理事,现任中国作物学会大豆专业委员会副理事长。20年来主持或参与主持吉林省科技重大项目、农业部农业结构调整重大专项、自然科学基金重点项目,国家科技攻关,“863”重大专项等25个研究项目。
孙寰研究员毕生从事大豆杂种优势利用研究,经过20 多年的不懈努力,带领他的团队育成世界上第一个大豆细胞质雄性不育系和大豆杂交种,开发出高效制种技术,攻克了杂交大豆这一世界性难题,实现了从源头开始的全方位创新,开辟了大豆遗传改良的新途径,成为大豆杂种优势利用研究领域的开拓者和奠基人。在大豆细胞遗传研究上也有所发现。主要成就如下。
一、育成世界上第一个大豆细胞质雄性不育系
通过远缘杂交,于1985年发现栽培豆汝南天鹅蛋与一年生野生豆5090035杂交,F1花粉平均败育率为8801%,正反交F1育性差异明显,表明母本细胞质对F1育性有影响,判断地方品种“汝南天鹅蛋”含有不育细胞质。从1990年开始进行核置换回交,经过5次回交,不育株率达100%,花粉败育率为9993%,于1993年获得了雄性高度不育的细胞质雄性不育系OA和同型保持系OB,这是世界上第一个大豆细胞质雄性不育系。由于OA和OB具有野生大豆基因型,无法直接用于杂交种选育,利用刚刚回交三代的野生型不育系OABC3为母本,和一系列栽培豆测交,于1995年育成具有栽培大豆基因型的细胞质雄性不育系YA和保持系YB,并找到了恢复系,实现“三系”配套,为大豆杂种优势利用找到了突破口。
二、选出高异交率不育系
不育系异交率的高低,是制种技术成熟与否的标志,也是制约制种产量高低的关键因素。在育成不育系后,立即开展了不育系异交率的超前研究,发现不同不育系间天然异交率有巨大差异,通过多年、多点试验,筛选出一批高异交率不育系,在不放蜂条件下,天然异交率平均达60%以上,是一般不育系的2~3倍。高异交率不育系的发现和应用,是不育系研究上的重大创新,采用高异交率不育系为母本配制杂交组合,制种产量大大提高。
三、育成世界上第一个大豆杂交种
通过1000多个杂交组合F1测产,证明大豆有较强的杂种优势。双亲地理远缘优势强,“中国×外国”组合优势最强。2002年育成“杂交豆1号”,区试列第一位,比对照增产219%,通过省品种审定。2006年“杂交豆2号”也通过审定,比对照增产227%。杂交种已在大面积上示范,产量多在3500千克/公顷以上。首创了以昆虫传粉、网室隔离为主要手段的杂交大豆育种程序,每年可配制和测验500个以上组合。
四、开发出“昆虫—环境—作物三位一体综合调控”的制种技术
为解决杂交大豆制种难题,他提出昆虫—环境—作物“三位一体”综合调控理论和策略,并研究出一套高效制种技术。要点是充分利用野生昆虫群体,辅之以人工放蜂;选择高温少雨有灌溉条件的地区和农田制种;用高异交率不育系和恢复系配组合。利用切叶蜂传粉,制种产量超过1000千克/公顷。近年又取得新突破,高异交率组合,在不放蜂条件下结荚率达70%~80%。用经过训练的蜜蜂传粉,异交率较低的不育系结荚率也达到70%,大大降低了制种成本,基本解决了制种难题。经过多年研究,基本掌握了切叶蜂扩繁技术。杂交种的育成和制种技术的研制成功,标志着大豆杂种优势利用进入实用化阶段。
五、在栽培大豆中首次发现染色体倒位
与美国科学家合作,发现大豆地方品种“微大鱼”和“孙吴小白眉”染色体倒位,这是首次在栽培大豆中发现两个染色体倒位系。
六、“质核互作雄性不育大豆及生产大豆杂交种的方法”已经获得中国、美国及日本专利
“质核互作雄性不育大豆及生产大豆杂交种的方法”,于2000年9月30日获得中国发明专利(专利号:ZL971121737)。“Cytoplasmicgenetic male sterile soybean and method for producing hybrid soybean”,分别于2001年11月20日和2009年4月3日获得美国(专利号:US6,320,098B1)和日本(专利号:4285785)发明专利。
七、主要著作、论文及研究报告
1999年作为副主编参编《中国野生大豆生物学研究》并撰写《中国野生大豆细胞学及遗传学研究》一章,2005年主编《吉林大豆》,2007年参编《现代中国大豆》并撰写《大豆杂种优势利用》一章。在Theor Appl Genet,Crop Science,Plant Breeding Review,Plant Breeding,《科学通报》,《中国农业科学》,《大豆科学》等国内外期刊杂志上发表论文20余篇。1997年参加“World Soybean Research Conference V”并作题为“A Cytopasmicnuclear Male Sterile Soybean Line from Interspecific Crosses between Gmax and G soja” 的报告。2000年参加“International Soybean Processing and Utilization Conference III”,并作题为“Soybean Breeding and Production Technology for Processing and Utilization”的大会主旨报告。2009年参加“World Soybean Research Conference VIII”,并作题为“A New Approach of Soybean Improvement:Hybrid Soybean”的大会报告。
八、获奖情况
20多年来,孙寰研究员先后获得了吉林省科技进步奖一等奖(1994,2005),农业部科技进步奖二等奖(1998),吉林省科学技术进步奖特殊贡献奖(2004),国家技术发明奖二等奖(2006)。被评为吉林省管优秀专家和高级专家(1998,2002,2005,2008),吉林省特等劳动模范(2004),全国优秀留学回国人员(1997),全国先进工作者(2005),国家杰出专业技术人才(2006),享受国务院特殊津贴(1992)。
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