基于“穩(wěn)糧增豆”糧豆復(fù)合種植的科學(xué)需求，創(chuàng)新選育抗豆類除草劑糧作品種，研發(fā)配套關(guān)鍵技術(shù)和機(jī)械，組織生態(tài)適應(yīng)性研究，構(gòu)建高效育種和示范推廣體系。

基于農(nóng)作物種業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)對(duì)重要基因和新種質(zhì)的需求，利用多個(gè)育種群體，在目標(biāo)環(huán)境下開展多年、多點(diǎn)、多組學(xué)測(cè)試，構(gòu)建育種大數(shù)據(jù)，在育種過(guò)程中高通量挖掘關(guān)鍵基因，創(chuàng)制和篩選優(yōu)良新種質(zhì)。

剖析我國(guó)主要農(nóng)作物雜種優(yōu)勢(shì)群的形成和改良規(guī)律，闡明雜種優(yōu)勢(shì)形成的遺傳和分子機(jī)理，建立不同作物雜種優(yōu)勢(shì)的預(yù)測(cè)模型，促進(jìn)強(qiáng)優(yōu)勢(shì)農(nóng)作物雜交種的分子設(shè)計(jì)和培育。

大規(guī)模挖掘優(yōu)異新基因并解析其遺傳調(diào)控的分子網(wǎng)絡(luò)，破解重大品種的底盤遺傳基礎(chǔ)，提升定向設(shè)計(jì)育種的工作效率和效果。

5、氮高效利用的遺傳基礎(chǔ)與調(diào)控網(wǎng)絡(luò)

加強(qiáng)作物氮高效利用的遺傳基礎(chǔ)研究，培育高產(chǎn)和氮高效協(xié)同改良的新品種，在減少氮肥投入的情況下持續(xù)提高作物產(chǎn)量。

利用智慧農(nóng)業(yè)工具，開展數(shù)字育種技術(shù)創(chuàng)新及配套體系創(chuàng)建，升級(jí)打造農(nóng)作物精準(zhǔn)育種平臺(tái)，加速推進(jìn)我國(guó)進(jìn)入智能設(shè)計(jì)育種4.0時(shí)代。

運(yùn)用遺傳學(xué)、組學(xué)、生物信息學(xué)和合成生物學(xué)等先進(jìn)技術(shù)，闡明作物品質(zhì)復(fù)雜性狀的遺傳學(xué)基礎(chǔ)，解析分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為創(chuàng)制優(yōu)質(zhì)種源、增進(jìn)全民健康奠定基礎(chǔ)。

闡明主要作物中光合機(jī)器發(fā)育、調(diào)控、延壽及抗逆的分子機(jī)理，揭示植物光保護(hù)、光呼吸的新機(jī)制，破解作物光合效率與環(huán)境的互作機(jī)制，構(gòu)建作物高光效的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，奠定主要農(nóng)作物高產(chǎn)育種的重要基礎(chǔ)。

以橡膠樹、香蕉、木薯等重要熱帶作物為研究對(duì)象，挖掘調(diào)控產(chǎn)量和品質(zhì)形成的關(guān)鍵基因，闡明產(chǎn)量和品質(zhì)性狀之間的互作調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，揭示復(fù)雜性狀的遺傳演化機(jī)制，為創(chuàng)制高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新種質(zhì)奠定基礎(chǔ)。

通過(guò)對(duì)優(yōu)良性狀的解析制定多基因表達(dá)調(diào)控的環(huán)路設(shè)計(jì)方案，整合不同優(yōu)良性狀的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和互作機(jī)制，完善多基因、大片段與染色體水平的基因操作等底盤技術(shù)，對(duì)優(yōu)化的目標(biāo)性狀組合進(jìn)行設(shè)計(jì)合成，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)育種的目標(biāo)。

挖掘有重要育種價(jià)值的園藝作物基因，并用于創(chuàng)制新種質(zhì)，選育具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的優(yōu)異品種，促進(jìn)園藝產(chǎn)業(yè)打贏種業(yè)翻身仗、保障周年供應(yīng)、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

聚焦克服設(shè)施逆境和連作障礙的需求，解析園藝作物響應(yīng)設(shè)施逆境和連作障礙的關(guān)鍵基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)及分子機(jī)制，奠定園藝作物品種基因改良和綠色環(huán)控技術(shù)研發(fā)的理論基礎(chǔ)。

研究接穗-砧木嫁接親和/排斥互作機(jī)制，鑒定決定愈合及后期表型關(guān)鍵基因，量化嫁接愈合進(jìn)程溫、光、水、肥環(huán)境管理參數(shù)，篩選優(yōu)良砧木品種，創(chuàng)建愈合期多元綜合感知與控制系統(tǒng)。

解析害蟲免疫調(diào)控機(jī)制，開發(fā)靶向抑制害蟲免疫系統(tǒng)的新型農(nóng)藥，提升殺蟲效率，減少殺蟲劑使用，促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。

挖掘原創(chuàng)性分子靶標(biāo)，創(chuàng)新分子設(shè)計(jì)技術(shù)，創(chuàng)制高效、低風(fēng)險(xiǎn)的綠色農(nóng)藥，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用推廣，持續(xù)提升病害防控效能。

解析重大害蟲跨境遷移規(guī)律及群聚成災(zāi)機(jī)制，創(chuàng)新智能化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及區(qū)域性綠色防控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遷飛性害蟲精準(zhǔn)預(yù)警及科學(xué)防控。

選育耐鹽堿植物，篩選噬鹽微生物，突破改良共性技術(shù)和水肥個(gè)性關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)制改土新材料新裝備，形成以種適生作物生物學(xué)基礎(chǔ)與潛力提升的解決方案。

探索構(gòu)建不同區(qū)域高產(chǎn)農(nóng)田土壤腐植酸組分含量與比例指標(biāo)體系，利用秸稈高效轉(zhuǎn)化黃、棕、黑腐植酸技術(shù)，快速增加土壤有機(jī)碳，提升耕地地力。

創(chuàng)建集食物豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和資源持續(xù)利用于一體的耕作制度區(qū)劃新方法，制定耕作制度精準(zhǔn)區(qū)劃，優(yōu)化邊際土地利用，提升食物產(chǎn)能。

開展大規(guī)模、智能化、高精度表型測(cè)定，結(jié)合創(chuàng)新基因組檢測(cè)與分型技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基因組精準(zhǔn)選種選配，促進(jìn)畜禽新品種培育與配套系選育。

根據(jù)畜禽遺傳背景、生長(zhǎng)階段、生理狀態(tài)、養(yǎng)殖規(guī)模的不同構(gòu)建其動(dòng)態(tài)營(yíng)養(yǎng)需求模型，采用AI影像評(píng)估畜禽營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，通過(guò)智能飼喂技術(shù)等進(jìn)行精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)與調(diào)控，提升畜禽飼料利用效率。

建立適于地方畜禽遺傳資源抗逆表型鑒定評(píng)價(jià)方法，闡明抗逆表型形成中遺傳與環(huán)境因素互作關(guān)系，促進(jìn)地方畜禽遺傳資源的保護(hù)與利用。

充分發(fā)掘調(diào)控畜禽的生長(zhǎng)速度、飼料轉(zhuǎn)化利用與代謝、繁殖性能相關(guān)的分子機(jī)制與關(guān)鍵基因，運(yùn)用前沿的育種技術(shù)手段，創(chuàng)制節(jié)糧高繁殖性能的畜禽新品種。

創(chuàng)新應(yīng)用動(dòng)物體細(xì)胞克隆技術(shù)、活體采卵體外受精技術(shù)、同期發(fā)情超數(shù)排卵胚胎移植技術(shù)、單精注射技術(shù)等高效繁殖技術(shù)，加快優(yōu)良個(gè)體的遺傳資源利用，保護(hù)利用瀕危種質(zhì)資源和縮短育種進(jìn)程。

圍繞養(yǎng)殖到屠宰全鏈條，系統(tǒng)集成風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和生物安全防控技術(shù)，建立動(dòng)物疫病區(qū)域凈化模式，保障畜牧業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

研究新發(fā)與重現(xiàn)動(dòng)物疫病病原感染致病、病原拮抗或逃逸宿主天然免疫、病原的抗原結(jié)構(gòu)及其誘導(dǎo)保護(hù)性免疫應(yīng)答的分子機(jī)制，為疫病防控技術(shù)與產(chǎn)品的創(chuàng)新奠定理論基礎(chǔ)。

創(chuàng)新計(jì)算生物學(xué)和前沿育種技術(shù)，開展水產(chǎn)優(yōu)異種質(zhì)資源精準(zhǔn)鑒定，繪制種質(zhì)表型和基因型全景圖譜，創(chuàng)制突破性新種質(zhì)，加快填補(bǔ)水產(chǎn)種業(yè)空白。

闡明漁業(yè)碳匯形成過(guò)程與機(jī)理，建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)新擴(kuò)增途徑，推動(dòng)漁業(yè)碳匯產(chǎn)品市場(chǎng)化交易實(shí)踐。

解析優(yōu)異水產(chǎn)品種形成規(guī)律，挖掘一批優(yōu)異新基因資源，創(chuàng)制更多的優(yōu)異新種質(zhì)，力爭(zhēng)在遺傳多樣性規(guī)律解析、多組學(xué)數(shù)據(jù)整合、重大品種形成規(guī)律分析等方面取得新突破。

創(chuàng)制面向生命和生長(zhǎng)環(huán)境信息的高精度傳感器，建設(shè)人機(jī)協(xié)同的多尺度、多生境、多區(qū)域動(dòng)植物數(shù)據(jù)信息采集體系，實(shí)現(xiàn)表型性狀的高通量精準(zhǔn)獲取與智能解譯，促進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展。

數(shù)字化表征農(nóng)田作業(yè)系統(tǒng)土壤-機(jī)器-作物互作的力學(xué)行為和演變規(guī)律，創(chuàng)新多元異構(gòu)互作信息的機(jī)載協(xié)同感知、實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)和自適應(yīng)調(diào)控技術(shù)，創(chuàng)立機(jī)器作業(yè)新原理、新方法和新機(jī)構(gòu)，創(chuàng)制高性能智能農(nóng)業(yè)裝備，促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高質(zhì)高效綠色發(fā)展。

創(chuàng)建高效的“天-空-地”一體化的農(nóng)情信息感知系統(tǒng)，創(chuàng)新AI+大數(shù)據(jù)結(jié)合知識(shí)驅(qū)動(dòng)的智能監(jiān)測(cè)、智慧決策技術(shù)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)邁入可感知、可定量、可計(jì)算、可調(diào)控和可預(yù)測(cè)的智慧生產(chǎn)階段。

系統(tǒng)鑒定重要野生種、農(nóng)家種、育成品種遺傳與表型特征，挖掘農(nóng)業(yè)生物種質(zhì)資源在馴化和改良以及區(qū)域適應(yīng)過(guò)程中的全景組學(xué)基礎(chǔ)與多樣性產(chǎn)生機(jī)制，建立雜交育種和單倍體育種以及多倍體育種的技術(shù)體系，大幅度縮短育種年限。

建立作物基因定向進(jìn)化的新方法，充分挖掘重要基因新等位型，突破現(xiàn)有種質(zhì)資源限制，與理性設(shè)計(jì)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)根據(jù)生產(chǎn)需求人工“定制”優(yōu)異性狀，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵蛋白在分子水平的模擬自然進(jìn)化，提供關(guān)鍵功能位點(diǎn)的人工進(jìn)化新方法。

35、多基因疊加操作技術(shù)

開發(fā)針對(duì)微效多基因決定性狀的多基因操作技術(shù)體系，挖掘與利用更多目標(biāo)性狀，克服目前單基因決定的性狀發(fā)掘與利用的局限，提升其在種業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用中的價(jià)值。

建立大家畜的多能性干細(xì)胞系，通過(guò)體外配子誘導(dǎo)分化，體外胚胎制備與基因組篩選相結(jié)合，突破體內(nèi)發(fā)育的固有時(shí)間周期，極大縮短育種的世代間隔，加速育種進(jìn)程，努力克服現(xiàn)有育種體系存在的固有世代間隔，特別是縮短大家畜世代間隔時(shí)間。