小麦抗旱与水分高效利用协同提升的根冠协同调控技术

【需求背景】 作物的抗旱性与水分利用效率（WUE）密切相关，但并非完全一致。理想的高抗旱品种应能在干旱条件下不仅存活，还能保持较高的产量，即实现抗旱性与水分高效利用的协同提升。这依赖于根系对水分的高效吸收（“开源”）和冠层对水分的优化利用（“节流”）之间的精细协同，但目前对这种根冠协同的生理遗传机制理解尚浅，缺乏有效的调控技术。 【需解决的主要技术难题】 1) 需要能够无损、原位、动态监测植株根系三维构型、分布深度及吸水活力的技术设备（如微型根窗、CT扫描等）。 2) 需要同步精准监测冠层尺度气体交换（光合、蒸腾）的技术，以准确计算整株水平的水分利用效率。 3) 缺乏将根系吸水动力学与冠层光合碳同化过程相耦合的生理模型，难以筛选出根冠协同最优的基因型。 【期望实现的主要技术目标】 寻求在植物生理生态、根系生物学及精密传感技术方面有专长的合作单位。期望合作开发一套能同步监测小麦根系构型/活力和冠层光合/蒸腾的集成技术系统。在此基础上，旨在阐明抗旱性与WUE协同提升的根冠互作生理机制，并建立相应的筛选指标体系。最终目标是创制出兼具深广高效根系和低蒸腾高光合效率冠层的突破性小麦新种质，实现“少水高产”的育种目标。 需求解析 **解析单位：-（-）**解析时间：2025-11-10  张勇 中国农业科学院作物科学研究所 研究员 综合评价 该技术需求紧扣小麦抗旱与水分高效利用 “协同难” 痛点，兼具理论创新性与生产实用性。核心聚焦根冠调控脱节（如根系吸水强但地上部耗水快）、单一调控（仅优化根系 / 叶片）效果有限等问题，需突破根冠协同机制挖掘（如 ABA 信号通路、源库关系调控），破解传统技术难以平衡抗旱性与水分利用效率的短板。 技术层面迫切需求 “基因 - 性状 - 栽培” 协同技术，如基于分子标记的根冠性状（根系密度、叶片气孔导度）同步选择，配套阶段性水肥耦合管理（拔节期控水促根、灌浆期精准补水），解决调控措施针对性不足的瓶颈；同时需建立量化评价体系（如水分利用效率、抗旱系数），确保协同效果可测可验证。此外，需适配不同干旱区域（轻度 / 重度干旱），增强技术普适性。 整体需求以 “根冠联动、水效优化、抗产协同” 为核心，贴合节水农业与粮食安全需求，为培育 “抗旱 - 水效双优” 小麦品种、制定节水栽培方案提供关键技术支撑。 【技术需求】 ](https://www.kczg.org.cn/needs/index?type=1) — 采集元信息 — 需求单位：浙江\*\*\*究院 所在地区：河南省 郑州市 郑州高新技术产业开发区 合作方式：合作开发 预算：双方协商 截止日期：2027-12-01 发布日期：2025-11-04 数据来源：科创中国 来源链接：https://www.kczg.org.cn/needs/detailThe?type=1&id=8419038