山西省農(nóng)科院作物所依靠常規(guī)和高科技技術(shù)，培育出諸多優(yōu)質(zhì)農(nóng)作物新品種

 

　　研究員比農(nóng)民還累

 

　　上午9點(diǎn)半，氣溫已經(jīng)上升到30多攝氏度，一股股熱浪襲來。在這樣的天氣里，山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院東陽示范基地的田地里，仍有許多忙碌的身影。7月18日，山西省農(nóng)科院作物科學(xué)研究所段運(yùn)平的“玉米種質(zhì)改良與育種”課題組研究人員全副武裝，草帽、長褂、長褲、手套……他們在玉米地里來回穿梭，給玉米一株一株地進(jìn)行人工授粉。

 

　　“天氣越熱越要下地。”副研究員劉守渠正在玉米地里忙碌，面龐曬得黝黑，和普通農(nóng)民別無二致。從6月下旬到8月上旬這段一年中最熱的時期，他們最忙碌，因?yàn)檫@是給玉米人工授粉的最佳時期。他說：“花粉存活時間僅有6小時，授粉必須趕在9時至15時之間進(jìn)行。玉米地里溫度常常達(dá)35 以上，我們連續(xù)七八個小時彎著腰為玉米人工授粉，比農(nóng)民還累。”

 

　　助理研究員郭峰演示了授粉過程。在每天8點(diǎn)半到9點(diǎn)溫度適宜時，拍擊、搖動前一天下午套上的授粉袋，讓黃色花粉落入袋中，把它取下來，對準(zhǔn)果穗，讓花粉落到花絲上面，再把袋子密封。“看似簡單的過程，我們要重復(fù)上萬次。1個多月時間，課題組至少要做到套袋8萬多個，授粉3萬多株。”他說，授粉過程各種程序極其嚴(yán)格，要求果穗的花絲“兩頭不能見天”，才能不接觸外面的空氣，隔絕別的花粉，以保證材料的一致性和遺傳的唯一性。

 

　　培育一個玉米新品系要選擇幾萬個組合，授粉是培育良種至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。特別是選出理想自交系以后，還要進(jìn)行更為艱難的雜交種選育。面對眾多組合，如何選定父本、母本，實(shí)現(xiàn)良種性狀互補(bǔ)，都要對品系、品種精心篩選。一個新的品種，從開始選系到配制雜交組合，再到多年多點(diǎn)試驗(yàn)，通過審定，實(shí)現(xiàn)推廣，需要近10年時間。

 

　　在試驗(yàn)基地，除玉米外，大豆、棉花、向日葵、小雜糧等作物都采用這種常規(guī)育種方式。常規(guī)育種最大的優(yōu)點(diǎn)是無需精密儀器，無論是設(shè)備優(yōu)越的中央單位，還是條件相對差的地方科研單位，都可以利用這個方法進(jìn)行新品種選育。

 

　　科技、常規(guī)兩不誤

 

　　當(dāng)玉米等作物還在田間授粉時，小麥已經(jīng)收割，進(jìn)行分類裝袋。
 

　　在作物所分子育種實(shí)驗(yàn)室，記者看到課題組副研究員李欣正帶領(lǐng)一幫人在工作，他們正在給小麥脫粒、裝袋、做標(biāo)簽。他說：“每一袋小麥材料有著自己的 家譜 ，把哪個麥穗放錯了袋子，或者把標(biāo)簽貼錯了，整個實(shí)驗(yàn)就會前功盡棄。”
 

　　在常規(guī)育種的基礎(chǔ)上，小麥分子育種課題組還采用了分子育種技術(shù)。“分子育種是將分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用于育種中，通過分子標(biāo)記、基因定位等方法確定基因位點(diǎn)，之后將有效基因?qū)氍F(xiàn)有材料中，從而培育出符合預(yù)想要求的新品種。”作物所研究員暢志堅(jiān)介紹。
 

　　8月3日，在作物所實(shí)驗(yàn)室里，工作人員用移液槍將從葉片中提取的一個個DNA移入PCR板中，準(zhǔn)備鑒定分子標(biāo)記。“借助高通量分子標(biāo)記檢測平臺，一天可做2000個DNA數(shù)據(jù)點(diǎn)，高效又準(zhǔn)確。”暢志堅(jiān)說，分子育種已成為國際作物育種主流，通過分子標(biāo)記輔助選擇，育種專家可以精準(zhǔn)育種，選出產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)、適應(yīng)性強(qiáng)的麥種。
 

　　“每個基因序列中的分子標(biāo)記就如同高速路上的指示牌，標(biāo)記性狀一目了然。”李欣說，分子育種有利于提高育種工作效率，在提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)、增強(qiáng)抗性等方面具有非常大的潛力。隨著生物芯片開發(fā)、基因組測序等技術(shù)的發(fā)展，分子技術(shù)將更深入的融入到育種當(dāng)中。
 

　　暢志堅(jiān)介紹，分子育種通過基因的直接選擇和有效聚合，可大幅度提高育種效率，縮短育種年限，實(shí)現(xiàn)“精確育種”。比如，常規(guī)育種需要7代至8代才能選出育種材料，分子育種能縮短到3代至4代，育種周期縮短為原來的1/2至1/3。
 

　　作物所將現(xiàn)代植物染色體工程技術(shù)、基因組學(xué)的原理和方法與傳統(tǒng)的方法相結(jié)合，為我省小麥遺傳改良提供基因資源及重要信息，為現(xiàn)代小麥產(chǎn)業(yè)的形成和可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)和保障。

 

　　強(qiáng)力撐起現(xiàn)代農(nóng)業(yè)
 

　　無論是在被太陽炙烤著的田地里與作物親密接觸，還是在實(shí)驗(yàn)室中潛心鉆研分子育種技術(shù)，省農(nóng)科院作物所的廣大科研人員數(shù)十年如一日，兢兢業(yè)業(yè)堅(jiān)守在崗位上。
 

　　“近年來作物所有多個品種成功轉(zhuǎn)化，我們也越來越有信心培育出更好的玉米新品種。”劉守渠介紹，玉米課題組先后主持和承擔(dān)國家級項(xiàng)目4項(xiàng)，省級項(xiàng)目20多項(xiàng)，獲得獎項(xiàng)7項(xiàng)，先后培育出并單1號、并單5號、并單16號、華美368、華美468等優(yōu)良玉米品種20個，很多品種技術(shù)轉(zhuǎn)讓給種業(yè)公司，給單位、公司和農(nóng)民帶來了很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。其中并單6號、并單16號作為我省特早熟區(qū)的對照品種，在生產(chǎn)上發(fā)揮了很大作用。
 

　　作物所與電子科技大學(xué)、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)合作完成的“小麥種質(zhì)創(chuàng)新的細(xì)胞遺傳學(xué)機(jī)制及外源抗病基因分子鑒定”曾獲2012年度山西省自然科學(xué)獎一等獎。在國家自然科學(xué)基金委公布的2016年國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目評審結(jié)果中，山西省農(nóng)科院小麥遺傳與分子育種山西省科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的“小麥-偃麥草創(chuàng)新種質(zhì)CH7086中抗條銹基因Yr69的精細(xì)定位”和“小麥產(chǎn)量性狀基因TaMYB-7A功能鑒定及其調(diào)控機(jī)制研究”均獲得國家自然科學(xué)青年基金資助。

 

　　“十二五”期間，省農(nóng)科院有246個農(nóng)作物新品種通過省級審（認(rèn)）定，占全省審定品種的48.7％，39個品種通過國家審（鑒）定，28個品種獲國家植物新品種權(quán)。為擴(kuò)大農(nóng)業(yè)科技成果的覆蓋率、到戶率和應(yīng)用率，推動全省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，省農(nóng)科院先后組織實(shí)施了農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣示范行動、成果轉(zhuǎn)化示范工程、糧食作物科技支撐計(jì)劃、雜糧科技振興計(jì)劃等，項(xiàng)目實(shí)施以來,在水（旱）地玉米、青貯玉米、水（旱）地小麥、旱地谷子、釀造高粱、旱地甘藍(lán)、脫毒馬鈴薯等多個作物上創(chuàng)出高產(chǎn)紀(jì)錄，效益顯著，為全省特色現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展提供了強(qiáng)力科技支撐。

 

　　本報(bào)記者 周慧芳 實(shí)習(xí)生 龐明鈺