1月8日上午，2018年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會在人民大會堂隆重舉行。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所邱麗娟研究員作為第一完成人，帶領(lǐng)團(tuán)隊完成的“大豆優(yōu)異種質(zhì)挖掘、創(chuàng)新與利用”獲得國家科技進(jìn)步二等獎。

 

 

　　眾所周知，大豆是我國重要的植物油脂和蛋白質(zhì)來源。上世紀(jì)九十年代，針對大豆生產(chǎn)上疫霉根腐病、灰斑病和干旱/鹽堿等危害嚴(yán)重，大豆品種油分含量低，優(yōu)異種質(zhì)資源發(fā)掘滯后，高油、抗病新種質(zhì)創(chuàng)制難度較大等問題，邱麗娟研究員聯(lián)合東北農(nóng)業(yè)大學(xué)、黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院和綏化分院，以及內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所等主產(chǎn)區(qū)優(yōu)勢單位，按照生物技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合、優(yōu)異種質(zhì)挖掘與育種利用緊密銜接的思路，開展大豆優(yōu)異種質(zhì)挖掘、創(chuàng)新與利用攻關(guān)，歷時20余年，在優(yōu)異種質(zhì)挖掘、抗逆、高油等重要性狀QTL/基因發(fā)掘，抗病優(yōu)質(zhì)新種質(zhì)創(chuàng)制，新品種培育和推廣利用方面取得顯著成效。

 

 

　　據(jù)悉，我國是大豆起源國，國家種質(zhì)資源庫內(nèi)保存3萬多份大豆資源，數(shù)量位居世界首位，卻不是研究和利用的強(qiáng)國。邱麗娟研究員看在眼里，急在心里。為了能高效發(fā)掘急需的優(yōu)異資源，在構(gòu)建大豆核心種質(zhì)，與帶領(lǐng)團(tuán)隊成員一起爭分奪秒，比如去武漢取樣品，晚上從北京坐火車出發(fā)，白天到達(dá)后頂著烈日取樣品，晚上再坐車回京，早晨到達(dá)后就直奔辦公室繼續(xù)工作，在構(gòu)建大豆核心種質(zhì)期間，這種夕發(fā)朝至型是當(dāng)時的工作常態(tài)。她說這樣既可以省住宿費，又節(jié)省時間，何樂而不為。當(dāng)時，如何用分子方法構(gòu)建核心種質(zhì)，沒有可參考的方法，她指導(dǎo)學(xué)生探索用不同方法對SSR標(biāo)記進(jìn)行篩選，提出了核心引物的概念，并首次將資源結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用于資源分類，后來均被水稻、小麥等作物所參考和利用。由于用SSR標(biāo)記鑒定資源的份數(shù)比較多，當(dāng)時又沒有簡便快捷的方法，她就像個司令員一樣，每天都帶領(lǐng)實驗室老師和學(xué)生分析數(shù)據(jù)、協(xié)調(diào)進(jìn)度，既有鑒定、又有質(zhì)量檢查，帶出了一支團(tuán)結(jié)協(xié)作攻關(guān)的隊伍?，F(xiàn)在提起當(dāng)時的情景，無論是學(xué)生和老師都深有感觸，有了這種高強(qiáng)度的歷練，在新的崗位上，任何工作困難都不在話下。通過不懈努力，邱麗娟研究員首次提出大豆核心種質(zhì)構(gòu)建的最佳取樣策略，率先從庫存種質(zhì)資源中創(chuàng)建代表性強(qiáng)、遺傳多樣性豐富的核心種質(zhì)和應(yīng)用核心種質(zhì)，不但使我國國家種質(zhì)資源庫中的大豆種質(zhì)資源得到了系統(tǒng)的收集、儲存、分類和部分特性鑒定，而且為美國、日本和巴西的大豆核心種質(zhì)構(gòu)建，以及國內(nèi)外油菜、花生、綠豆等14種農(nóng)作物的核心種質(zhì)研究提供了借鑒。重要的是，因為核心種質(zhì)具有規(guī)模小，代表性強(qiáng)，遺傳多樣性豐富的特點，促進(jìn)了資源高效精準(zhǔn)鑒定，從中挖掘抗病、高油等優(yōu)異種質(zhì)149份，顯著提高了優(yōu)異資源評價和挖掘效率，為解決疫霉根腐病、灰斑病、鹽堿等危害，提升含油量等育種提供了豐富親本資源。

 

 

 

　　為解決高效發(fā)掘優(yōu)異基因難的問題，邱麗娟研究員帶領(lǐng)項目組協(xié)作攻關(guān)，從核心種質(zhì)中選擇代表性資源，進(jìn)行了從頭測序。她指導(dǎo)團(tuán)隊從不同角度對組裝的序列進(jìn)行檢測，通過協(xié)作，構(gòu)建了植物領(lǐng)域第一個泛基因組，全面揭示大豆基因組遺傳變異特征，為基因發(fā)掘和分子育種提供了信息和工具，結(jié)果發(fā)表在國際高水平雜志Nature Biotechnology等。利用優(yōu)異資源和核心種質(zhì)，挖掘抗病、耐鹽、高油等重要性狀QTL/基因占國內(nèi)外已發(fā)表相關(guān)性狀QTL的65.1%。即包括72個貢獻(xiàn)率大于15%的主效基因，還包括國際首個產(chǎn)量相關(guān)基因GmTfl1（國際合作）、新命名的抗疫霉根腐病新基因Rps10及圖位克隆的耐鹽關(guān)鍵基因GmSALT3，為分子標(biāo)記輔助大豆新品種培育提供了必要信息。在耐鹽基因發(fā)掘過程中，她打破常規(guī)，將耐鹽性當(dāng)做質(zhì)量性狀進(jìn)行鑒定，并拓展了集團(tuán)分離分析方法，指導(dǎo)學(xué)生不僅構(gòu)建了兩個后代池，還構(gòu)建了兩個品種池，由于方法創(chuàng)新，僅篩選了100多個RAPD標(biāo)記就鑒定出緊密連鎖的標(biāo)記，為耐鹽基因GmSALT3克隆奠定了基礎(chǔ)。她帶領(lǐng)團(tuán)隊根據(jù)定位和克隆QTL開發(fā)實用分子標(biāo)記，通過雜交聚合，構(gòu)建變異廣泛的大分離群體，創(chuàng)制聚合至少3個QTL的新種質(zhì)8份。如首次耐疫霉根腐病的CH19、多抗的中品03-5373等。這些新種質(zhì)已成為重要育種親本，培育出抗灰斑病、蛋白質(zhì)油分高達(dá)64.9%蒙豆36等優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種，實現(xiàn)了品質(zhì)和產(chǎn)量協(xié)同提高。

 

 

 

　　解決大豆生產(chǎn)問題是根本目的。她勤學(xué)好問，常說“知識到用時方恨少”。她不僅向前輩學(xué)習(xí)、還注重與同行的交流與協(xié)作，繼承和發(fā)揚資源的鑒定與創(chuàng)新，加強(qiáng)發(fā)掘和創(chuàng)新資源的分發(fā)利用。通過創(chuàng)建的大豆種質(zhì)資源表型和基因型等信息高效共享平臺，為國內(nèi)140個（次）單位提供核心種質(zhì)和優(yōu)異資源4萬余份次，為克山1號、冀黃13等103個新品種提供了優(yōu)異血緣，據(jù)不完全統(tǒng)計，僅49個品種的累計推廣面積已達(dá)到 1.26億畝，顯示了巨大的應(yīng)用潛力。她做事認(rèn)真負(fù)責(zé)，講究成效，既善于出點子、又努力踐行，團(tuán)隊成員都樂于與她合作。在她的帶領(lǐng)下，項目組通過聯(lián)合攻關(guān)和協(xié)同創(chuàng)新，育成優(yōu)質(zhì)抗病新品種17個。其中國審品種6個，區(qū)域試驗對照品種7個，農(nóng)業(yè)部推介生產(chǎn)主導(dǎo)品種6個。17個品種平均含油量21.55%，超過國家高油品種標(biāo)準(zhǔn)21.50%，其中12個高油品種平均含油量為22.35%，最高達(dá)23.57%，比普通品種高3-4個百分點，抗一種或幾種病害，解決了優(yōu)質(zhì)和抗逆協(xié)調(diào)改良的難題，2006-2017年累計推廣1.25億畝，新增社會經(jīng)濟(jì)效益97.82億元，在提高生產(chǎn)水平和實現(xiàn)農(nóng)民增收中發(fā)揮了重要作用。項目組不但獲國家發(fā)明專利授權(quán)9項、植物新品種權(quán)10項，出版專著4部，發(fā)表論文166篇，完全他引1,694次。而且國內(nèi)同行發(fā)表在Nature Biotechnology、Nature Communication、Genome Biology等國際知名期刊的文章中，利用了共享平臺提供的重要資源。大豆資源在推動我國大豆應(yīng)用基礎(chǔ)研究步入國際行列做出了重要貢獻(xiàn)。