科企合作是當(dāng)前我國(guó)加快現(xiàn)代種業(yè)體系建設(shè)的重要舉措。為進(jìn)一步加強(qiáng)國(guó)家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系與企業(yè)育種戰(zhàn)略合作，提高企業(yè)育種人員科研水平，7月10日，在國(guó)家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席科學(xué)家李新海和遺傳改良室的組織推動(dòng)下，由國(guó)家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系主辦、體系科企合作第五屆輪值主席單位安徽豐大種業(yè)主持召開的“2022年國(guó)家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系科企合作培訓(xùn)會(huì)”于線上舉辦。

 

      會(huì)議邀請(qǐng)到了國(guó)家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席科學(xué)家李新海、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授賴錦盛、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究員黎裕、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究員謝傳曉、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授劉晨旭、北京市農(nóng)林科學(xué)院研究員王元東、吉林省農(nóng)科院研究員路明，以及中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授顧日良共八位玉米領(lǐng)域最前沿專家學(xué)者，分享產(chǎn)業(yè)各個(gè)領(lǐng)域的最新研究成果。來(lái)自體系核心單位和其他種業(yè)企業(yè)的300多名玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)從業(yè)人員參會(huì)。

 

 

 

      1?  創(chuàng)制優(yōu)異玉米種質(zhì)，突破育種瓶頸

 

      制約玉米育種水平提升的因素有兩點(diǎn)，一方面是種質(zhì)創(chuàng)新，另一方面是生物技術(shù)的應(yīng)用。本次培訓(xùn)會(huì)上李新海首席根據(jù)近幾年的研究成果，進(jìn)行了《玉米遺傳改良與種質(zhì)創(chuàng)新》的報(bào)告。他表示，從國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)和國(guó)內(nèi)需求的角度來(lái)看，要保持玉米種業(yè)持續(xù)發(fā)展和玉米生產(chǎn)用種安全，需要在“十四五”時(shí)期突破玉米優(yōu)異種質(zhì)的瓶頸制約。因而，健全玉米種業(yè)創(chuàng)新體系，形成創(chuàng)新生態(tài)，發(fā)展自主理論、技術(shù)、種質(zhì)和品種，打造國(guó)際型種業(yè)企業(yè)集團(tuán)，是支撐我國(guó)玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)。

 

 

 

      東北是我國(guó)重要的玉米優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)，據(jù)2021年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，該區(qū)域玉米種植面積達(dá)2.68億畝左右，占我國(guó)玉米種植總面積的41.2%，總產(chǎn)量12350萬(wàn)噸，占全國(guó)的45.3%。然而，多而不優(yōu)的玉米品種讓當(dāng)前東北玉米生產(chǎn)面臨挑戰(zhàn)。路明在《東北春玉米種質(zhì)改良與創(chuàng)新》報(bào)告中，分享了大量種質(zhì)改良創(chuàng)新實(shí)踐案例，指出東北玉米種質(zhì)的改良應(yīng)朝著聚合優(yōu)異基因，創(chuàng)制配合力高、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲、抗逆、資源利用率高、適合機(jī)械化作業(yè)的優(yōu)異種質(zhì)方向進(jìn)行。

 

 

 

      種質(zhì)資源的創(chuàng)制是選育突破性新品種的前提和基礎(chǔ)，種質(zhì)資源的保存和收集也有著同樣的重要性。“盡管我國(guó)保存著超2萬(wàn)份種質(zhì)資源，位居世界第二，但仍然存在優(yōu)異基礎(chǔ)種源缺乏、優(yōu)異種質(zhì)國(guó)外依賴度高等問(wèn)題。”黎裕表示。針對(duì)這些挑戰(zhàn)他提出了以下重要舉措，首先需要強(qiáng)化國(guó)外玉米種質(zhì)資源的引進(jìn)，盡快完成第三次全國(guó)農(nóng)作物種質(zhì)資源普查行動(dòng)的玉米種質(zhì)資源編目入庫(kù)。其次要強(qiáng)化在此次普查行動(dòng)中收集到的種質(zhì)資源的精準(zhǔn)鑒定，找到新的優(yōu)異基礎(chǔ)資源。最后要解決種質(zhì)資源的知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題，可參考美國(guó)GEM專項(xiàng)保護(hù)做法，并強(qiáng)化以田間展示為抓手的種質(zhì)資源共享利用。

 

 

 

      2?  利用現(xiàn)代生物工具，實(shí)現(xiàn)高效育種

 

      自2020年生物育種產(chǎn)業(yè)化有序推進(jìn)以來(lái)，現(xiàn)代育種已進(jìn)入“常規(guī)育種+現(xiàn)代生物技術(shù)育種+信息化育種的4.0時(shí)代”，抗蟲、抗旱、耐除草劑等性狀的應(yīng)用大大提升了轉(zhuǎn)基因作物的競(jìng)爭(zhēng)力。

 

      賴錦盛在培訓(xùn)會(huì)上系統(tǒng)介紹了我國(guó)已獲得玉米轉(zhuǎn)基因生產(chǎn)應(yīng)用安全證書的進(jìn)展情況以及國(guó)際多性狀疊加的研究進(jìn)展，分享了中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的抗蟲性狀“2A-7”和抗除草劑性狀“CC-2”的優(yōu)異表現(xiàn)。隨著生物育種的推進(jìn)，接下來(lái)賴錦盛及團(tuán)隊(duì)將著重進(jìn)行新型基因編輯工具的開發(fā)，尋找蛋白分子量更小、PAM更簡(jiǎn)單、具有真核活性的CRISPR/Cas系統(tǒng)，豐富CRISPR/Cas系統(tǒng)的多樣性。

 

 

 

      基因編輯技術(shù)如何賦能玉米育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用？謝傳曉在本次培訓(xùn)會(huì)的報(bào)告中指出基因編輯已成為新興技術(shù)前沿，并提出新的策略與途徑：利用基因編輯技術(shù)可一步創(chuàng)制雄性核不育系和配套保持系，再通過(guò)基因編輯快速建立無(wú)融合生殖育種技術(shù)，無(wú)融合生殖與基因編輯目的與手段的統(tǒng)一，創(chuàng)制玉米高抗除草劑、高抗粗縮病、抗穗粒腐、莖腐病的玉米品種。

 

 

 

      除了基因編輯技術(shù)，單倍體育種技術(shù)也是當(dāng)前玉米育種領(lǐng)域的關(guān)鍵核心技術(shù)。純系創(chuàng)制是作物育種的核心內(nèi)容，常規(guī)育種一般需要8個(gè)世代以上才能獲得遺傳上高度純合的自交系，而單倍體育種技術(shù)只需2個(gè)世代即可獲得純系，極大縮短了育種周期和時(shí)效。據(jù)劉晨旭介紹，目前團(tuán)隊(duì)已經(jīng)克隆了玉米單倍體誘導(dǎo)關(guān)鍵基因ZmPLA1，育成了高油型單倍體誘導(dǎo)系CHOI4、CHOI5，溫帶誘導(dǎo)系CAU1~6 、熱帶種質(zhì)背景誘導(dǎo)系熱誘1~3號(hào)，并在小麥、番茄、油菜等作物上實(shí)現(xiàn)了單倍體種子誘導(dǎo)。

 

 

 

      3? 什么樣的種子適宜機(jī)收、機(jī)播？

 

      收獲季節(jié)全家齊上陣，鉆進(jìn)玉米地里就是一陣掰，如今，這兒時(shí)的記憶正在被玉米機(jī)械化籽粒收割的“輕松”所替代。機(jī)械收割核心在于品種，培育推廣適合籽粒直收的品種是關(guān)鍵。王元東介紹，我國(guó)玉米機(jī)收的主要問(wèn)題在于早熟、耐密、抗倒以及種質(zhì)脫水速率方面的局限，因此需要快速、高效的創(chuàng)制出市場(chǎng)所需的機(jī)收種質(zhì)，并利用它們培育適宜機(jī)收的優(yōu)良品種。同時(shí)王元東還介紹了核磁共振單粒測(cè)水技術(shù)，以及北京市農(nóng)林科學(xué)院選育出的機(jī)收品種京農(nóng)科728。

 

 

 

      隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，不僅收割要機(jī)械化，播種也同樣需要。據(jù)顧日良介紹，單粒播玉米的田間出苗率對(duì)產(chǎn)量有著重要影響，種子的發(fā)芽率達(dá)到93%并不等于種子的田間出苗率能夠達(dá)到90%，也就不一定能保證穩(wěn)產(chǎn)，因而生產(chǎn)高活力、高質(zhì)量的種子變得尤為重要。他認(rèn)為，影響玉米種子活力的因素包括遺傳因子和環(huán)境因子，因此可以通過(guò)遺傳改良、制種環(huán)境改變和栽培措施提升來(lái)改變玉米種子活力。此外，也需要注意加工方式對(duì)種子活力的影響。

 

 

 

      通過(guò)此次培訓(xùn)會(huì)議，參會(huì)的企業(yè)研發(fā)人員了解到了玉米遺傳育種、生物育種技術(shù)、種質(zhì)資源保護(hù)和創(chuàng)新、基因編輯技術(shù)、單倍體技術(shù)應(yīng)用、機(jī)收品種選育、種質(zhì)資源創(chuàng)新、種子活力研究八個(gè)方面的最新研究進(jìn)展，提升了大家在玉米技術(shù)攻關(guān)上的能力，為解決種業(yè)卡脖子問(wèn)題，打好種業(yè)翻身仗，促進(jìn)穩(wěn)糧保供打好基礎(chǔ)。

 

      科研單位有研發(fā)優(yōu)勢(shì)，企業(yè)有成果轉(zhuǎn)化優(yōu)勢(shì)，科企兩翼齊飛才能更好地助力打贏種業(yè)翻身仗。

 

      記者丨喻珺

 

      編輯丨農(nóng)財(cái)君

 

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