以下文章來源于財經(jīng)國家周刊 ，作者里雨曦 周子煜

 

      7月25日3點左右，中國空間站問天實驗艙與天和核心艙組合體成功對接。問天實驗艙帶上天的“太空快遞”中，有中國農(nóng)科院專門培育的一個矮稈水稻品種——“小薇”。

 

 

 

      “小薇”上天，可不是為了讓航天員抽身干農(nóng)活種水稻。作為培育團隊牽頭人，中國科學院院士、中國農(nóng)科院作物科學研究所所長錢前告訴記者，“小薇”身形矮小，是開展遺傳育種研究和實現(xiàn)室內(nèi)水稻工廠化生產(chǎn)的理想種質(zhì)，能夠滿足未來育種需求。

 

      “小薇”來頭不小，它是利用現(xiàn)代生物育種技術(shù)進行水稻種質(zhì)資源創(chuàng)新的重要成果。錢前告訴記者，在當前全球糧食安全挑戰(zhàn)下，核心種源的改良創(chuàng)新和生物育種技術(shù)的發(fā)展事關(guān)國家糧食安全。

 

      “小薇”團隊的十年一劍

 

      7月25日開始的太空之旅，對“小薇”來說并不是首次。早在2016年9月15日，它就和另一種植物擬南芥一起，搭乘天宮二號空間實驗室進入太空，探索太空植物培養(yǎng)的可行性。

 

      錢前介紹，“小薇”是團隊經(jīng)過十余年攻關(guān)，以粳稻“日本晴”通過EMS（一種烷化劑）誘變和遺傳突變篩選獲得的一個超矮稈水稻品種。

 

      據(jù)介紹，“小薇”系列除株高顯著降低外，籽粒大小均無顯著性變化，做到了“個子小、籽不小”，兼具了株型和生物量小、空間利用率高等優(yōu)勢，可以在實驗室內(nèi)進行大規(guī)模種植和篩選，可實現(xiàn)在植物工廠中選育比“小薇”生物量更大、產(chǎn)量更高的新品種，為未來都市農(nóng)業(yè)、植物工廠提供了重要種質(zhì)資源。

 

      “利用‘小薇’通過回交育種，我們還獲得了兩個新品種‘小薇秈’和‘小薇黃’，豐富了‘小薇’的遺傳多樣性。”錢前說，“小薇秈”的選育完成了以小薇為基礎的秈粳配套，“小薇黃”的選育則拓寬了景觀稻范圍。

 

      “小薇”上天為我國育種技術(shù)和種業(yè)發(fā)展帶來了更多可能性。錢前表示，除了依托航天技術(shù)，我國農(nóng)業(yè)育種還利用現(xiàn)代分子生物學手段，取得了一系列突破。

 

      “特別是水稻功能基因組研究，挖掘了一批水稻重要農(nóng)藝性狀的基因，包括產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性等，為水稻分子育種提供基因資源與選擇標記。”錢前說。

 

      比如，應用分子標記輔助選擇定向改良水稻品質(zhì)、抗性以及重金屬低積累等重要農(nóng)藝性狀；應用基因編輯等技術(shù)，定向改良水稻育性、香味、抗病等。

 

      再比如，依靠全基因組選擇技術(shù)，通過對參照群體的表型與基因型的分析，在候選群體利用全基因組選擇模型模擬分析，篩選出基因型與表型關(guān)聯(lián)度極高的優(yōu)異單株或株系。

 

      錢前說，這些現(xiàn)代育種技術(shù)的應用，極大提高了我國水稻育種的效率，縮短了育種周期，為選育聚合多個優(yōu)良性狀、基因的突破性水稻新種質(zhì)提供了強有力的技術(shù)支撐。

 

      水稻育種領(lǐng)先地位

 

      水稻是我國第一大口糧作物，當前我國水稻年種植面積穩(wěn)定在3000萬公頃以上，2021年平均畝產(chǎn)474公斤，處于全球單產(chǎn)水平第一梯隊。

 

      我國水稻產(chǎn)業(yè)取得的一系列豐碩成果，與我國水稻育種的先進性密切相關(guān)。從事水稻育種工作幾十年的錢前認為，我國水稻育種方面的科研優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在三個方面：首先是種質(zhì)及基因資源，其次是育種基礎研究，還有就是育種技術(shù)。

 

      我國的水稻育種技術(shù)經(jīng)歷了矮化育種、雜種優(yōu)勢利用和超級稻培育三次飛躍，其間伴隨矮化育種、三系雜交稻培育、二系雜交稻培育、亞種間雜種優(yōu)勢利用、理想株型育種和綠色超級稻培育等6個重要歷程，在國際上首次實現(xiàn)了可固定雜種優(yōu)勢的水稻無融合生殖育種技術(shù)，建立了從分子模塊到設計型品種的現(xiàn)代生物技術(shù)育種創(chuàng)新體系。

 

 

 

      錢前也提到，雖然在基礎理論研究以及水稻育種水平上，我國已處于國際領(lǐng)先水平，但也存在一些亟待解決的問題。

 

      比如，我國水稻產(chǎn)量增速有所放緩；化肥、農(nóng)藥使用率持續(xù)增長；持久、廣譜的抗性基因匱乏，一些病害存在“老病新發(fā)”態(tài)勢；與農(nóng)業(yè)智能化、機械化配套的優(yōu)良品種及耕作技術(shù)較為缺乏；基因編輯、智能設計育種、機械化裝備等新興交叉領(lǐng)域的原始創(chuàng)新能力還存在不足。

 

      在錢前看來，未來水稻領(lǐng)域的研究將逐步進入新的“科技無人區(qū)”，需要更多敢想、敢干、敢創(chuàng)新的科技工作者在理論創(chuàng)新、理論與生產(chǎn)有機融合、產(chǎn)業(yè)再升級等領(lǐng)域不斷探索，以繼續(xù)保持領(lǐng)跑優(yōu)勢，進而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)科技價值的持續(xù)輸出。

 

      提高品質(zhì)是主要方向

 

      傳統(tǒng)水稻育種技術(shù)為我國水稻穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、口糧自給自足打下了堅實基礎。錢前認為，我國人口眾多，可耕地資源有限，要想養(yǎng)活14億多人口，首先要保證口糧的絕對安全，所以很長一段時間，育種目標以高產(chǎn)為主。

 

      在他看來，當下我國已解決了高產(chǎn)問題，未來水稻育種的主攻方向及目標，是在保證糧食安全的基礎上，因地制宜開展優(yōu)質(zhì)稻、輕簡栽培和綠色高抗品種的培育。

 

      “長期研究證明，優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)在某種程度上存在一定的負相關(guān)性，如何在穩(wěn)產(chǎn)的基礎上不斷提高品質(zhì)，是未來一段時間的一個主要育種方向。”錢前認為，需要利用現(xiàn)代生物學技術(shù)深入研究優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)的關(guān)系，在二者之間尋找最佳平衡，建立成熟的理論體系是未來育種水平不斷提高的內(nèi)在驅(qū)動力。

 

      近年來，我國優(yōu)質(zhì)稻育種水平不斷提升，以五常大米為代表的優(yōu)質(zhì)米，在品質(zhì)方面已經(jīng)可媲美日本越光，但我國優(yōu)質(zhì)米育種在綜合評價、品牌構(gòu)建、品種穩(wěn)定性等方面也存在提升空間。

 

      “我國南北方差異大，人們對優(yōu)質(zhì)稻的評價標準不同。例如，南方人認為黏度稍低的大米品質(zhì)好，而北方人認為口感軟糯的大米才優(yōu)質(zhì)。”錢前認為，我國的優(yōu)質(zhì)稻需求是多樣的。

 

      在他看來，要培養(yǎng)滿足國民品質(zhì)需求的優(yōu)質(zhì)稻，一要利用好水稻種質(zhì)資源，特別是國家?guī)齑尜Y源，千方百計發(fā)掘優(yōu)質(zhì)種源為育種所用；二是深入研究優(yōu)質(zhì)稻形成的遺傳規(guī)律，克隆具有重要利用價值的優(yōu)異等位變異，用于優(yōu)質(zhì)稻品種選育；三是加強優(yōu)質(zhì)稻品種分類審定和優(yōu)質(zhì)大米產(chǎn)品的保護，保障優(yōu)質(zhì)稻育種者和種糧農(nóng)民權(quán)益。

 

      除了技術(shù)本身的完善，錢前認為，在全球市場競爭層面，需要不斷加強我國優(yōu)質(zhì)米品牌建設。

 

      “我國稻米產(chǎn)業(yè)在全球話語權(quán)不夠，主要原因是我國稻米基本用于本國消費，尚無余力參與全球糧食競爭。”錢前對《財經(jīng)國家周刊》表示，在內(nèi)銷為主的同時，我國優(yōu)質(zhì)米在產(chǎn)權(quán)保護領(lǐng)域尚存不足，在品牌建設、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性等方面仍需努力。

 

      “我們要鼓勵和支持具有工匠精神的育種家和基礎研究人員持之以恒地開展相關(guān)研究。久久為功，真正使我國稻米產(chǎn)業(yè)，不論在產(chǎn)量、品質(zhì)還是在科技領(lǐng)域都能獨領(lǐng)風騷。”錢前說。