以下文章來源于一麥眾承 ,作者朱俊科
現(xiàn)簡要介紹一下我們小麥育種工作情況,請各位老師不吝賜教!
一、與種子結(jié)緣
我于1997年進入山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)系學(xué)習(xí),偶然機會結(jié)識了山東農(nóng)業(yè)大學(xué)宿令、王守義老師(當時兩位老師在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)種子公司負責),后機緣巧合與于元杰教授和趙檀方教授(當時D9401正火)相熟。從兩位教授那里要點早代種子,自己在老家選著玩,純屬個人自娛自樂(從來也沒有想過報審)。
農(nóng)大畢業(yè)后,本想去報效祖國,怎奈上大學(xué)學(xué)習(xí)稀松,一直找不到工作。后在于元杰老師推薦下進入淄博市農(nóng)業(yè)局下屬種子公司--淄博大地種業(yè)工作。因本人非常珍惜來之不易的工作機會,吃苦耐勞,工作勤快,比雞起得早,比狗睡得晚,比驢干活多,比孫子態(tài)度好。后被領(lǐng)導(dǎo)委以重任,擔任總經(jīng)理助理,負責企業(yè)種子生產(chǎn)和經(jīng)營。(國有企業(yè)末期,經(jīng)營規(guī)模上不去,科研領(lǐng)導(dǎo)也不重視,在此期間還是有一搭無一搭的選著玩。還時常回農(nóng)大拿老師的早代材料。有多位知名專家都給過我:孫蘭珍教授、王洪剛教授、李安飛教授、田紀春教授、高慶榮教授等等。這期間也曾經(jīng)拿品系參加省區(qū)試,根本過不了預(yù)備試驗。)
2005年淄博大地種業(yè)改制,我被下崗。在一切皆無(無廠房、無設(shè)備、無技術(shù)、無資金、無人員)的情況下,成立了淄博禾豐種子有限公司,破釜沉舟,“選著玩”也一度停了,雖然成立了公司,但是第二天是否還開門,自己都說不清楚,可謂前途渺茫。后來在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)、老師支持下,在我們公司建立了山東農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)科研與就業(yè)實踐基地,請老師們名正言順的到禾豐指導(dǎo)工作。
高慶榮教授鼓勵我說:如果不干更沒有出路,反正你啥也沒有,就賭一把唄。(當時說:企業(yè)不搞科研是等死,搞科研是找死)。于是,高老師帶著他的材料,整合我的材料,領(lǐng)著他的研究生一起幫我們建起了五畝地的小麥育種田。真正開啟育種苦旅(我們育種起點非常高,一起步就是大學(xué)水平!?。?。
同時為了支持公司生存和發(fā)展,趙檀方教授把他育成的山農(nóng)8355、山農(nóng)14和15三個小麥品種,授權(quán)給我們生產(chǎn)銷售,使企業(yè)維持運轉(zhuǎn)。隨著公司市場推廣能力的增加,山農(nóng)15成為山東省主導(dǎo)品種,禾豐種子的社會影響也逐步擴大。
二、育種初見成效
兩年后我們的育種地就到了200多畝,各種類型的材料都舍不得扔,包袱越來越重,本身就沒有科研人員,每年都在疲于種和收,材料根本看不過來。馬上種了,麥子都爬滿了蛾子,室內(nèi)考種還忙不完。
這個時候又在趙檀方教授帶領(lǐng)下,重新梳理,壓縮規(guī)模,減輕負擔,并帶著翟林德(多年跟著趙老師在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)做輔助育種工作)重新把育種地壓縮回了五畝地(只要有時間就下地、下地、再下地,能多看一遍是一遍,每多看一遍就有一遍的認識)。
我和趙檀方老師在最新育成超早熟、高產(chǎn)小麥“齊民28號”田間
我和趙檀方老師在田間地頭
后來趙檀方教授退休,我軟磨硬泡邀請趙老師到我們公司主持小麥育種。為了讓趙老師留下來,我成立了淄博市首家民營農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院:淄博禾豐種業(yè)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,聘請趙檀方教授出任院長。后來馬甲良、陳作義等同志先后到公司工作,算是給趙老師配備了助手。我們又經(jīng)歷了多次屢戰(zhàn)屢敗、屢敗屢戰(zhàn)的艱難過程····直到SH4300(山農(nóng)28號)、SH5195(山農(nóng)27號)的育成,重新提振了信心。
1、SH4300(山農(nóng)28號):
2010~2011山東省高肥組預(yù)備試驗,第一名。
2011~2012山東省高肥組區(qū)試第一年,第一名。
2012~2013山東省高肥組區(qū)試第二年,第一名。這一年被山東省種子管理總站推薦參加了國家高肥區(qū)試。
2013~2014年山東省高肥組生產(chǎn)試驗,第一名。
2、SH5195(山農(nóng)27號):
2011~2012山東省旱肥地區(qū)域試驗,第一名。
2012~2013山東省旱肥地區(qū)域試驗,第一名。這一年被省種子管理站推薦參加全國高肥組試驗。
2013~2014 山東省旱肥地生產(chǎn)試驗,第一名。
比以上兩個品種晚參加一年區(qū)域試驗并同步試驗的SH5099(比SH4300晚一年)也是從預(yù)試到生產(chǎn)試驗四年都是高肥第一,SH 5186一直也都是高肥前三名。旱地品種齊民6號也一直是山東第一。2015年山農(nóng)32(SH5099)和山農(nóng)31號(SH5186),以及齊民6號通過山東審定,這一年我們一次性通過三個小麥品種審定,無論數(shù)量和質(zhì)量都是山東第一,業(yè)界沸騰。周新國老師專門給寫過一篇“左手企業(yè)家,右手育種家”的文章刊發(fā)在農(nóng)村大眾報上。
三、政府支持,成效顯著
由于公司兩年審定品種占了山東省的三分之一,育種成效突出。得到政府的大力支持,在政府和有關(guān)部門的支持下成立了“淄博禾豐種業(yè)科技有限公司”。同時把山農(nóng)31號、山農(nóng)32號,山農(nóng)27和28進行了科技成果轉(zhuǎn)讓:山農(nóng)31號轉(zhuǎn)讓了370萬,山農(nóng)32號轉(zhuǎn)讓了600萬,山農(nóng)27和28打包轉(zhuǎn)讓了589萬。有了資金公司開啟了二次創(chuàng)業(yè)。我深深的體會到,企業(yè)發(fā)展沒有政府支持不行,即使有政府支持,沒有品種也不行。
在趙檀方老師的帶領(lǐng)下到現(xiàn)在為止已經(jīng)育成國審品種12個(次),省審品種25個(次)。
山東農(nóng)業(yè)大學(xué)米慶華處長看望趙檀方老師
2022年集早熟、高產(chǎn)、多抗及廣適于一體的小麥新品種SH4028完成了所有試驗程序,通過了山東省審定,是山東乃至是不是全國第一個比對照濟麥22早熟三天以上,株高矮8厘米。省里試驗多年都比對照濟麥22增產(chǎn)5%以上。
齊民23在長青國家試驗點
從系譜分析,其來源可追溯到亞、歐、美洲等國家、既含有國內(nèi)外小麥矮源、抗源和豐產(chǎn)源。遺傳基礎(chǔ)極為豐富。
它的同組合品系SH4103,比它成熟還早,產(chǎn)量還高,也進入到了山東省生產(chǎn)試驗階段,并被推薦參加國家區(qū)域試驗。
育成品種一覽表:
完成試驗程序待下號品種一覽表:
目前參試品系:
四、育種方法
我們確定了以“早熟高產(chǎn)為育種目標”的育種方向。以選育早熟、高產(chǎn)為主要育種目標,以產(chǎn)量構(gòu)成因素為基礎(chǔ),以降低株高增強抗倒性,以抗逆為突破口,以高效低成本育種技術(shù)為支撐,以早熟偏多穗類型品種為重點。實現(xiàn)大面積測產(chǎn),將多光譜飛機遙感技術(shù)應(yīng)用到測產(chǎn)當中去:小區(qū)基本苗、面積測量、株高、落黃早晚、抗病性、生物量預(yù)估測產(chǎn)全部交給無人機進行初測,對無人機初測入選的小區(qū)再去人工復(fù)測,使我們小區(qū)鑒定達到近五千個,接近一百畝地。使大面積測產(chǎn)成為可能。
按照趙檀方教授指導(dǎo)的派生系譜法處理后代材料。認真配制組合,二代單粒播種選單株(只在二代選單株,其他世代都是選穗,大大降低工作量)。三代開始測產(chǎn),同步單粒點播并保留部分種子。按水地旱地同步設(shè)重復(fù)鑒定產(chǎn)量。
趙老師退而不休,70多歲,依然天天下地
1、水地和旱地都增產(chǎn)的列為重點組合,重新回去選單株,并多選,來年并將保留種子拿出來復(fù)選。作為重點。
2、水地和旱地單一增產(chǎn)的列為普通組合,重新回去按照增產(chǎn)類型選取部分單株。3、水地和旱地都減產(chǎn)的,根據(jù)情況少選部分單株或不選。大大提高了淘汰率。
因為我們是民營企業(yè),好鋼用在刀刃上。用有限的錢,做最多的事情。精確播種,嚴格基本苗。測產(chǎn)世代除了正常防蟲和澆水施肥以外,其他性狀一概不調(diào)查(盡量節(jié)約開支)。所有都歸結(jié)到產(chǎn)量上去,只有參加品比以后再調(diào)查其他性狀(這也是被沒有錢逼的)。
好組合僅有幾個,如果遇到好的組合一定要認真選,絕不放過好的類型。重點組合認真選:濟麥22/6125這一個組合審定三個品種--山農(nóng)27號(山東旱地對照品種,通過山東旱地和國家高肥審定)山農(nóng)28號(山東審定、國家南、北片審定)山農(nóng)31號(山東審定)。
良星619/山農(nóng)17這一個組合育成五個品種:太麥198、齊民15、圣麥102、齊民10號(國家完成所有試驗程序,產(chǎn)量都是第一。因為DUS沒有出來,沒有審定)SH9832(山東省歷年產(chǎn)量都是第一,DUS晚了一年沒有審定)。
齊民28號在田間:株高明顯矮,成熟明顯早
該育種方法的優(yōu)點是可以早選出品種,省工省力。但是世代短,邊試驗邊選純。在審定需要提供DUS以來,好多材料通過了試驗,但是還沒有選純(DUS出不來,目前山東的情況是即使試驗結(jié)束,無DUS不予審定,即使后面有了,也不給審定,造成多個品種通過區(qū)試產(chǎn)量極高,但是沒有通過審定)。現(xiàn)在我們放慢了參試品種的速度。
五、名師指導(dǎo),應(yīng)用新技術(shù)新方法
人的成長和企業(yè)有時候是很幸運的,有低谷也有坦途。在我與禾豐種業(yè)的成長道路上趙檀方等教授一直對我持續(xù)支持,不離不棄。后來,遇到植物學(xué)家匡廷云院士,建立了院士工作站。同時,把她與李振聲先生合作的成果和我分享,安排她的博士研究生濟南大學(xué)植物學(xué)科帶頭人秦曉春,把植物工廠的思路應(yīng)用到我們小麥育種上,帶領(lǐng)她的研究生對我們現(xiàn)有的材料進行了光合速率測定,(人生有時候就有那么多的巧合,秦曉春教授和我是大學(xué)同班同學(xué)),測定出山農(nóng)28號等一批材料光合速率特別快。共同研究利用增加光照,把我們原來的小麥育種從一年兩代到現(xiàn)在的一年四代。
第二年,匡先生介紹美國科學(xué)院院士朱健康到我們禾豐種業(yè)微服私訪,朱先生看到我們的工作情況以后,確定把基因編輯育種給予我們支持,把我們的材料帶回他的實驗室,現(xiàn)在經(jīng)過基因編輯的一批材料已經(jīng)走出實驗室,種植在了我們的育種地里。
2016年山東省農(nóng)業(yè)廳組織專家檢查春季生產(chǎn),趙振東院士帶隊到禾豐種業(yè),經(jīng)過簡單交流,趙振東院士親切的說:聽說檀方退休以后還干著,就在這里呀,小伙子你要加油呀,如果需要我,就找我....后來一直得到趙院士的支持與指導(dǎo)(給予好多種質(zhì)資源)。
感謝我們當?shù)卣M織的院士專家進臨淄活動。2017年匡院士來臨淄,帶來一批專家,2018臨淄區(qū)政府專門為我們禾豐種業(yè)舉辦院士專家進臨淄的活動,凸顯政府支持。來了四位院士,除去以上三位院士以外,特別有幸認識法國歐洲科學(xué)院外籍院士蘭玉彬教授,把我們的育種帶到了另外一種新的高度。蘭院士是做智慧農(nóng)業(yè)的,在我們企業(yè)做了全國第一家生態(tài)無人農(nóng)場,看到我們育種依然是“用牙咬、用眼瞪、一把尺子、一桿秤”的時候,他跟我聊。搞育種的大部分是懂遺傳學(xué)的,做基因的,搞智慧農(nóng)業(yè)的大部分是搞計算機的,做表型的,如何把我們生態(tài)無人農(nóng)場的做法應(yīng)用到育種當中就是一個提升,如何把“基因組學(xué)和表型學(xué)融合”就到了國外育種的4.0了。如何我們再提升“常規(guī)育種、生物育種、信息技術(shù)和人工智能”,你這里是最具備條件。可是我不會呀。蘭老師說:你加入我們團隊,讀我的博士吧。于是我成為了蘭老師全日制的博士研究生。我的博士課題是智慧小麥育種。我的博士課題2022年拿了山東省的重點研發(fā)計劃,獲得1000萬 的財政資金支持。
我和蘭玉彬教授
1、現(xiàn)在的主要做法是:
一代:
大田收獲雜交一代種子收獲雜種(如果在6月20日催芽,春化就可以,第二年種到大田就是第五代)。提前把雜種一代(9月20日左右)種到大田中,單粒播種200粒。
11月底把完成春化的一代種子移植到溫室,緩苗一周。立即加溫(溫度20~30),補光至22小時(光是紅、蘭、橙光),記載每個組合性狀,根據(jù)雜種優(yōu)勢淘汰部分雜種優(yōu)勢不明顯組合。
2月初開花授粉15天以后,收獲中選組合,整株拔出(記載株高、分蘗、穗數(shù))倒掛于溫室,繼續(xù)加溫。后熟三天。烘干脫粒,室內(nèi)考種再淘汰、選擇。
二代:
選取部分中選組合種子,按組合株系:用雙氧水,冰箱冷凍處理,然后萌動種子種到大田,3月初移栽至溫室,溫室內(nèi)記載性狀。淘汰不合適株系。4月底收獲。
三代:
選取部分中選組合株系種子同5進行催芽,然后移植到春化箱中,春化箱用 恒溫箱在4~8度四周左右。
6月初春化結(jié)束種子放置架子上移到有空調(diào)的辦公室,低于24度開空調(diào)加溫,高于30度開空調(diào)通風(fēng)降溫。
7月底8月初收獲種子。
四代(第二年):
收獲后的種子認真室內(nèi)考種,每個組合株系選取200粒,單粒播種(10厘米一棵)于10月初種植到大田,同時混選株系分別種到水地和旱地測產(chǎn),分點播和條播測產(chǎn),產(chǎn)量(水旱)都高的株系重新回到點播的行中選單株(好的單株),并作為重點組合和株系,重點單株多選,產(chǎn)量只有一個高的作為一般株系,重新回去點播區(qū)選好的單株。產(chǎn)量都不高的組合和株系淘汰,不選。
五代(第三年):
中選組合室內(nèi)考種淘汰,繼續(xù)按照育種要求種植測產(chǎn),繼續(xù)選純。
六代(第四年):
繼續(xù)重復(fù)五代工作,同時好的株系參加預(yù)備試驗。
七代、八代、九代繼續(xù)選純,參加國家及省試驗,通過審定。
2、智慧育種鑒定方法
用無人機可見光淘汰不抗凍的品系(及株系)
用無人機可見光標記返青早晚(遲),兩極分化情況。
用無人機處方圖測量小區(qū)面積。
用無人機標記材料的繁茂性好的,測植被指數(shù)。
用無人機記載落黃性好和差的、早衰的,淘汰特別晚熟的。
用無人機標記測量株高,估測基本苗、估算畝穗數(shù)、穗粒數(shù)、估測產(chǎn)量。
用無人機飛拍照,圖像拼接、利用envi軟件算小區(qū)內(nèi)缺苗情況和穗行長度。利用實際收獲數(shù)量折算產(chǎn)量。
利用多光譜相機測氮磷高效品種以及光合速率快的品種。
六、專家支持,發(fā)展迅速
公司得到諸多專家的大力支持:2016年專家李平華出任我們實驗室主任:幫助我們啟動分子標記輔助育種。
我、趙檀方老師、西北農(nóng)林科技大學(xué)王東教授田間數(shù)據(jù)調(diào)查
國家專家王東教授給我們的育成的品種研究配套栽培技術(shù),使良種良法配套。山農(nóng)28號多年以來推廣面積居山東第二、全國第四有密不可分。2020 年山農(nóng)28號在王東提供栽培方式,蘭院士團隊生態(tài)無人農(nóng)場技術(shù)加持下以856.9公斤刷新全國的最高產(chǎn)記錄。李斯深教授也給予提供育種資源,多次到企業(yè)指導(dǎo)。2019年李斯深依托我們企業(yè)入選泰山產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才。
趙檀方、李斯深老師查看試驗田,并商議制定育種路線
2022年蘭玉彬教授出任教授委員會主任,禾豐種業(yè)在山東理工大學(xué)、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)的幫助下獲得山東省工程技術(shù)中心。
2022年歲末,禾豐種業(yè)成功通過國家驗收,成為國家小麥育繁推一體化企業(yè)。
作者簡介: 朱俊科 男 在讀博士 正高級農(nóng)藝師。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)淄博校友會會長。中國科協(xié)十大代表、山東省政協(xié)委員、淄博市人大常委會委員、淄博商會副會長、臨淄區(qū)科協(xié)副主席,大學(xué)生互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽評委、中國博士后創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽評委。
師從趙檀方教授從事小麥育種科研、農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣及產(chǎn)業(yè)化;師從蘭玉彬院士,參與生態(tài)無人農(nóng)場和生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)建設(shè),并成為智慧育種的積極參與者。在趙檀方教授帶領(lǐng)下現(xiàn)已創(chuàng)制小麥種質(zhì)730多份、育成通過國家審定小麥品種12個(次)、省級審定25個(次),累計推廣面積超過7000萬畝、增產(chǎn)糧食42多億公斤,為農(nóng)民增收84多億元,創(chuàng)造了560億元的社會效益。
我作為全國勞動模代表發(fā)言
獲得國際專利3項,國家發(fā)明專利10項,實用新型專利3項。發(fā)表論文28篇,SCI收錄兩篇。先后入選國家萬人計劃領(lǐng)軍人才、國家創(chuàng)新人才推進計劃、泰山產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才、山東省智庫高端人才;榮獲全國勞動模范、全國百姓學(xué)習(xí)之星、全國優(yōu)秀基層三長、全國農(nóng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)優(yōu)秀帶頭人、山東省十佳三農(nóng)人物、山東五四青年獎?wù)?、山東青年創(chuàng)業(yè)獎、齊魯最美科技工作者、山東省道德模范、淄博改革開放四十年四十人等榮譽稱號。