一粒種子，牽動著14億人的“飯碗”。打好種子保衛(wèi)戰(zhàn)，解決種子“卡脖子”難題，發(fā)展生物育種是關(guān)鍵。
為了讓我們吃得飽、吃得好，生物育種是如何助力種子“芯片”持續(xù)優(yōu)化的？近日，大河助農(nóng)團記者走進了國家生物育種產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，探訪小麥、花生、大豆、蔬菜等育種團隊的育種密碼。
小麥：一批新品種推動小麥生產(chǎn)向高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)綠色高效發(fā)展
河南是我國小麥生產(chǎn)第一大省，面積、總產(chǎn)、單產(chǎn)都位居全國第一。隨著我國經(jīng)濟和社會的不斷發(fā)展，小麥育種的目標也在不斷升級。在國家生物育種產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，許為鋼院士帶領(lǐng)的小麥分子育種團隊的目標就從優(yōu)質(zhì)強筋小麥、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)小麥，一路升級為高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、綠色、高效等優(yōu)良性狀的結(jié)合。
“本世紀初育成的鄭麥9023，連續(xù)6年種植面積全國第一，獲得了國家科技進步一等獎。后來育成的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鄭麥7698，推動我國優(yōu)質(zhì)強筋小麥品種邁上畝產(chǎn)700公斤的臺階。”許為鋼院士團隊的齊學禮博士向記者介紹，2019年，團隊育成的鄭麥1860，較好地實現(xiàn)了高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、節(jié)肥、抗病、抗逆等優(yōu)良性狀的結(jié)合。2021-2023年，在科技主管部門的組織下，該品種在12次機收實打測產(chǎn)畝產(chǎn)超800公斤，最高畝產(chǎn)868.5公斤，屢創(chuàng)各地高產(chǎn)紀錄。目前，該品種已成為河南省第一大品種，為保障國家糧食安全作出了積極貢獻。
（鄭麥1860穗部和籽粒）
在高產(chǎn)水平下改良小麥品質(zhì)，則是國家生物育種產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心小麥育種另一實力團隊——雷振生研究員帶領(lǐng)的小麥豐優(yōu)育種團隊的主攻方向。為此，團隊始終聚焦小麥品質(zhì)性狀基礎和應用研究，開展了系列原創(chuàng)性和系統(tǒng)性研究工作，取得了新突破。
據(jù)雷振生介紹，團隊綜合利用現(xiàn)代生物技術(shù)和傳統(tǒng)育種技術(shù)手段，育成了鄭麥379、鄭麥918、鄭麥139、鄭麥113等優(yōu)質(zhì)專用高產(chǎn)小麥新品種，均實現(xiàn)了產(chǎn)量和品質(zhì)的同步提升。其中，鄭麥379的面包面條評分居全國優(yōu)質(zhì)小麥品種的前列，區(qū)試較高產(chǎn)對照增產(chǎn)3.8%，年種植面積超1000萬畝，已連續(xù)4年為我國種植的第一大優(yōu)質(zhì)小麥品種。
（鄭麥379高產(chǎn)示范方）
花生：在基因編輯技術(shù)方面達到國際領(lǐng)先水平
日前，一則報道吸引了眾多農(nóng)業(yè)領(lǐng)域人員的注意：張新友院士團隊突破花生遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)瓶頸，利用CRISPR/Cas9單堿基編輯技術(shù)率先實現(xiàn)了對花生基因的單堿基替換，創(chuàng)制出抗苯磺隆除草劑的花生新種質(zhì)。
大河助農(nóng)團記者了解到，這是國際上首次關(guān)于利用基因編輯技術(shù)創(chuàng)新花生種質(zhì)的報道，也標志著國家生物育種產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心在該項研究方面走在國際前列。
（豫花37號萬畝示范基地）
“花生田間雜草種類繁多，危害嚴重，雜草危害一般可造成花生減產(chǎn)5%-20%，嚴重時可達40%-60%，必須使用除草劑予以控制。但除草劑使用不當，又會對花生生長發(fā)育產(chǎn)生不良影響。所以培育抗除草劑花生新品種有重要意義。”花生育種專家董文召研究員向記者介紹道，該研究利用基因編輯技術(shù)，實現(xiàn)了花生在噴施除草劑后生長不受影響，即使在濃度增加至30 mg ai/L（6倍田間推薦工作濃度）條件下仍能健康生長。
“該研究不僅首次對單堿基編輯在花生中的應用進行了成功嘗試，為花生功能基因研究提供了新方法，同時也為培育抗除草劑花生品種創(chuàng)制了新種質(zhì)。”董文召稱。
記者獲悉，自該中心組建以來，育成的高油酸花生品種推廣應用面積占全省高油酸花生的50%左右。2022年在河南花生種植面積前五位品種中，有3個為中心團隊選育，豫花37號成為全國種植面積最大的高油酸花生品種，彰顯了生物育種中心花生育種方面的“絕對實力”。
大豆：“鄭1307”已成高產(chǎn)保障，目前育種目標是高油大豆品種
大豆，是我國進口量最大的農(nóng)產(chǎn)品。在耕地面積有限的情況下，提高單產(chǎn)是大豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。而這，也正是大豆育種專家盧為國研究員以及他帶領(lǐng)的團隊的育種目標。
“想要提高單產(chǎn)主要靠兩個途徑，一個是高產(chǎn)品種，另一個是先進的栽培技術(shù)。”盧為國介紹稱，其團隊培育出來的“鄭1307”“鄭1311”等品種，均在實現(xiàn)高產(chǎn)上有著亮眼表現(xiàn)。
其中，“鄭1307”更是在2022年時，在江蘇省響水縣運河鎮(zhèn)，創(chuàng)造了368.26公斤的黃淮大豆產(chǎn)區(qū)單產(chǎn)最高紀錄，也是全國大豆主產(chǎn)區(qū)的高產(chǎn)紀錄。同時，該品種還三次在新鄉(xiāng)地區(qū)創(chuàng)造了百畝平均畝產(chǎn)超過300公斤的高產(chǎn)紀錄，也是全國唯一達到百畝實收超過300公斤的品種。
據(jù)了解，該品種是用“鄭9805”作母本，用“周豆23”作父本雜交選育而成，其突出優(yōu)點是耐澇耐旱、抗倒伏、抗裂莢、株型緊湊、落葉利索，非常適合機械化收獲和大面積種植。
在栽培技術(shù)方面，盧為國團隊聯(lián)合國內(nèi)相關(guān)專家，研制出了免耕覆秸精量播種技術(shù)，實現(xiàn)了一次作業(yè)同步完成秸稈清理、精量播種、側(cè)深施肥、覆土鎮(zhèn)壓、封閉除草、秸稈覆蓋等作業(yè)環(huán)節(jié)，顯著提高大豆單產(chǎn)。
“通過品種和栽培技術(shù)相互配合，目前，我們培育出來的品種產(chǎn)量水平在黃淮地區(qū)，可以說處于第一梯隊。”盧為國自豪地告訴記者。
在接下來的育種方向上，盧為國也有著明確目標。“例如我們剛剛通過審定的‘鄭1825’，其主要特點就是耐密、早熟、高產(chǎn)高油。”盧為國稱，該品種的含油量達到了22.1%左右，有利于油脂企業(yè)加工利用。
蔬菜：番茄、生菜、辣椒、黃瓜是當前主要育種方向
河南，是蔬菜播種面積大省。據(jù)資料顯示，河南的白菜、韭菜、露地小辣椒、西甜瓜育種在全國具有優(yōu)勢地位，但是在設施蔬菜品種培育方面，如辣椒、黃瓜、番茄等還有差距。培育高端設施蔬菜優(yōu)良品種，正是蔬菜育種專家喬治?科赫博士團隊的育種目標。
作為該中心全職引進的第一位具有國際視野的外籍高層次人才，喬治?科赫向記者坦言，他愿意留在生物育種產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，是因為中心的政府部門牽頭、商業(yè)化運行模式很吸引他。“我覺得它和我想象中是一致的，中心管理規(guī)范、設施完善、設備精良，科研能力強大。”喬治?科赫稱，在他看來，中心的建設十分成功。
選擇番茄、生菜、辣椒、黃瓜四個蔬菜品種開啟在中心的育種之路，喬治?科赫也是有著自己的考量。“首先這四種蔬菜大家經(jīng)常食用，而這些設施蔬菜當前嚴重依賴國外進口種子，增加種植者種植成本，再者它們經(jīng)濟效益較高，能夠更好增加種植者的收入。”他告訴記者，他的目標是培育出形狀好、味道好、高產(chǎn)量、抗性強的品種，從而讓人們品嘗到更加健康、美味的蔬菜，讓種植者更易于栽培管理。
作為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域首個產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，國家生物育種產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心可謂是中國農(nóng)業(yè)的“芯片工廠”。記者了解到，自中心組建以來，共有37個農(nóng)作物新品種通過國家或河南省審定，有83個新品系正在參加區(qū)域試驗。
其中，育成的小麥品種面積占全省8500萬畝的1/3左右，占全省優(yōu)質(zhì)小麥的65%以上；育成的花生品種面積占全省2200萬畝的50%左右；大豆品種面積占全省700萬畝的20%左右。
“下一步，中心將全力打造一流創(chuàng)新平臺、集聚一流創(chuàng)新人才、構(gòu)建一流創(chuàng)新生態(tài)，攻克一批關(guān)鍵核心技術(shù)，培育一批突破性重大新品種，力爭成為種業(yè)國家戰(zhàn)略科技力量，在服務國家種業(yè)安全戰(zhàn)略中積極擔當作為，為保障國家糧食安全和農(nóng)產(chǎn)品有效供給做出新的更大貢獻！”國家生物育種產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心首席科學家張新友院士這樣告訴記者。
《大河報》，7月28日，A10整版：透視河南農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，大河助農(nóng)團
