為育種創(chuàng)新夯實(shí)種源基礎(chǔ)
——2023年玉米種質(zhì)資源精準(zhǔn)鑒定工作交流暨抗旱優(yōu)異種質(zhì)及新品種展示會(huì)側(cè)記
農(nóng)民日?qǐng)?bào)·中國(guó)農(nóng)網(wǎng)記者 祖祎祎 2023年9月6日
當(dāng)前，正值玉米生長(zhǎng)的關(guān)鍵階段，在我國(guó)最大的玉米制種基地——甘肅省張掖市，一場(chǎng)玉米種質(zhì)展示活動(dòng)在田間地頭火熱進(jìn)行。
8月26日，2023年玉米種質(zhì)資源精準(zhǔn)鑒定工作交流暨抗旱優(yōu)異種質(zhì)及新品種展示會(huì)在張掖舉辦。在位于甘州區(qū)的甘肅省農(nóng)科院張掖試驗(yàn)場(chǎng)地，國(guó)家種質(zhì)資源庫(kù)內(nèi)的6000余份玉米種質(zhì)資源正在接受抗旱性鑒定，吸引來(lái)自全國(guó)從事玉米種質(zhì)資源保護(hù)利用、品種培育、種子生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)等育種科研單位及企業(yè)代表150余人。育種家們匯聚田間地頭，查看玉米植株長(zhǎng)勢(shì)，交流育種經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)人頭攢動(dòng)，氣氛熱烈。
優(yōu)異種質(zhì)抗旱“比武”
育種專家田間“探寶”
秋日午后，烈日當(dāng)頭。在高旱鑒定試驗(yàn)區(qū)，挺拔的玉米植株引得大家紛紛駐足圍觀。
中國(guó)農(nóng)科院作物科學(xué)研究所副研究員李春輝介紹，一般玉米整個(gè)生長(zhǎng)周期需要澆350—380方水，在高旱鑒定區(qū)，5月初玉米播種后，只澆了60方水，其余全靠雨養(yǎng)。“可以看到，有些材料已經(jīng)旱死了，但部分優(yōu)異資源仍然正常生長(zhǎng)結(jié)實(shí)，非常難得。在今天這樣日曬情況下，葉色變化很小，這是抗旱性好的直觀表現(xiàn)。”
在如此“高壓”的篩選下，抗旱性能高下立見(jiàn)。
黑龍江省農(nóng)科院玉米研究所副所長(zhǎng)扈光輝對(duì)幾份資源十分中意，他左右撥動(dòng)著玉米植株，又捏一捏果穗，考察著莖稈韌性和籽粒的飽滿程度。“你看，這資源抗旱性就十分出眾，出苗之后全程不澆水，還能結(jié)穗，能長(zhǎng)成這樣，真不容易。”扈光輝告訴記者，近年來(lái)，黑龍江西部地區(qū)旱情多發(fā)，春天不澆水根本出不了苗，而這幾份資源讓他如獲至寶。
在制約我國(guó)玉米生產(chǎn)的危害因素中，干旱是影響最廣的因素之一。
中國(guó)農(nóng)科院作物科學(xué)研究所作物種質(zhì)資源中心副主任黎裕指出，全國(guó)每年有超過(guò)1/3的玉米生產(chǎn)受到不同程度的干旱危害，造成產(chǎn)量損失20%以上。篩選抗旱種質(zhì)，培育抗旱節(jié)水玉米新品種，具有重大意義。
“本次展示現(xiàn)場(chǎng)位于我國(guó)典型的玉米灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，年降雨量200毫米左右，展示的抗旱種質(zhì)和新品種經(jīng)得起生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)，有望在我國(guó)抗旱玉米育種中廣泛應(yīng)用。”黎裕指出，解決生產(chǎn)突出問(wèn)題的關(guān)鍵，在于優(yōu)異種質(zhì)的挖掘。
李春輝介紹，針對(duì)國(guó)家種質(zhì)庫(kù)庫(kù)存資源和新征集育種材料，他們利用全生育期極端環(huán)境、限量灌溉等鑒定技術(shù)開(kāi)展抗旱性鑒定，在張掖這片試驗(yàn)田中，先后開(kāi)展了6000余份資源的抗旱性鑒定評(píng)價(jià)，篩選出抗旱優(yōu)異種質(zhì)148份，公開(kāi)向全國(guó)育種科研單位展示，并進(jìn)行分發(fā)，實(shí)現(xiàn)共享利用。
看到資源的價(jià)值，扈光輝對(duì)此表示十分期待。“根據(jù)提供的資源遺傳信息，我們準(zhǔn)備與本地種質(zhì)結(jié)合，創(chuàng)制出新的抗旱種質(zhì)資源，培育出更多生產(chǎn)上急需的抗旱品種，解決更多生產(chǎn)上的難題，保障農(nóng)戶的種植效益。
促進(jìn)資源挖掘利用
破解“無(wú)米之炊”困境
種質(zhì)資源是開(kāi)展育種工作的基礎(chǔ)材料，缺乏優(yōu)質(zhì)的種質(zhì)材料，育種則會(huì)陷入“無(wú)米之炊”的困境。
玉米是我國(guó)主要糧食作物，占三大糧食作物產(chǎn)量的43%，在保障國(guó)家糧食安全方面具有舉足輕重的作用。
李春輝指出，我國(guó)玉米生產(chǎn)還面臨多方面嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。一是與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我國(guó)玉米單產(chǎn)水平較低。二是面臨干旱高溫、病蟲(chóng)害等制約因素。三是生產(chǎn)效率低下，籽粒機(jī)收面積不超過(guò)總播種面積的10%。通過(guò)培育耐密高產(chǎn)、抗逆抗病、宜機(jī)收的優(yōu)良品種是目前最為有效的手段之一。
目前，我國(guó)國(guó)家種質(zhì)庫(kù)保存玉米種質(zhì)資源數(shù)量達(dá)3.6萬(wàn)份。但近年來(lái)，如何高效挖掘利用這些資源，持續(xù)育成突破性品種，一直是種業(yè)科研的瓶頸。
2021年，為全面查明庫(kù)存資源遺傳多樣性及其可利用性，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種業(yè)管理司啟動(dòng)了玉米種質(zhì)資源精準(zhǔn)鑒定專項(xiàng)，對(duì)我國(guó)國(guó)家種質(zhì)庫(kù)中現(xiàn)存的玉米種質(zhì)資源開(kāi)展精準(zhǔn)鑒定，篩選優(yōu)異種質(zhì)資源，并闡明利用技術(shù)途徑，充分發(fā)掘符合未來(lái)育種需求的優(yōu)異種質(zhì)和基因資源。
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種業(yè)管理司有關(guān)處室負(fù)責(zé)人介紹，目前，工作已取得階段性進(jìn)展。圍繞種業(yè)和產(chǎn)業(yè)面臨的單產(chǎn)低、綠色高效優(yōu)質(zhì)種質(zhì)匱乏等問(wèn)題，從國(guó)家種質(zhì)庫(kù)中遴選出核心玉米種質(zhì)資源，開(kāi)展了產(chǎn)量、配合力、基本農(nóng)藝性狀、抗旱性、抗穗腐病、耐高溫、品質(zhì)等性狀的精準(zhǔn)鑒定，通過(guò)表型鑒定挖掘出高產(chǎn)宜機(jī)收、抗旱耐高溫、抗穗腐病和銹病等一批資源，并闡明了育種可利用途徑。
這些優(yōu)異資源，將為解決各生態(tài)區(qū)的生產(chǎn)問(wèn)題提供支撐。李春輝舉例介紹，團(tuán)隊(duì)鑒定玉米地方品種“糯苞谷”時(shí)發(fā)現(xiàn)，穗腐病抗性達(dá)到高抗，而近年來(lái)我國(guó)每年審定品種中穗腐病抗性達(dá)到“抗”以上的品種不到5%，其育種利用價(jià)值可以想見(jiàn)。
對(duì)標(biāo)各主產(chǎn)區(qū)育種需求
開(kāi)展資源精準(zhǔn)鑒定
交流會(huì)上，東北區(qū)、黃淮海、西北區(qū)、西南區(qū)精準(zhǔn)鑒定負(fù)責(zé)人分別報(bào)告各區(qū)域的工作進(jìn)展，并對(duì)下一階段工作思路開(kāi)展交流研討。
黃淮海是我國(guó)主要夏玉米區(qū)，占全國(guó)總面積1/3，近年高溫干旱，陰雨寡照，病蟲(chóng)害嚴(yán)重，各種災(zāi)害頻發(fā)，外加獨(dú)特的一年兩熟模式，這個(gè)區(qū)域極具特殊性。
河南省農(nóng)科院李會(huì)勇研究員表示，對(duì)于黃淮海地區(qū)的玉米品種來(lái)說(shuō)，要求非常嚴(yán)苛，耐高溫、耐陰雨寡照、抗莖腐、抗穗腐、抗銹病是“標(biāo)配”，再加上適合籽粒機(jī)收、節(jié)水節(jié)肥才是“高配”。“此次鑒定工作中，團(tuán)隊(duì)對(duì)540份地方品種和500份自交系的產(chǎn)量性狀進(jìn)行了精準(zhǔn)鑒定，共篩選出一批耐高溫、生育期適中、株型合理、產(chǎn)量高的地方品種和自交系153份。綜合各項(xiàng)優(yōu)異性狀，最終篩選出小粒紅、五花玉米等10份優(yōu)異種質(zhì)資源，有望為解決該地區(qū)玉米生產(chǎn)難題提供解決思路。”李會(huì)勇提到，下一步，將找尋栽培種“丟失的基因”，創(chuàng)制滿足黃淮海育種需求的玉米新種質(zhì)，拓寬黃淮?，F(xiàn)有種質(zhì)資源的遺傳基礎(chǔ)。
而在我國(guó)最大玉米商品糧產(chǎn)地東北地區(qū)，生產(chǎn)規(guī)模大、機(jī)械化程度高、商品率高、專業(yè)化水平高等特點(diǎn)又為育種提出了新要求。
為滿足東北區(qū)玉米育種需求，扈光輝團(tuán)隊(duì)在國(guó)家玉米種質(zhì)資源庫(kù)中選擇了一批適用于東北區(qū)的地方品種，初步選出適宜東北區(qū)的具有高產(chǎn)、高配合力、抗病、耐密、抗倒伏等目標(biāo)性狀的玉米自交系600份。通過(guò)一系列篩選鑒定，目前初步篩選出二黃洋棒子、黃馬牙W等十大優(yōu)異地方品種。
在我國(guó)西南玉米區(qū)，同樣鑒定出一大批符合生產(chǎn)需求的各種類型的優(yōu)異種質(zhì)，其中有些已經(jīng)在育種中發(fā)揮了重要作用。
貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱糧研究所吳迅研究員介紹，近年發(fā)掘出的優(yōu)異自交系QB5725具有高抗南方銹病、品質(zhì)優(yōu)、配合力高和適應(yīng)性廣等突出優(yōu)點(diǎn)，2022年度以該自交系為親本組配的雜交組合參加國(guó)家黃淮海區(qū)域的各級(jí)試驗(yàn)有12個(gè)，已被全國(guó)20多家科研單位和企業(yè)進(jìn)行有效育種利用。
在“十年九旱”的西北玉米區(qū)，抗旱是育種上始終繞不開(kāi)的課題。針對(duì)抗旱資源的篩選，甘肅省農(nóng)科院作物所周玉乾研究員介紹，2022年，團(tuán)隊(duì)近年來(lái)重點(diǎn)開(kāi)展抗旱種質(zhì)鑒定與利用，對(duì)玉米種質(zhì)資源精準(zhǔn)鑒定專項(xiàng)廣泛征集的6000余份自交系和地方種質(zhì)，在張掖經(jīng)高旱處理，已篩選出了近200份抗旱材料。
周玉乾希望，育種家要廣泛的合作交流，不僅僅是材料的交換，更是思想的交流，在尊重原創(chuàng)的前提下，積極分享各個(gè)區(qū)域生產(chǎn)上應(yīng)用的育種材料，資源鑒定工作才更有意義。
