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來源|拜耳作物科學(xué)中國
“誰知盤中餐,粒粒皆辛苦”。
一份美味的食材來自于優(yōu)秀的作物,而優(yōu)秀的作物則來自于育種家辛苦的嘗試和努力。一個(gè)優(yōu)良品種從育種初期到擺上餐桌,往往歷經(jīng) 7-10 年,背后是巨大的資金、技術(shù)和人員投入。
透過一粒玉米種子,我們與您共同領(lǐng)略從實(shí)驗(yàn)田到餐桌,一場跨越時(shí)間和空間距離的精彩旅程。
育種家被稱作植物“媒人”,任務(wù)是尋找最為搭配的一對植物,讓它們的后代繼承“父母雙方”的優(yōu)良性狀,獲得雜交品種。
在孟山都公司,作物育種是公司研發(fā)路線的基礎(chǔ)。
孟山都的育種家每天都在培植和篩選成千上萬種不同的玉米、大豆、辣椒、棉花等作物種子,希望尋找到為人類帶來更多產(chǎn)量和收益的優(yōu)異品種。
以玉米為例,要培育出具有抗病、抗旱、更適宜機(jī)械收割等優(yōu)良特性的品種,育種家們需要在一年的時(shí)間里,完成上萬株玉米的匹配和雜交,以期望這些玉米的后代中能孕育出嶄新的優(yōu)良品種。
“這是一個(gè)既有趣又充滿成就感,同時(shí)頗具挑戰(zhàn)性的過程。”孟山都玉米育種家Michael Kovach 博士表示:“這要求我們的育種團(tuán)隊(duì)具有前瞻性,要預(yù)測未來幾年的變化趨勢,從而培育出農(nóng)民滿意的品種。”
玉米育種過程在作物整個(gè)馴化期大同小異。與幾千年前的農(nóng)民一樣,Kovach 博士選取并雜交兩株分別帶有理想性狀的玉米,然后在它們成千上萬個(gè)后代的基因中尋找擁有最理想組合的那一株。
與前人不同的是,現(xiàn)代育種家們擁有更加豐富和先進(jìn)的工具,加快玉米選育過程,并在 DNA 層面更好地探索有價(jià)值的基因。
我們來看看,一年當(dāng)中,一個(gè)新玉米品種所經(jīng)歷的育種過程:
一至二月
前一個(gè)夏季種植的玉米經(jīng)過脫粒后被保存起來,以備今年的田間測試。
三月
被保存好的玉米種子從位于南半球的冬季育種圃返回北半球的實(shí)驗(yàn)地點(diǎn),并在田間測試開始前進(jìn)行全面的檢查和評估。
四月
玉米播種開始。
五至六月
播種開始后,需要清除實(shí)驗(yàn)田中的雜草,并保持田內(nèi)環(huán)境統(tǒng)一。育種家測試和評估各品種的抗病性。
七月
玉米開始開花(抽穗),在接下來的4到5周里進(jìn)行人工授粉。
八月
授粉工作在八月初接近尾聲。這時(shí)期育種家會(huì)測量玉米植株的高度和玉米穗的位置,以確保植株不會(huì)因?yàn)殚L得過高而倒伏。
九月
實(shí)驗(yàn)人員會(huì)記錄試驗(yàn)田中各玉米品種的倒伏數(shù)量和狀態(tài)。玉米倒伏多數(shù)是由于風(fēng)力造成的,有些會(huì)在根部折斷,其他的則在莖桿處折斷,這些信息都會(huì)被詳細(xì)地記錄下來,以幫助育種家做出判斷。
玉米收割通過特殊的聯(lián)合收割機(jī)進(jìn)行,每一測試品種的產(chǎn)量和濕度會(huì)被精確記錄下來,并交給育種家進(jìn)行分析,從而決定哪些品種的表現(xiàn)要更好。
同時(shí),實(shí)驗(yàn)人員會(huì)手工采集一些玉米穗,這些玉米穗會(huì)交由育種家進(jìn)行評估,并保留種子以備來年實(shí)驗(yàn)使用。
十至十一月
來自全國各地的育種家會(huì)通過投票選出表現(xiàn)最好的玉米品種,這些品種會(huì)進(jìn)入到下一實(shí)驗(yàn)階段。
被選出的玉米品種的生產(chǎn)材料會(huì)被送到冬季育種圃,在冬季繼續(xù)進(jìn)行種植,以擴(kuò)大種子產(chǎn)量。
這樣的育種程序會(huì)年復(fù)一年地進(jìn)行,直到滿意的品種得到政府的市場進(jìn)入批準(zhǔn);同時(shí),新品種也層出不窮。如今,各式各樣的先進(jìn)技術(shù),例如種子切片和高通量全基因組測序技術(shù)的應(yīng)用,進(jìn)一步幫助育種家們更好地了解玉米基因,使他們在玉米種植前就能夠預(yù)測作物的表現(xiàn)。
科技加快了培育新品種的速度,而最終受益方是農(nóng)民。農(nóng)民們能夠在更短的時(shí)間內(nèi)獲得更多、更好的玉米品種。這些新品種不但能提高產(chǎn)量,同時(shí)還能節(jié)約使用水和其他重要自然資源,優(yōu)化生產(chǎn)力 。
從實(shí)驗(yàn)田到餐桌
Kovach 博士與眾多孟山都公司育種家,跨越時(shí)間和空間的距離,繼續(xù)在全球不同環(huán)境和條件下檢測新雜交品種的安全性和穩(wěn)定性,確保最終向農(nóng)民提供滿意的品種。