以下文章來(lái)源于石時(shí)農(nóng)業(yè) ,作者石時(shí)農(nóng)業(yè)
河南是我國(guó)小麥第一大種植區(qū)。在這里出生的肖永貴也一生與小麥結(jié)緣。
作為中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥產(chǎn)業(yè)專家團(tuán)副團(tuán)長(zhǎng),他常輾轉(zhuǎn)于小麥重要產(chǎn)區(qū),下到地里,從起苗到收獲;緊隨產(chǎn)業(yè)最新動(dòng)態(tài),讓小麥的育種方向有的放矢;參與小麥品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制定,推動(dòng)“未來(lái)小麥”快速育種平臺(tái)的建設(shè)。
01
我國(guó)小麥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與趨勢(shì)
我國(guó)小麥年產(chǎn)13.5千億斤,作為口糧,供需沒(méi)有缺口。主產(chǎn)區(qū)有河南、安徽、山東、江蘇,新疆近年也有所增長(zhǎng),種植面積一千多萬(wàn)畝。目前,我國(guó)小麥產(chǎn)業(yè)上存在的主要問(wèn)題有:
1. 氣候引起的干旱,嚴(yán)重時(shí),多達(dá)三分之一的小麥?zhǔn)芷溆绊憽?/p>
2. 病蟲(chóng)害:白粉病、銹病前些年有所加重,目前在“一噴三防”的國(guó)家政策下取得了很好的控制效果;對(duì)于赤霉病,國(guó)家非常重視應(yīng)急預(yù)測(cè)和抗赤霉病育種工作,在品種上取得了很大進(jìn)步;紋枯病也在包衣措施的推廣下得到了有效緩解。
3. 飲食需求日益多元,如麥芯粉、不同顏色的面粉、酒糧、西餐中所需要的強(qiáng)筋(用于面包、披薩)、弱筋(用于蛋糕、餅干)面粉。雖然我國(guó)的小麥產(chǎn)量足夠溫飽之需,但國(guó)產(chǎn)小麥尚無(wú)法滿足市場(chǎng)對(duì)這些“花樣”面粉的需求,強(qiáng)、弱筋面粉需要依賴進(jìn)口,年進(jìn)口300萬(wàn)噸。
這些生產(chǎn)上面臨的問(wèn)題,也是育種學(xué)家的目標(biāo)。
肖永貴說(shuō),“原來(lái)的產(chǎn)業(yè)鏈順序是農(nóng)民/生產(chǎn)商、糧商、加工商、消費(fèi)者,現(xiàn)在相反了。消費(fèi)者想吃什么在前,然后倒逼生產(chǎn)的前端,最終為育種家提出訴求。這要求科學(xué)家不能只呆在實(shí)驗(yàn)室,要仔細(xì)調(diào)研生產(chǎn),和產(chǎn)業(yè)結(jié)合。”
02
成果
肖永貴團(tuán)隊(duì)師承中國(guó)小麥遺傳育種學(xué)科主要奠基人之一、中國(guó)小麥品質(zhì)育種鼻祖莊巧生院士,一直專注于小麥品質(zhì)育種研究。
近年來(lái),其團(tuán)隊(duì)圍繞品質(zhì),將世界范圍內(nèi)小麥的很多實(shí)用性分子標(biāo)記做了重新開(kāi)發(fā),已在育種上應(yīng)用;開(kāi)發(fā)的新品種包括中麥175、中麥895、中麥578(2020年黃淮海區(qū)域產(chǎn)量最高的品種)。
春季,我國(guó)飼草常常面臨短缺,造成了“青貯小麥”現(xiàn)象,影響了糧食安全。對(duì)此,肖永貴介紹了農(nóng)科院作科所獨(dú)創(chuàng)的物種——八倍體小黑麥,一種糧食飼料兼用作物。將近五十年前,該品種由小麥與黑麥雜交形成,植株可長(zhǎng)到2米多,不僅可越冬,還能耐瘠薄、耐鹽堿、耐旱,甚至能在礦區(qū)、復(fù)墾區(qū)生長(zhǎng),已經(jīng)在新疆推廣。
03
快速育種平臺(tái)
我國(guó)的小麥育種,在高產(chǎn)方面可以與國(guó)際并跑,但在速度上不盡人意,只能做到一年三代,而國(guó)際上可達(dá)到一年六代??焖儆N、精準(zhǔn)選擇,是我國(guó)育種在技術(shù)上的兩大目標(biāo)。
“我們?nèi)鄙俚氖瞧脚_(tái)——快速育種平臺(tái)。”該平臺(tái)通過(guò)光溫控制促進(jìn)小麥快速生長(zhǎng)。肖永貴表示,從技術(shù)上推動(dòng)該平臺(tái)的建設(shè)正是農(nóng)科院作科所的責(zé)任。
育種不僅需要提高速度,還要保證質(zhì)量——三高一優(yōu)的“未來(lái)小麥”,即高產(chǎn)、高抗(抗逆、抗病)、高效(養(yǎng)分利用效率)、優(yōu)質(zhì)。
要實(shí)現(xiàn)“未來(lái)小麥”,除了快速育種平臺(tái)的基礎(chǔ),還要有“鍛煉”,即用“模擬倉(cāng)”模擬生產(chǎn)上的各種條件,進(jìn)行跟生產(chǎn)匹配的鍛煉,以對(duì)生產(chǎn)上的問(wèn)題進(jìn)行提前判斷;以及田間鑒定評(píng)價(jià),在模擬環(huán)境的基礎(chǔ)上更接近生產(chǎn);最后是加工環(huán)節(jié),對(duì)加工后的產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)估。
在上述技術(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合分子標(biāo)記、分子輔助選擇、外源基因?qū)搿⒒蚓庉?、遠(yuǎn)緣雜交等技術(shù),才更有可能出現(xiàn)“三高一優(yōu)”。
04
面對(duì)育種4.0時(shí)代
傳統(tǒng)育種是根本,“下地看”是硬功夫。肖永貴認(rèn)為,傳統(tǒng)育種短期很難被技術(shù)取代,國(guó)內(nèi)外在育種上占主流的依然是經(jīng)驗(yàn)。這些經(jīng)驗(yàn)理論上固然可以被抽象出來(lái)形成算法(例如模擬倉(cāng)),但需要大量資本和時(shí)間,更重要的是生產(chǎn)上條件復(fù)雜,以往的有限經(jīng)驗(yàn)規(guī)律難以判斷多變的未知情況。
對(duì)于育種家來(lái)說(shuō),掌握傳統(tǒng)育種的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)以外,分子育種技術(shù)、表型鑒定技術(shù)和數(shù)據(jù)分析能力亦必不可少。