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粒粒皆科技

放大字體  縮小字體 發布日期:2021-01-26  來源:農民日報  瀏覽次數:85748
內容摘要:糧食安全是國家戰略。習近平總書記強調,中國人的飯碗任何時候都要牢牢端在自己手上,我們的飯碗應該主要裝中國糧。種子是農業的

糧食安全是國家戰略。習近平總書記強調,“中國人的飯碗任何時候都要牢牢端在自己手上,我們的飯碗應該主要裝中國糧”。種子是農業的“芯片”,種源安全連著糧食安全。隨著農業科技的發展,我國農作物良種覆蓋率在96%以上,自主選育品種面積占比超過95%,其中,水稻、小麥兩大口糧作物品種已實現完全自給;良種對糧食增產貢獻率已超過45%,作物單產顯著提升,糧食總產連續5年超過6.5億噸,糧食作物滿足基本自給,口糧實現絕對安全。近日,中國農科院召開的“科技創新引領糧食產業高質量發展”會議,主糧作物領域方面的育種專家詳細解析了糧食安全背后的科技支撐。

瞄準科技前沿,提升主糧作物育種自主創新能力

基礎研究是整個科學體系的源頭。誰在基礎理論和關鍵技術取得突破,誰將掌握未來農業競爭的主動權。小麥、水稻、玉米、大豆、雜糧等糧食作物基因組解析、新基因克隆以及育種關鍵技術研發等方面取得了重大進展,為糧食作物遺傳改良與精準設計育種提供了理論基礎與技術支撐。

記者了解到,在主糧作物基礎理論研究成果豐碩,比如在基因組解析方面,構建全球首個亞洲栽培稻3010份核心種質的泛基因組,發現1.2萬個水稻新基因,為分子設計育種提供了豐富的基因資源;完成了145份不同時期小麥代表性品種進行重測序,構建了高密度的基因組變異圖譜,揭示小麥重大品種基因組演變規律。

干旱、鹽堿、病蟲害等逆境脅迫是導致我國糧食減產和品質下降的主要原因,嚴重制約我國農業的可持續發展。針對育種和生產主要目標性狀,中國農科院發掘出一批重要功能基因。比如在水稻方面,克隆了水稻自私基因qHMS7,為破解秈粳亞種間雜種不育難題提供關鍵靶點,克隆了調控水稻先天免疫的新基因OsCNGC9,揭示了鈣通道蛋白調控水稻抗稻瘟病分子機制。在小麥方面,克隆了小麥DREB、WRKY等抗旱基因,克隆了小麥抗紋枯病菌基因TaGATA1。

如果說,一粒種子可以改變一個世界,那么在育種領域,一項技術能夠創造一個奇跡。我國已突破了一批育種關鍵技術。在小麥上,歷時30年創立了小麥遠緣雜交新技術體系,破解了小麥與冰草屬間雜交及其改良小麥的國際難題,創制了高穗粒數、廣譜抗病性等新材料392份,建立了創新種質高效利用新途徑,培育攜帶冰草多粒、廣譜抗性基因新品種,驅動育種技術與品種培育新發展。在水稻上,首次建立了可固定雜種優勢的水稻無融合生殖體系,成功獲得雜交水稻的克隆種子,實現了雜交水稻無融合生殖“從0到1”的突破;創造性地運用遠緣雜交和三系法雜交育種,集聚了水稻不同亞種的有利基因,育成了綜合性狀優良的強優勢秈粳雜交水稻組合,實現雜交水稻產量新的突破。

培育重大新品種,引領糧食產業高質量發展

中國農科院副院長萬建民院士介紹說:“十三五”期間,中國農業科學院在小麥、水稻、玉米、大豆、雜糧的優質、抗逆、宜機收等新品種選育方面取得突破。”

小麥方面,中國農科院作物科學研究所選育的中麥895灌漿速率和耐熱性居黃淮麥區南片首位,落黃性及綜合抗病性好,面條品質達到國家優質標準,2020年推廣面積為全國第三位。與山東省農科院原子能所合作選育的魯原502,產量潛力高、適應性廣、抗倒伏能力強、品質優良,在黃淮麥區北片年推廣面積超1500萬畝,2019年成為我國三大主推小麥品種之一。中麥175是我國第一個同時通過國家水地和旱肥地兩個區域審定的水旱兼用型品種,還通過北京、山西、河北、青海和甘肅省的審定,實現了我國冬小麥育種的新突破,是北部冬麥區推廣面積最大的品種。

除豐產性、抗病性、優質性、廣適性等特性,水稻育種更追求口感與營養學。“華浙優261”是香型優質高產高效廣適性新品。“嘉禾優7245”粳型三系雜交水稻品種,不僅味道軟糯彈香滑,而且具有產量高、抗稻瘟、抗飛虱等優點。優質專用早稻品種中嘉早17長期位居南方秈稻推廣面積首位,2010-2019年累計推廣面積超過6500萬畝。

國家玉米產業技術體系首席科學家李新海研究員介紹說:“面向我國玉米主產區,農科院育成的中單123、中單685、中玉303、中單111等高產、抗逆、宜機收新品種,推動育種目標從高產向早熟優質抗倒宜機收方向轉變。”以新品種中單111為例,早熟抗倒、籽粒含水量低、產量高、落粒損失率低,可以實現高質量籽粒直接收獲,在新疆奇臺創造出畝產超過1570公斤的亮眼成績。

國家谷子高粱產業技術體系首席科學家刁現民研究員介紹說,在雜糧新品種選育方面,培育出“中谷1”“中谷2”“中谷7”等優質品種和“中雜谷16”等優質雜交種。其中“中谷2”米質顯著優于傳統的優質品種黃金苗,已經成為山東“龍山小米”、新疆“疏勒小米”等多個品牌小米的主開發品種。選育出中綠系列綠豆、中紅系列紅小豆、中豇系列豇豆等新品種12個;近年來,中綠5號、中綠10號、中紅6號等系列品種示范推廣面積占全國綠豆、紅小豆種植面積60%以上,其中,中綠5號已成為“安徽明光綠豆”“河南南陽綠豆”等品牌綠豆的主栽品種。

保護與利用好作物種質資源,為種業創新提供重要保障

“如果說種子是農業的芯片,那么種質資源是芯片的核心。”中國農科院作物科學研究所所長錢前院士進行了一個生動的比喻:作物種質資源庫相當于育種的“彈藥庫”,是種業創新的物質基礎,是農業發展的戰略資源。據介紹,我國目前建成完善了由1座長期庫、1座復份庫、10座中期庫、43個種質圃、205個原生境保護點以及種質資源信息中心組成的國家作物種質資源保護體系。我國保存資源總量突破52萬份,位居世界第二。

在種質資源收集方面,中國農科院牽頭組織開展了第三次全國農作物種質資源普查與收集行動,已全面啟動了全國31個省區市的普查和收集工作,收集各類作物種質資源5.4萬份,其中96%以上為新收集資源,搶救性收集耐水淹玉米等一大批珍貴資源。

在種質資源鑒定和挖掘方面,中國農科院逐步實現由全面鑒定向精準鑒定的轉變。在對收集、保存的種質資源進行基本農藝性狀全面鑒定的基礎上,組織開展了對水稻、小麥、玉米、大豆等主要農作物3萬余份種質的精準鑒定,進一步強化了種質資源有效支撐產業發展的物質基礎。

在新種質創制方面,中國農科院通過遠緣雜交等途徑,創制了一批關鍵性狀突出、遺傳基礎明確、育種家想用、育種中好用的自主知識產權核心育種材料。其中,首次攻克利用冰草屬優異基因改良小麥的國際難題,創制了一批多粒、廣譜抗病性且產量三因素可同步提高的育種新材料,新材料正在為全國各麥區主要育種單位利用,并培育出一批新品種。作物種質資源在支撐培育了一大批重大作物新品種作用日益顯著。

農村網  責任編輯:農村網
 

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