【科技日報(bào)】種質(zhì)創(chuàng)新“中國芯”，豆花香飄黑土地
◎ 科技日報(bào)記者 楊侖
50多年前，一場轟轟烈烈的黃淮海科技會戰(zhàn)，為解決我國糧食安全問題作出了重大貢獻(xiàn);如今，一場新的“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)正在東北的白山黑水間進(jìn)行，種質(zhì)資源的科技創(chuàng)新正是這場會戰(zhàn)的關(guān)鍵要素之一。
鹽堿地化身“米糧川”
盡管受到疫情的困擾，育種仍然是許多科研人員心中的頭等大事，中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所(以下簡稱東北地理所)研究員楊福就是其中之一。去年，他的團(tuán)隊(duì)基于高能重離子束輻射誘變育種技術(shù)育成的耐鹽堿水稻新品種“東稻122”，在吉林大安取得了632公斤/畝的好成績。
高能重離子束輻射誘變育種的東稻122.中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所供圖
大安市位于松嫩平原腹地，是世界三大蘇打型鹽堿地之一。土地鹽堿化會導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化，限制區(qū)域糧食生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。此次新品種喜獲豐收，為“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)開了個(gè)好頭。
高能重離子束輻射誘變育種，簡單來說是利用植物DNA的自我修復(fù)能力，以高能重離子束照射種子，在染色體層面上人為地“搞破壞”，等到植物自身將細(xì)胞修復(fù)后，有的細(xì)胞“修復(fù)如初”，有的則“將錯(cuò)就錯(cuò)”。這樣一來，就會產(chǎn)生“突變”，科研人員再從其中尋找到那些具有高產(chǎn)、耐鹽堿、抗倒伏等優(yōu)異性狀的后代，并把它們育成新品種。
“新育成‘東稻122’在耐鹽堿、抗倒伏、高產(chǎn)等方面表現(xiàn)出色，還擁有出米率高、商品性好等特點(diǎn)，”楊福說，“按專業(yè)來說，它是后期功能型水稻品種，稻穗已經(jīng)完全成熟了，植株還是綠的，表現(xiàn)出根系非常強(qiáng)大，籽粒非常飽滿，癟粒率非常小的特征。”
記者從東北地理所了解到，目前，該所通過重離子束輻射誘變技術(shù)手段已獲得大量的粳稻突變體，突變體庫容量1200多份，變異豐富，優(yōu)良性狀多。“東稻122”開創(chuàng)了高能重離子誘變在東北粳稻育種直接應(yīng)用并審定粳稻品種的先河，這是國內(nèi)第一個(gè)應(yīng)用高能重離子束輻射技術(shù)培育出的水稻品種；目前，“東稻812”“東稻862”“東稻211”三個(gè)重離子誘變水稻新品種已通過品種審定委員會初審。
培育環(huán)境友好型大豆新品種
保護(hù)黑土地，培育環(huán)境友好型的新品種很重要。近年來，東北地理所在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金委、中科院重點(diǎn)部署等國家及地方項(xiàng)目支持下，突破大豆分子設(shè)計(jì)育種技術(shù)應(yīng)用瓶頸，分子設(shè)計(jì)選育的大豆品種陸續(xù)問世。
種業(yè)是保障國家糧食安全的根本，良種在糧食增產(chǎn)中的貢獻(xiàn)率達(dá)45%以上。我國大豆產(chǎn)需缺口巨大，進(jìn)口依賴程度高，大豆的穩(wěn)定供應(yīng)面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)，大豆育種技術(shù)也制約了我國大豆的生產(chǎn)效益。東北地理所大豆分子設(shè)計(jì)育種研究團(tuán)隊(duì)通過十多年的努力，建立了大豆分子設(shè)計(jì)育種平臺，研發(fā)了大豆育種加速技術(shù)、基因型快速鑒定技術(shù)等關(guān)鍵核心技術(shù)。
該團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人馮獻(xiàn)忠研究員告訴記者，他們經(jīng)歷5年聯(lián)合攻關(guān)，研制出基于靶向基因型檢測技術(shù)的“中科豆芯”系列大豆液相育種芯片Ⅰ號、Ⅱ號和Ⅲ號。研究團(tuán)隊(duì)已利用其實(shí)現(xiàn)了大豆品種選育從低世代到高世代三級基因型快速選擇，大幅度提高了大豆育種效率，解決了目前大豆芯片研發(fā)周期長、使用成本高、無法在實(shí)際育種中大規(guī)模使用等問題。
東北地理所馮獻(xiàn)忠研究員正在觀察大豆植株培養(yǎng)的生長情況。中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所供圖
“下一步，我們將針對超高產(chǎn)、高蛋白、高油、耐鹽堿等品種需求，實(shí)現(xiàn)大豆個(gè)性化、定制化選育，讓種業(yè)裝上‘中國芯’，讓黑土地飄出‘豆花香’。”馮獻(xiàn)忠說。
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