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茹振鋼發現的這5粒種子,讓中國在雜交小麥上奪得話語權
關鍵字: 中國小麥研究現狀雜交小麥茹振鋼據《科技日報》微信公眾號(kjrbwx)11月29日報道,1998年,小麥揚花季節,在太行山下輝縣的試驗田里,茹振鋼偶然發現五六株小麥明顯異常。所有的小麥在自花授粉后穎殼都自動閉合、結籽了,而這幾株小麥的穎殼卻因為自花不育而一直張開著。這讓茹振鋼感到格外興奮!這也許就是他做夢都想找到的雜交小麥的不育系。那一年,他從這幾株異常的小麥植株上,僅僅收獲了5粒種子。然而,就是這屈指可數的5粒種子,卻要拉開改變世界的帷幕!
茹振鋼教授 文內圖片均來自科技日報公眾號
對雜交小麥的研究,國際開始于上世紀20年代,中國開始于上世紀60年代,卻遲遲未能獲得重大突破。 中國黃淮麥區,是世界上最大的一塊麥田,又高產,還優質,在這個地方用上雜交小麥,那就是話語權。中國的飯碗一定要裝上中國的糧食。機遇總是垂青有準備的人,被人稱為“麥爸”的茹振鋼,是中國小麥育種領域的重大貢獻者,他接連培育出“百農64”“矮抗58”“百農4199”等常規小麥品種,其中,“矮抗58”以其高產、優質、抗病等特性,被稱為“黃淮海第一麥”。成為中國小麥播種面積第一大品種,并在2013年度獲得了國家科技進步獎一等獎。2017年,茹振鋼和他的團隊成功培育出BNS型二系雜交小麥,填補了世界雜交小麥的空白,畝產最高達898公斤。一粒種子可以改變一個世界,茹振鋼說,“美國在玉米雜交育種上掌握了話語權,袁隆平院士在水稻雜交育種上占領了制高點,我們要在雜交小麥上搶得先機!”
雜交小麥制種純度達到99.9%以上
對雜交小麥的研究,國際開始于上世紀20年代,中國開始于上世紀60年代,卻遲遲未能獲得重大突破。當年,袁隆平大海撈針般從海南島發現了水稻的雄性敗育類型野稗,才選育出雜交水稻的不育系。但是,小麥的“野稗”在哪里?
“麥爸”茹振鋼
機遇總是垂青有準備的人,被人稱為“麥爸”的茹振鋼,是中國小麥育種領域的重大貢獻者,他接連培育出“百農64”“矮抗58”“百農4199”等常規小麥品種,其中,“矮抗58”以其高產、優質、抗病等特性,被稱為“黃淮海第一麥”。成為中國小麥播種面積第一大品種,并在2013年度獲得了國家科技進步獎一等獎。
他偶然間發現的5粒種子,拉開了我國雜交小麥研究的大幕。
1998年,小麥揚花季節,在太行山下輝縣的試驗田里,茹振鋼偶然發現五六株小麥明顯異常。所有的小麥在自花授粉后穎殼都自動閉合、結籽了,而這幾株小麥的穎殼卻因為自花不育而一直張開著?!?strong>這也許就是我做夢都想找到的小麥的‘野稗’啊!雜交小麥的不育系就在這里!”這讓茹振鋼感到格外興奮!
那一年,他從這幾株異常的小麥植株上,僅僅收獲了5粒種子。在對這些種子的繁殖、試驗中,他發現長在溫室中間的小麥植株不育率低,邊緣的不育率高。他意識到,控制育性的基因對溫度敏感,溫度低則不育率高。
那么,是不是可以利用成熟期不同的多個品種,分別與不育株系雜交,從而培育出多個不育株系?
之后再經過7年的不斷探索、試驗,2004年,茹振鋼終于從繁雜的后代中選育出了一系列對光溫敏感的不育系,把“半不育”變成了100%不育系,“啃掉”了雜交小麥研究中“最硬的那塊骨頭”。
2017年6月,通過驗收的一項河南省重大科技專項研究,宣告我國在雜交小麥優異親本創育、強優勢組合配制和規?;咝е品N等一系列關鍵技術領域獲重大突破。其中,創制出的百強1201、雜優2號和THW09-1等3個BNS型雜交小麥強優勢組合,較常規對照種增產15%—20%,平均畝產852.5公斤,攻關田畝產達898公斤。
“利用我們的成套技術,可使雜交小麥制種純度達到99.9%以上?!比阏皲撜f,“現已選育出8個不育系、16個恢復系,可以根據不同麥區親本需求,創制出多個強優勢組合?!?
這就意味著,我們可以做到需要優質小麥就配制優質小麥品種,需要大穗的就配制大穗的,需要多穗的就配制多穗的。這不僅在小麥主產區有極高的應用價值,而且可影響到其他區域的重要研究成果。
在世界三大重要糧食作物中,小麥也可以大面積實現雜種優勢利用了!
雜交水稻技術
中國處于世界領先地位
在我國的雜交水稻試驗田里,至今仍能看到一位老人的身影,他就是袁隆平。
1970年,袁隆平及助手在海南找到一株雄花敗育株,發現其對野稗不育株有保持能力。隨后便在1972年率先育成我國第一個實用水稻雄性不育系及保持系“二九南1號”。1973年,協作組又找到水稻雄性不育恢復系,至此,三系配套難關全部攻克,一舉奠定雜交稻從理論到現實的基礎。隨后三系雜交稻開始在全國大面積推廣,比常規稻平均每畝增產20%左右。
三系雜交水稻的成功,舉世歡呼,但袁隆平沒有驕傲。1987年,兩系法研究被列為國家863計劃項目,袁隆平出任責任專家,領導全國16個單位開展協作攻關。
任何研究的突破,總是一波三折,兩系法的研究同樣如此。1989年夏,氣溫遭遇了歷史上不同尋常的連續低溫,這對兩系法在田間的實驗,是一個致命打擊,因為兩系法雜交水稻對溫度特敏感。此時,袁隆平沉著冷靜,查找資料,分析問題,仔細思考,終于撥開云霧,提出了解決辦法。1995年,兩系法雜交水稻大面積生產應用,到2000年全國累計推廣面積達5000萬畝,平均產量比三系增長5%-10%,續寫了“東方魔稻”的新篇章。
當全國農業界還在為兩系法興奮不已之時,袁隆平又提出了更高的奮斗目標———研究超級雜交稻,這是水稻育種的“第三次革命”。1996年,我國啟動了“中國超級稻研究計劃”。
經過多年攻關,2000年,超級雜交稻達到農業部制定的第一期目標,實現百畝示范片畝產700公斤以上;2004年,實現百畝示范片畝產800公斤的第二期目標;百畝示范片畝產900公斤的第三期目標也將在2010年提前實現。
2017年金秋,超級稻品種“湘兩優900”河北百畝示范片達到平均畝產1149.02公斤,即每公頃17.2噸,創造了當時世界水稻單產的最高紀錄。如今,兼有“三系法”育性穩定和“兩系法”配組自由等優點的第三代雜交水稻育種技術,我國繼續保持世界領先地位。
今天,中國雜交水稻走出國門,正為全球特別是發展中國家的缺糧問題發揮作用。至今,已有東南亞、南亞、南美、非洲等多個國家和地區研究或引種,增產效益十分顯著,被世界譽為“中國第五大發明”。
科學育種領域,中國成果不斷
在農業生產發展中,種子技術是最核心、最基礎、最重要的關鍵技術。和傳統的常規育種技術相比,生物育種的優勢毋庸置疑。生物育種技術和常規育種技術相結合,可以快速突破技術瓶頸,逐步逼近農作物的理論潛力產量,是有效解決糧食高產問題的重要技術方法。
2006年,國家863計劃“優質超高產農作物新品種培育”重大專項超額完成預期目標和任務。該專項的實施,使我國農作物新品種培育在多個方面取得了重大進展。
2009年,國家明確把生物育種作為戰略性新興產業提出。更加突顯了農業生物技術的重要地位。
2015年,《國家南繁科研育種基地(海南)建設規劃(2015—2025年)》出臺,劃定26.8萬畝科研育種保護區。南繁基地建設自此成為國家戰略工程。
2018年9月2日,云南省紅河哈尼族彝族自治州“超級雜交水稻個舊示范基地”創下百畝片平均畝產水稻1152.3公斤的紀錄,再創新高。
近年來,我國在農作物品種培育方面突破不斷?!八靖弋a優質性狀形成的分子機理及品種設計”項目榮獲2017年度國家自然科學一等獎,該項目圍繞“水稻理想株型與品質形成的分子機理”這一核心科學問題,鑒定、創制和利用水稻資源,實現了“綠色革命”新突破;袁隆平院士領銜的“袁隆平雜交水稻創新團隊”榮獲2017年度國家科學技術進步獎——創新團隊獎;中國科學院亞熱帶農業生態研究所運用突變體誘導、野生稻遠緣雜交、分子標記定向選育等一系列育種新技術,培育出超高產優質“巨型稻”;四川農業大學揭示了抗病遺傳基因位點Bsr-d1抗譜廣、抗性久、對水稻產量性狀無明顯影響等特征,為糧食作物相關抗病和應用研究提供理論基礎。
插上創新的翅膀,中國農業向現代農業轉型升級,從拼資源、拼投入轉向拼科技、拼研發。農業部數據顯示,農業科技進步貢獻率上升至56%。
從茹振鋼的“種子夢”到袁隆平的“禾下乘涼夢”,千千萬萬中國人的科學夢、發明夢、創業夢,已成為推進全面小康的勃勃脈動。
- 原標題:他偶然發現的幾株種子,最終讓中國在雜交小麥育種上奪得話語權!
- 責任編輯:連政
- 最后更新: 2018-11-30 15:50:18
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