田間觀察、記錄、性狀測定分析是育種工作的基礎。在我國,田間數據采集需要花費大量的人力和時間,繁瑣而辛苦;而在美國,種業大公司的育種人員通過先進的信息采集技術可以輕松地完成數據的采集。這其實就是國內外育種水平差距的表現,很大程度上取決于雙方對現代育種技術和信息化管理的應用上。
目前,我國自主研發的具有中文內核的育種信息化管理軟件——華智育種管家和華智育種云即將面世。通過語音實現數據采集的自動化、整合百度地圖實現任務的可視化、自動生成標準化的區試報表、便捷的品種系譜展示和查詢等這些功能都已經實現。
在日前舉辦的2016年華智水稻現代育種技術研修班上,華智水稻生物技術有限公司(以下簡稱“華智”)生物信息平臺總監王冰冰為參會學員介紹了華智育種管家和華智育種云的主要功能,并做了現場演示。
王冰冰是基因組組裝、注釋、育種數據挖掘和生物信息軟件開發專家,曾領導美國杜邦先鋒的玉米基因組序列項目,是湖南省“團隊百人計劃”的牽頭人和長沙市“3635人才計劃”的高端人才。他介紹,華智育種管家和華智育種云基于品種測試、育種材料/流程、分子育種三大子系統,設置了88個功能點,將為我國育種人員實現便捷化的信息采集和專業化的數據分析提供了有效的工具。
據了解,2016年華智水稻現代育種技術研修班是華智舉辦的第二屆研修班,旨在通過現代育種技術和現代信息化育種管理技術的交流與學習,推動技術創新驅動種業發展。這樣的會議得到了業內的積極響應,原定60人規模的研修班,吸引了76家單位200多人參加。
圍繞水稻現代育種技術的發展趨勢、如何將常規育種與分子育種的緊密結合、水稻品種分子指紋圖譜的構建、分子育種技術改良抗性和提高育種效率的應用、以及育種大數據信息化管理體系的應用等議題,種業界享有盛譽的楊遠柱、陳良碧、陳立云、何光存、張桂權、徐建龍、夏新界、肖金華、王冰冰等專家和教授為在場學員作了精彩的學術報告。
隆平高科副總裁、湖南亞華種業科學研究院院長楊遠柱在《長江流域雜交中秈育種現狀、問題與對策》的報告中指出,2003-2015年,長江中下游中秈單產穩步增長,13年間提高22.9%;同期,長江上游中秈單產增長緩慢且波動較大。近年來,兩系組合的平均單產高于三系組合,雜交中秈兩系育種逐漸代替三系育種,到十二五末,兩系法雜交中稻品種占62.5%。在稻米品質方面,長江流域雜交中秈整體品質在逐年提高,尤其是堊白粒率、堊白度、直鏈淀粉含量、膠稠度等主要指標改善明顯;加工品質、蒸煮品質優質達標率在80%以上,但外觀品質的達標率提高幅度不大。在抗病性方面,稻瘟病抗性普遍較低,綜合指數≦3級的品種屈指可數。
楊遠柱介紹,當前育種家應當把適合規模種植的優質安全、高產高效作為育種的主攻目標。受制于雜交中秈親本遺傳來源狹窄、大品種同質化嚴重的困擾,他建議可適當擴大秈稻雙親的遺傳距離,利用亞種間雜種優勢,是進一步提高雜交中秈產量的技術關鍵。兩系法由于不受恢保關系的制約,配組自由,是充分利用亞中間雜種優勢的首選途徑。比如,隆科638S的選育。對于抗性育種,他認為,分子標記輔助育種可大幅提高抗性育種效率。最后,他指出,適合全程機械化制種的雜交中稻品種將是未來育種的難點,也是機遇。
在水稻抗褐飛虱基因研究與育種應用方面,武漢大學生命科學院教授、博士生導師何光存認為,提高水稻品種抗性是稻飛虱綠色防控的根本出路,從野生稻和農家種中尋找抗蟲基因,并將其放到現代品種中去,培育出現代抗蟲品種。迄今為止,國際上已經鑒定了30多個抗褐飛虱基因,Bph9是一個古老的抗褐飛虱基因位點,也是迄今發現的最重要的抗褐飛虱位點。但水稻資源中已經發現的抗褐飛虱基因位點十分有限,應加大尋找新基因的力度,在抗蟲育種中重視現有位點等位基因的發掘和利用。
華南農業大學農學院院長、廣東省植物分子育種重點實驗室主任張桂權研究發現,秈粳雜交稻組合優勢明顯,通過培育粳型親秈系可以克服秈粳亞種間的雜種不育系。目前,課題組在水稻秈粳亞種間雜種優勢利用方面,通過建立水稻染色體單片段代換系文庫,搭建水稻分子設計育種的平臺,尋找功能基因,利用設計的秈型恢復系與粳稻不育系配組已取得了成果。
享有國務院政府特殊津貼專家、全國植物學會常務理事、全國雜交水稻基礎理論協作研究組組長、湖南省生物研究所所長、二級教授、博士生導師、湖南師范大學的陳良碧教授,享有國務院政府特殊津貼專家、全國模范教師、湖南省優秀專家、一生育成近百水稻品種的湖南農業大學陳立云教授,中國科學院亞熱帶農業生態研究所研究員夏新界,中國農業科學院作物遺傳育種研究員徐建龍分別從《水稻育性研究進展》、《兩系雜交水稻育種的現狀與展望》、《水稻高產優質、耐逆基因的分析與新種質的創新》和《分子育種技術在水稻育種和復雜性狀聚合中的應用》等方面做了專題報告。
原美國陶氏益農公司首席科學家和資深研發經理,現任華智分子育種總監肖金華結合世界種業巨頭的分子育種狀況和經驗,介紹了分子育種的優越性和發展趨勢。同時,講述了華智能為種業、科研院所和政府種子監管單位開展的SNP分子標記檢測與分子育種提升精準育種水平的技術服務。
會議期間,部分與會企業代表還參觀了華智國家水稻分子育種實驗室,聽取了分子育種研發平臺中心實驗室科研人員關于國家分子育種平臺研發情況的介紹;見識了先進的分子檢測儀器,包括英國 LGC 和美國道格拉斯 Array Tape 系統等高通量 SNP 檢測和基因型分型系統, Affymetrix基因芯片檢測系統和lllumina 主流測序儀器等。
華智總經理張健在閉幕式中講到,我國種業面臨的競爭對手不是國內種企之間的競爭,而是與國外跨國種業公司的競爭,中國種業的發展需要在與國外種業巨頭的競爭中勝出才有前途。而育種的未來方向是智能育種、精準育種,要從傳統育種向智能育種轉變,需要常規育種與分子育種的完美結合。華智將與中國種企、科研院所和政府種子管理機構一起,開展更多更廣泛的交流與合作,聚中華之智慧與力量搞好智能育種,為中國種業做強做大做優提供科技創新核動力。
本次研修班由華智和湖南省種子協會共同舉辦,11月18日上午在國家雜交水稻工程技術研究中心開幕,華智科研管理部主任王朝暉主持會議。華智總經理張健、湖南省種子協會秘書長閔軍分別致開幕辭。湖南省農委種子管理站站長邱化蛟、湖南省人社廳專技處處長李謙、隆平高科技園管委會主任黃滔、國家雜交水稻工程技術研究中心主任齊紹武參加并講話。