研究員比農民還累
上午9點半,氣溫已經上升到30多攝氏度,一股股熱浪襲來。在這樣的天氣里,山西省農業科學院東陽示范基地的田地里,仍有許多忙碌的身影。7月18日,山西省農科院作物科學研究所段運平的“玉米種質改良與育種”課題組研究人員全副武裝,草帽、長褂、長褲、手套……他們在玉米地里來回穿梭,給玉米一株一株地進行人工授粉。
“天氣越熱越要下地!备毖芯繂T劉守渠正在玉米地里忙碌,面龐曬得黝黑,和普通農民別無二致。從6月下旬到8月上旬這段一年中最熱的時期,他們最忙碌,因為這是給玉米人工授粉的最佳時期。他說:“花粉存活時間僅有6小時,授粉必須趕在9時至15時之間進行。玉米地里溫度常常達35 以上,我們連續七八個小時彎著腰為玉米人工授粉,比農民還累!
助理研究員郭峰演示了授粉過程。在每天8點半到9點溫度適宜時,拍擊、搖動前一天下午套上的授粉袋,讓黃色花粉落入袋中,把它取下來,對準果穗,讓花粉落到花絲上面,再把袋子密封!翱此坪唵蔚倪^程,我們要重復上萬次。1個多月時間,課題組至少要做到套袋8萬多個,授粉3萬多株!彼f,授粉過程各種程序極其嚴格,要求果穗的花絲“兩頭不能見天”,才能不接觸外面的空氣,隔絕別的花粉,以保證材料的一致性和遺傳的唯一性。
培育一個玉米新品系要選擇幾萬個組合,授粉是培育良種至關重要的環節。特別是選出理想自交系以后,還要進行更為艱難的雜交種選育。面對眾多組合,如何選定父本、母本,實現良種性狀互補,都要對品系、品種精心篩選。一個新的品種,從開始選系到配制雜交組合,再到多年多點試驗,通過審定,實現推廣,需要近10年時間。
在試驗基地,除玉米外,大豆、棉花、向日葵、小雜糧等作物都采用這種常規育種方式。常規育種最大的優點是無需精密儀器,無論是設備優越的中央單位,還是條件相對差的地方科研單位,都可以利用這個方法進行新品種選育。
科技、常規兩不誤
當玉米等作物還在田間授粉時,小麥已經收割,進行分類裝袋。
在作物所分子育種實驗室,記者看到課題組副研究員李欣正帶領一幫人在工作,他們正在給小麥脫粒、裝袋、做標簽。他說:“每一袋小麥材料有著自己的 家譜 ,把哪個麥穗放錯了袋子,或者把標簽貼錯了,整個實驗就會前功盡棄!
在常規育種的基礎上,小麥分子育種課題組還采用了分子育種技術!胺肿佑N是將分子生物學技術應用于育種中,通過分子標記、基因定位等方法確定基因位點,之后將有效基因導入現有材料中,從而培育出符合預想要求的新品種!弊魑锼芯繂T暢志堅介紹。
8月3日,在作物所實驗室里,工作人員用移液槍將從葉片中提取的一個個DNA移入PCR板中,準備鑒定分子標記!敖柚咄糠肿訕擞洐z測平臺,一天可做2000個DNA數據點,高效又準確!睍持緢哉f,分子育種已成為國際作物育種主流,通過分子標記輔助選擇,育種專家可以精準育種,選出產量高、品質優、適應性強的麥種。
“每個基因序列中的分子標記就如同高速路上的指示牌,標記性狀一目了然!崩钚勒f,分子育種有利于提高育種工作效率,在提高產量、改善品質、增強抗性等方面具有非常大的潛力。隨著生物芯片開發、基因組測序等技術的發展,分子技術將更深入的融入到育種當中。
暢志堅介紹,分子育種通過基因的直接選擇和有效聚合,可大幅度提高育種效率,縮短育種年限,實現“精確育種”。比如,常規育種需要7代至8代才能選出育種材料,分子育種能縮短到3代至4代,育種周期縮短為原來的1/2至1/3。
作物所將現代植物染色體工程技術、基因組學的原理和方法與傳統的方法相結合,為我省小麥遺傳改良提供基因資源及重要信息,為現代小麥產業的形成和可持續發展提供基礎和保障。
強力撐起現代農業
無論是在被太陽炙烤著的田地里與作物親密接觸,還是在實驗室中潛心鉆研分子育種技術,省農科院作物所的廣大科研人員數十年如一日,兢兢業業堅守在崗位上。
“近年來作物所有多個品種成功轉化,我們也越來越有信心培育出更好的玉米新品種!眲⑹厍榻B,玉米課題組先后主持和承擔國家級項目4項,省級項目20多項,獲得獎項7項,先后培育出并單1號、并單5號、并單16號、華美368、華美468等優良玉米品種20個,很多品種技術轉讓給種業公司,給單位、公司和農民帶來了很大的經濟效益和社會效益。其中并單6號、并單16號作為我省特早熟區的對照品種,在生產上發揮了很大作用。
作物所與電子科技大學、四川農業大學合作完成的“小麥種質創新的細胞遺傳學機制及外源抗病基因分子鑒定”曾獲2012年度山西省自然科學獎一等獎。在國家自然科學基金委公布的2016年國家自然科學基金項目評審結果中,山西省農科院小麥遺傳與分子育種山西省科技創新團隊的“小麥-偃麥草創新種質CH7086中抗條銹基因Yr69的精細定位”和“小麥產量性狀基因TaMYB-7A功能鑒定及其調控機制研究”均獲得國家自然科學青年基金資助。
“十二五”期間,省農科院有246個農作物新品種通過省級審(認)定,占全省審定品種的48.7%,39個品種通過國家審(鑒)定,28個品種獲國家植物新品種權。為擴大農業科技成果的覆蓋率、到戶率和應用率,推動全省現代農業發展,省農科院先后組織實施了農業技術推廣示范行動、成果轉化示范工程、糧食作物科技支撐計劃、雜糧科技振興計劃等,項目實施以來,在水(旱)地玉米、青貯玉米、水(旱)地小麥、旱地谷子、釀造高粱、旱地甘藍、脫毒馬鈴薯等多個作物上創出高產紀錄,效益顯著,為全省特色現代農業轉型跨越發展提供了強力科技支撐。