2021-03-04 10:47:07
雖面臨跨國公司在我國開展品種推廣的競爭壓力，我國玉米自育品種的種植面積仍達90%以上。“十三五”期間，“中單123”“中單685”“中玉303”“中單111”等10個高產(chǎn)抗逆宜機收新品種相繼育成。結(jié)合密植高產(chǎn)全程機械化綠色技術(shù)體系，2020年我國玉米再創(chuàng)畝產(chǎn)1663.25公斤新紀錄。視覺中國供圖
編者按 2020年我國糧食總產(chǎn)量比上年增加113億斤，實現(xiàn)“十七連豐”。據(jù)中國農(nóng)科院公布的數(shù)據(jù)，在種植面積減少的情況下，我國糧食產(chǎn)量仍實現(xiàn)年年增產(chǎn)，這一減一增背后是科技的力量，其中良種培育是至為關(guān)鍵的一環(huán)。本報將分門別類地介紹各種作物的育種情況，帶你了解它們背后的生物育種故事。
玉米是我國最重要的糧食作物之一，玉米的自給率可達95%以上。我國農(nóng)業(yè)主管部門主要負責人不止一次地表示，玉米基本自給是中國糧食安全的底線。“玉米之所以能做到糧倉里裝中國糧、耕地里種中國種，依賴的是科技進步與創(chuàng)新。”玉米育種專家、中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所（以下簡稱農(nóng)科所）研究員黎亮在接受科技日報記者采訪時表示。
常規(guī)育種技術(shù)周期長、優(yōu)良親本自交系選擇率低，很難在短時間內(nèi)選育出所需要的品種。近年來，單倍體育種、分子標記輔助育種、基因編輯育種等生物技術(shù)的應用，提高了玉米育種的效率，開辟了玉米育種的新途徑。
我國種植玉米九成是自育品種
“目前我國所有生態(tài)區(qū)的玉米品種推廣都面臨著國際競爭，主要的跨國公司都在我國開展了品種選育或市場推廣。但我國玉米自育品種的種植面積仍達90%以上，實現(xiàn)這個比例是很不容易的，是國內(nèi)廣大育種者共同努力的結(jié)果。”黎亮說。
多年前，我國玉米品種普遍存在單產(chǎn)水平低、耐密性差、抗病抗蟲能力弱等缺點，嚴重限制了我國玉米的產(chǎn)能。同時我國玉米種質(zhì)資源相對匱乏，極大地限制了對高產(chǎn)耐密抗病蟲能力強的玉米品種的選育。
為了解決這個“硬骨頭”，農(nóng)科所黃長玲研究員團隊廣泛搜集國內(nèi)外優(yōu)良玉米種質(zhì)資源，潛心鉆研，充分利用分子標記技術(shù)輔助玉米種質(zhì)資源創(chuàng)新，歷經(jīng)23年，先后育成耐密性好、產(chǎn)量高、適宜種植范圍廣的玉米新品種“中單808”和“中單909”。
黎亮介紹，“中單808”在西南地區(qū)推廣后，該地區(qū)玉米種植密度提升30%（每畝增加1000株），產(chǎn)量增幅高達39.3%，成為西南地區(qū)主導玉米品種。“中單909”在我國黃淮海玉米區(qū)試種期間，平均畝產(chǎn)比黃淮海主推品種“鄭單958”增產(chǎn)5.1%，在全國高產(chǎn)潛力研究實驗中，更是創(chuàng)造出畝產(chǎn)1376公斤的高產(chǎn)紀錄。
繼“中單808”和“中單909”之后，農(nóng)科所玉米研究團隊并沒有止步。他們繼續(xù)朝著新的育種目標尤其是當前的高優(yōu)質(zhì)綠色目標開展研發(fā)攻關(guān)，整合各項育種技術(shù)，進行材料創(chuàng)制和品種選育，并取得了可喜的進展。
他們還構(gòu)建了以密植增穗增產(chǎn)、高質(zhì)量群體構(gòu)建、病蟲害綠色防控、機械粒收與全程機械化作業(yè)、秸稈還田為主的玉米密植高產(chǎn)全程機械化綠色技術(shù)體系，2020年創(chuàng)畝產(chǎn)1663.25公斤新紀錄，再次刷新我國玉米高產(chǎn)紀錄。
此外，“十三五”期間，農(nóng)科所團隊還育成了“中單123”“中單685”“中玉303”“中單111”等10個高產(chǎn)抗逆宜機收新品種，為提高我國玉米產(chǎn)量作出了貢獻。
讓育種者告別“無米之炊”
俗話說“巧婦難為無米之炊”，生物育種的第一步就是需要有育種材料，并且需要知道這些材料里是否含有符合品種需求的優(yōu)良基因。“由于我國并非玉米的起源地，玉米種質(zhì)資源無論豐富程度還是水平高低，都與一些國家存在一定差距。”黎亮說。
黎亮介紹，農(nóng)科所建立了我國玉米種質(zhì)資源的安全保護體系，安全保存了3萬余份種質(zhì)資源。并且牽頭完成了對主產(chǎn)區(qū)2000份玉米種質(zhì)資源的關(guān)鍵性狀（如抗旱、抗病、氮利用效率、抗倒、籽粒脫水速率等）評價，闡明了我國玉米種質(zhì)資源遺傳多樣性特性，為種質(zhì)資源的高效利用打下了基礎(chǔ)。
生物育種離不開基礎(chǔ)領(lǐng)域的研究與突破，尤其是基因組學的發(fā)展以及關(guān)鍵基因的挖掘與鑒定。這些基礎(chǔ)研究能從根本上提高育種效率。
“在不清楚目標性狀受哪些基因控制或調(diào)控之前，育種專家只能依賴于田間表現(xiàn)對品種進行選擇或淘汰，而無法做到針對基因型的直接選擇。參考基因組的構(gòu)建大大加速了基因挖掘的速度。”黎亮說。科技日報記者 馬愛平
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