2023-12-18 14:27:16
農(nóng)業(yè)強(qiáng)國看開局,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)看楊凌。12月18日,央視《朝聞天下》欄目“農(nóng)業(yè)強(qiáng)國看開局”專題節(jié)目,以《讓更多種子裝上“中國芯” 看科技如何賦能農(nóng)業(yè)生產(chǎn)》為題,用時(shí)7分42秒,深入聚焦先正達(dá)楊凌育種技術(shù)中心試驗(yàn)基地玉米加速培育全過程。
今年是加快建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國的起步之年。建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國,利器在科技。而種子,作為農(nóng)業(yè)的“芯片”尤為重要。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部最新發(fā)布,我國啟動(dòng)實(shí)施種業(yè)振興行動(dòng)三年來,取得階段性成效,國家級(jí)制種大縣和區(qū)域性良種繁育基地供種保障能力提高到75%。
突破:供種保障能力由70%提高到75%
在我國,玉米不但是重要的糧食品種,也是主要的動(dòng)物飼料和工業(yè)原料。增產(chǎn)是這些年玉米育種的一個(gè)重要方向。
在位于陜西楊凌農(nóng)業(yè)高新示范區(qū)的種業(yè)大廈,育種專家們正在對即將上市的一個(gè)高產(chǎn)抗病玉米新品種進(jìn)行純度檢測,這也是這個(gè)玉米新品種進(jìn)入推廣種植階段的最后一步。
中國中化先正達(dá)集團(tuán)楊凌技術(shù)中心分子檢測中心科學(xué)家 唐鑫銳:因?yàn)槲覀兯猩唐坊钠贩N在上市之前,都需要對它的純度做一個(gè)確定。只有符合純度要求的品種,才可以進(jìn)行上市,這也是我們對整個(gè)玉米種子質(zhì)量的一個(gè)把關(guān)的過程。
育種專家告訴記者,他們正在進(jìn)行純度測試的這個(gè)玉米新品種具有廣泛的適應(yīng)性,可以在我國東北、華北以及西北等多個(gè)地區(qū)的適宜區(qū)推廣種植。在干旱貧瘠地區(qū),它茂盛的根系,能有效地利用水分和肥料,幫助農(nóng)民節(jié)省水資源,實(shí)現(xiàn)豐收。
就在2022年,這里選育的101個(gè)品種通過國家審定,其中有21個(gè)玉米新品種,2023年有121個(gè)品種通過國家審定,其中玉米新品種44個(gè)。新品種加速培育的背后,是一系列育種新技術(shù)的不斷創(chuàng)新應(yīng)用。
中國中化先正達(dá)集團(tuán)楊凌技術(shù)中心性狀整合中心負(fù)責(zé)人 楊炳鵬:育種新技術(shù)也加速了我們整個(gè)育種進(jìn)程。我們進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,之后篩選出具有優(yōu)良特性的,一些具有高潛力的品系,投放到我們遍布全國的測試體系。最終經(jīng)過兩到三年的測試,我們能夠獲得具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、抗病性比較優(yōu)良的品種,并將具有優(yōu)良特性的品種推向市場。
據(jù)了解,2021年種業(yè)振興行動(dòng)實(shí)施以來,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部指導(dǎo)各地在種質(zhì)資源保護(hù)、重大品種和關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新、國家級(jí)種業(yè)基地布局建設(shè)等方面取得了許多關(guān)鍵性突破和標(biāo)志性成果。目前,全國新收集農(nóng)作物、畜禽、水產(chǎn)種質(zhì)資源53萬余份,由216個(gè)農(nóng)作物制種基地、300個(gè)種畜禽場站組成的良種繁育“國家隊(duì)”,推動(dòng)供種保障能力由70%提高到75%。
精準(zhǔn):大海撈針變定向撒網(wǎng)
育種專家在選育一個(gè)品種時(shí),其實(shí)就是將最優(yōu)秀的基因組合到一起的過程,選擇一份優(yōu)良且穩(wěn)定的基因。過去這項(xiàng)工作是育種專家們通過作物的田間表現(xiàn)來進(jìn)行判斷和篩選的,偶然性較大。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,如今,科學(xué)家可以通過一種更加精確且高效的方式來加速選擇,這種方式就是分子檢測。簡單來說,分子檢測就是直接從基因?qū)用嫒ヅ袛嘁粋€(gè)作物材料是否具有育種專家想要的性狀。
在楊凌農(nóng)業(yè)高新示范區(qū),這里的高通量分子檢測平臺(tái),每天可以產(chǎn)生40萬左右的數(shù)據(jù)點(diǎn)。而一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),就代表某一個(gè)玉米種子某一段DNA的特點(diǎn)。
中國中化先正達(dá)集團(tuán)楊凌技術(shù)中心分子檢測中心科學(xué)家 唐鑫銳:在過去我們的育種專家,他們可能需要在田間,收集一些需要的性狀。這個(gè)往往需要很長的時(shí)間,可能需要一個(gè)作物季才能收集到這些數(shù)據(jù)。現(xiàn)在在我們這邊,可能只需要一到兩周,通過我們的分子標(biāo)記,就可以拿到想要的性狀,或者它的一些特征。這大大加速了我們育種的流程跟育種的速度。
除了高通量檢測平臺(tái)這樣的效率高手,這里還有另外一個(gè)火眼金睛的高精準(zhǔn)度檢測平臺(tái),可以將玉米DNA每一輪的反應(yīng)情況進(jìn)行記錄,最終可以精確告訴育種家玉米DNA的情況。
利用這樣的分子檢測技術(shù)獲得的數(shù)據(jù),再加上田間獲取的數(shù)據(jù),開發(fā)出預(yù)測模型,就可以從數(shù)十萬育種材料中篩選出“優(yōu)等生”,通過DNA檢測技術(shù)大大節(jié)省了成本,加快了速度。
速度:突破季節(jié)限制 改寫傳統(tǒng)育種節(jié)奏
在中國中化先正達(dá)集團(tuán)楊凌育種技術(shù)中心試驗(yàn)基地,有一座溫室。在這里,玉米育種一年可以達(dá)到四到五代的水平,相較傳統(tǒng)育種提速2.5倍有余。
工作人員告訴記者,這個(gè)自動(dòng)化環(huán)境調(diào)控溫室,占地12000平方米。在溫室頂部,可以看到亮起的一排排紫色的小燈泡,它們是根據(jù)玉米生長所需的紅橙光和藍(lán)紫光合成的,在這里的溫室,同一時(shí)空可以看到不同生長階段的玉米。
玉米是喜光作物,并且它有自己偏愛的光譜,相對其他光,玉米更喜歡紅橙光和藍(lán)紫光。可根據(jù)玉米生長的需求和外界自然光的變化,實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。
中國中化先正達(dá)集團(tuán)楊凌技術(shù)中心性狀整合中心科學(xué)家 牛瑞龍:為了滿足玉米一年四季能夠正常生長,所以我們會(huì)調(diào)整它溫室的一些參數(shù),包括溫度濕度以及光照強(qiáng)度。不同的季節(jié)我們就會(huì)有相應(yīng)的參數(shù)去指導(dǎo)。
記者注意到,這里不時(shí)有科研人員通過預(yù)測育種分子標(biāo)記篩選技術(shù),選擇潛力性狀好的幼苗移栽??蒲腥藛T告訴我們,大約1000個(gè)胚芽當(dāng)中可以選中100個(gè)左右的幼苗,再從100個(gè)幼苗中選擇10株左右進(jìn)行移栽。而常規(guī)育種,一粒種子種進(jìn)大田直到長大成穗,才能掌握它的性狀,現(xiàn)在借助新技術(shù),玉米生長的每個(gè)階段,都在篩選優(yōu)等生,幫助育種專家縮小目標(biāo)群體,從而更精準(zhǔn)地鎖定理想性狀。
在培育一粒種子的過程中,從玉米種子不同性狀的尋找到新品種的培育,背后是成百上千名科學(xué)家們的努力。他們從種子入手,在種質(zhì)資源、育種技術(shù)上不斷創(chuàng)新,讓更多種子裝上“中國芯”,讓我們把飯碗端得更牢。