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农作物种质资源保护体系加快建立

来源:人民日报2024-04-19 09:48

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  农业种质资源是保障国家粮食安全与重要农产品供给的战略性资源。去年底,我国圆满完成了新中国成立以来规模最大的农业种质资源普查。种质资源怎么保存,应用前景如何?好品种怎么落地转化?近期,记者探访多个国家与省级农作物种质资源库(圃),了解农作物种质资源保护背后的故事。

  收集优质种质资源,保存天然基因

  紫金山南麓,江苏省农作物种质资源中期库就是一座种子休眠仓,一排排密集柜是种子安睡的“家”。在这个824立方米的超级“大冰柜”里,存放着超6.23万份农作物种质资源。通过温度、湿度控制,“沉睡”的种子在15年后依然能够发芽。

  在全国农业种质资源普查过程中,新收集的资源悉数收纳入各个国家级种质资源库(圃)。“保存这些种子,实际上是在保存基因和遗传信息。”江苏省农科院种质资源与生物技术研究所研究员颜伟说,江苏地处我国南北气候过渡地带,农耕历史悠久,作物种质资源较为丰富,“像太湖流域,8000多年的水稻栽培史形成了水稻品质改良的天然基因宝库”。

  在江苏省近年收集上来的资源样本中,包含了许多珍稀的地方特色资源。颜伟介绍,乡土品种虽其貌不扬,却蕴藏着独特优异的基因。比如,盱眙野柿子果实只有手指甲般大小,但其耐贫瘠和多花多果的基因可以用于培育高产抗逆新品种;睢宁野生窄叶桃的树体通透性很好,有助于保证整棵树果实品质的均一性,有望减少修剪塑形和种植成本……

  这些散落的种质资源是如何被发现的?在走村串户的普查队员眼中,农户家厨房、粮仓,甚至是犄角旮旯的小布兜、老屋墙上糊着的草木灰泥,都有可能是老种子的“栖身之所”。

  在河南新乡,龙水梯老黄玉米就是在新乡市农科院调查员“地毯式”搜索下发现的。“这家农户第二年不准备续种玉米,差点把籽粒拿来喂鸡。”新乡市农科院玉米所副所长马俊峰感慨,很多古老的地方品种都需要这样的抢救性收集。

  除了留意蛛丝马迹,退休的农技干部、专家和乡间农民也是重要的资源家底知情人。“我们接触到的资源提供者,平均年龄达到57岁。”颜伟说。在江苏省仪征市,80多岁的村民周世昌是一位种质资源爱好者,几十年来,他收集保存了许多珍贵的蔬菜种子和果树资源。

  种质资源收集不易,亟须采用科学手段妥善保存。目前,我国已建立以国家长期库及其复份库为核心,以区域性、专业性中期库、种质圃为支撑和原生境保护区(点)为补充的农作物种质资源保护体系。

  “在国家长期库,种子在入库前先后经过清洗、质量检测、干燥等环节,确保种子净度、发芽率、含水量等指标合格,干燥的种子进行密封包装后,送入零下18摄氏度的种质库长期保存。”农业农村部农作物种质资源保护与利用中心研究员方沩说。

  打通育繁推合作机制,为新品种选育打好基础

  从好种质到好种子,还有很长的路要走。2021年11月,龙水梯老黄玉米一经发现,马俊峰立刻带回单位进行初步鉴定。当年冬季,这些宝贵的种子就被送往海南三亚育种基地进行繁育。

  “这是近年来在黄淮海地区首次发现的玉米综合种,非常具有科研价值。目前自交系改良已经进行到第五代。”马俊峰介绍,这种玉米原本长在海拔1000多米的山上,具有抗逆、耐荫性强、蛋白质和粗脂肪含量较高等优点。从自交分化情况看,部分果穗类群表现出了较突出的优良性状,有望进一步筛选出遗传上相对稳定的优异种质资源。“做好这些基础工作,对于夯实我国玉米新品种培育的种质基础具有重要意义。”马俊峰说。

  在山西省翼城县,通过政府搭台,构建科企合作机制,普查新发现的爆裂玉米种质资源“珍珠玉米”加快了品种开发步伐。

  看准品种爆花率高、爆粒品相好等特性,翼城县制定出台了“珍珠玉米”资源保护与开发利用方案。2022年,山西新翔丰农业科技有限公司与山西农业大学小麦研究所签订了横向科技项目协议,相关项目连续两年获得省级扶持资金40万元、县级扶持资金50万元。

  “这种模式让我们在科研和商业化推广上实现了‘两条腿’走路。”公司负责人李学峰介绍,一方面,由公司提供科研经费,研究所玉米专家团队提供技术支持,希望用3年时间,初步形成性状稳定、品质优良、配合力好的爆裂玉米新品系。另一方面,在一些大中城市商圈推广对应爆米花产品,逐步打响特色品种知名度。

  “农家种经过加代提纯后获得稳定育种材料,再拿来进行品种选育,确保诞生的新品种具有脉络清晰的亲本杂交谱系。”国家桃产业技术体系鲜食桃品种改良岗位科学家、江苏省农科院果树研究所所长沈志军说,有了经得起考验的“出生证”,后续产业化方得以开展。

  在国家桃草莓种质资源圃(南京),各类桃树和草莓品种让人目不暇接。今年3月,果树研究所选育的“金陵红”草莓新品种,以30万元加销售提成的条件转让给合作企业,走向广阔市场。在桃子方面,从蟠桃、硬质桃、加工黄桃到观赏桃,利用丰富的种质资源,科研团队陆续选育出40多个“明星”品种。“在种植上耐受短低温、省力化,食用上更加美味健康,生产上更加耐贮运,是我们开展下一步育种创新的重点方向。”沈志军说。

  核心种源开放共享,有力促进重大品种选育和破解种业“卡脖子”难题。江苏省农业农村厅种业处处长马爱京介绍,省财政连续5年累计投入5亿多元启动实施种业振兴“揭榜挂帅”项目,全省建立了以保护为基础、利用为目的的种质资源共享服务平台,向近300家科研育种单位提供种质材料超5万份次,相关单位利用共享资源培育新品种(系)160多个,累计推广面积超10亿亩,创造了巨大的社会效益。

  在全国,农作物种质资源共享系统已上线运行。立足产业需求和创新育种需要,农业农村部先后发布两批可供利用种质资源目录及联系方式。近年来,每年国家库(圃)分发资源均在10万份次以上,服务各类育种创新主体超过1500个。

  特色资源高效开发利用,促进乡村产业振兴

  云南省开远市羊街乡红土村的一处菊花基地里,花农陈永民和几个村民忙着给花苗打顶,采下的枝用来扦插。“每年新品种一来,公司就拿种苗给我们试种,还提供技术指导。”陈永民说,现在栽的这几种菊花,可以当切花卖,也能制成花茶、做食用菊,好品质不愁销。

  开远是云南重要的花卉新品种扩繁基地。在南京农业大学的帮助下,开远天华生物产业有限公司在当地建立了省级菊花资源圃、切花菊科技小院等科研平台,每年使用近30亩温室大棚用于品种保留、育种和试种,带动周边农户发展菊花产业。“在众多品种中,‘南农小金星’‘南农黄乒乓’最受花农喜爱。球状的乒乓菊花径大、色彩缤纷,花瓣排列紧凑,市场反应很好。”公司总经理薛建平说,目前公司年产种苗2.5亿枝,通过技术培训、销售服务等方式,辐射带动开远150多家农户种植超过千亩。

  “通过育种创新和落地转化,优良品种的花卉成为兼具颜值和效益的富民产业。”国家南方草本花卉种质资源圃(南京)副主任、南京农业大学园艺学院教授房伟民介绍,目前各类新品种新技术在全国进行了推广,建立了20多个花卉主题的休闲旅游基地。以菊花等花卉提取物为特色原料,团队还研发了系列护肤品。

  创新资源分享利用模式,偏居一隅的种质资源库(圃)也灵动起来。“我国是梅的故乡,梅树是最早开花的落叶果树,梅花五瓣常被视为五福的象征……”说起梅文化,国家果梅杨梅种质资源圃(南京)主任高志红如数家珍。

  每年的花期、果期,这座资源圃都会举办科普开放日活动。高志红说,希望通过科普沙龙、赏梅、品梅等多种形式,让更多人感受到种质资源多样性给生活带来的美好,进一步激发公众对种质资源研究的兴趣。采用“种质库+企业/科协”等模式,团队还与相关行业企业密切合作,开展针对性资源和技术服务,有效增加果农和产业效益。

  行走在各个种质资源库(圃),育种工作者们年复一年的付出让人印象深刻。“拿梅树来说,从授粉,到采种播种,再到选择优株去繁育,跨度达10多年。”高志红说。不少专家坦言,从种质资源转化为好品种、好产业,需要几代人的共同努力。

  一方物产,兴一方产业。据统计,新收集的农作物种质资源中已有430份申请成为国家地理标志产品,超过6000份农作物种质资源得到开发利用,推动各地“土特产”发展壮大。“种质资源普查结束后,工作重心逐步转向种质资源精准鉴定和利用。”农业农村部种业管理司资源管理处处长吴凯锋说,目前我国已制定统一鉴定技术规划,组建了由800多名核心专业人才、73个国家库(圃)、107家优势科研院校和30家企业组成的农作物精准鉴定队伍,构建了央地协作新机制,鼓励各地持续推进特色资源高效开发利用。(郁静娴)

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