雜交育種為小麥“介紹對象”

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  □ 本報記者 王健  6月初,濟南市長清區(qū)沙河辛村的麥田里,一片金黃,豐收在望?! 「兜懒滞囼炋锢锱艿酶诹?。他戴著遮陽帽,在田間轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去,手里的紅繩不時系在麥稈上。作為泉脈農(nóng)業(yè)科技有限公司的首席科學(xué)家,他和同事們要在收割前,再仔細找找有沒有鐘情的小麥突變體——那些與眾不同的小麥植株。  其實在此前,他們已經(jīng)仔細找了很多遍。這片位于沙河辛村南側(cè)的試驗田里,“泉脈1號”“泉脈2號”“泉脈3號”……一塊塊紅色的木板上,標注著小麥品系的名稱、抽穗期、畝穗數(shù);粉色、藍色、白色……麥稈上不同顏色的小牌子,則記錄著這一株是什么樣的突變體,包括“核不育”“抗凍害”“抗病”“密穗”等?! ∠啾炔贿h處村民的麥田,這里明顯管理得更精細。每一株經(jīng)過特殊標記的小麥,都是研究人員的寶貝。搭建小麥“婚房”  種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”。檔的二十大報告提出,深入實施種業(yè)振興行動,確保重鍋人的飯碗牢牢端在自己手中。小麥是世界上種植面積最大、適應(yīng)性最強的糧食作物,我國的小麥育種技術(shù)雖然世界領(lǐng)先,但小麥卻難以像水稻一樣,在雜種優(yōu)勢利用上取得突破?! ?021年2月,由付道林領(lǐng)銜的科研團隊正式落地濟南,主要聚焦雜交小麥、自主花卉、小麥生物強化和智慧農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域,展開關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。為加快雜交小麥的研發(fā),曾經(jīng)成功克隆出“國寶級”小麥雄性不育基因的付道林,在濟南構(gòu)建了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型雜交小麥育種技術(shù)體系?!白屆恳粋€重鍋人都吃得上、吃得起雜交小麥”。辦公室里的這幅字,道出了他的初心和夢想?! ∨嘤s交小麥為何這樣難?小麥雌雄同花,屬于自花授粉作物,要想實現(xiàn)雜交,必須保證自身雄性不育,引入外源花粉。“也就是說,小麥本可以‘自由戀愛’,自己生娃,但為了讓孩子的基因更優(yōu)秀,我們必須‘包辦婚姻’,給小麥介紹對象。”付道林指著麥田里一個個白色的硫酸紙袋說,那就是小麥的“婚房”,“婚房”上寫的“SN30”,意思是父本是小麥品種“山農(nóng)30”。在小麥開花階段,他們在試驗田里找到麥穗蓬松、質(zhì)感半透明、沒有花粉的雄性不育植株,套上袋子,進行人工授粉,得到具有雜種優(yōu)勢的小麥?! ‰s交小麥的核心,在于獲取足夠好的雄性不育基因并用來發(fā)展小麥雄性不育系。但與水稻、玉米等2倍體不同,小麥是6倍體,其基因組更加復(fù)雜。為此,泉脈農(nóng)業(yè)通過化學(xué)誘變劑改變了小麥植株的性狀,并從中篩選出他們想要的雄性不育基因?!  昂Y選的方法就是看它們孩子的模樣?!备兜懒纸榻B,他們在小麥開花的時候,引入了偃麥草的花粉,這個小麥“遠房表哥”的種子是藍色的,便于區(qū)分?!敖?jīng)過雜交和培育,如果小麥后代的種子是藍色的,說明雄性可育;如果不是藍色的,說明雄性不育?!边@些雄性不育植株,就為下一步的研究奠定了基礎(chǔ)。培育“面包小麥”  優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、耐鹽堿、抗倒伏、抗條銹病……這些都是泉脈農(nóng)業(yè)想要得到的雜交小麥品種,他們的試驗田遍布各地??蒲袌F隊在濟南長清的試驗田里,主要研究優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)突變體,在東營研究耐鹽堿突變體,在四川研究抗條銹病突變體。  在沙河辛村的試驗田里,他們還進行了雜交小麥播量試驗,比較了“泉脈1號”播種5斤/畝、10斤/畝、15斤/畝、20斤/畝、25斤/畝、30斤/畝的產(chǎn)量?!  艾F(xiàn)在普通小麥每畝需要播種20-30斤,我們的雜交小麥計劃每畝播種3斤,但產(chǎn)量提高10%以上?!比}農(nóng)業(yè)研發(fā)總監(jiān)彭俊華說,我國冬小麥種植面積超3.3億畝,雜交小麥全面推廣后,每年僅節(jié)省的麥種就是天文數(shù)字?!  澳憧次覀兊柠溗腴L得多大!”“你看籽粒多飽滿!”看著自己培育的小麥,彭俊華的喜悅之情溢于言表?! ‘?dāng)然,泉脈農(nóng)業(yè)的雜交小麥要想真正成為品種來推廣,還有很長的路要走?!拔覀?nèi)ツ暌呀?jīng)有4個品系參加了濟南市的品種比較試驗,從目前的反饋效果來看,‘泉脈3號’表現(xiàn)不錯?!比}農(nóng)業(yè)小麥育種主管關(guān)西貞說,“泉脈3號”是一款超強筋小麥,也就是大家常說的“面包小麥”,它的植株更美觀,抗病性更好,成穗數(shù)多,產(chǎn)量要比目前的強筋小麥高出10%以上,而且面粉更有韌勁。他們也用“泉脈3號”磨的面粉做過面包,“更軟、更有嚼勁,面包形狀保持得也更持久。”  “一般情況下,麥種要想獲得品種審定證書,進入生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)節(jié),要經(jīng)過4年時間?!标P(guān)西貞介紹,他們的品系通過濟南市的品種比較試驗后,還要進行2年的區(qū)域試驗和1年的生產(chǎn)試驗,最后品種審定委員會根據(jù)小麥的綜合性狀、產(chǎn)量、品質(zhì)等進行審核,并頒發(fā)證書。創(chuàng)建“諾亞方舟”  種質(zhì)資源是育種的基礎(chǔ),種質(zhì)資源庫則被形象地稱為“諾亞方舟”。在泉脈農(nóng)業(yè)的種質(zhì)庫,一袋袋的種子整齊排列,有的標注著“泉脈谷2號”“泉脈谷3號”等字樣,有的則標注著各種字母和數(shù)字的組合,每一個編號對應(yīng)著一個突變?nèi)后w或一個品系?!  靶←溣N面臨遺傳基礎(chǔ)狹窄、同質(zhì)化嚴重等問題,要想培育突破性小麥品種,離不開種質(zhì)資源的創(chuàng)制、挖掘和利用?!备兜懒纸榻B,他們針對我國黃淮麥區(qū)主推的4個小麥品種,通過化學(xué)誘變已經(jīng)得到了上百萬株系的突變?nèi)后w,是世界規(guī)模最大的人工誘變小麥種質(zhì)資源群體?! 【驮趲滋烨?,付道林從東營的試驗田里背回來上千穗小麥。他用5天時間,走遍了30畝試驗田,一行一行看,一穗一穗找?!拔覀冊跂|營主要看小麥的耐鹽堿性。正常情況下,鹽堿地里的小麥為了維持生命,一般不會分蘗,而且麥穗小?!弊尭兜懒峙d奮的是,他這次找到了上千份分蘗成穗增加的小麥突變體。經(jīng)過烘干、脫粒后,這些小麥也將被送入種質(zhì)庫。  雄性不育、耐除草劑、抗病、抗凍、抗穗發(fā)芽……越建越大的小麥種質(zhì)“諾亞方舟”,將為定向開發(fā)優(yōu)良雜交小麥品系奠定寶貴的種源基礎(chǔ)。
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