种质创新“中国芯” 豆花香飘黑土地

种源创新行动派

50多年前,一场轰轰烈烈的黄淮海科技会战,为解决我国粮食安全问题作出了重大贡献;如今,一场新的“黑土粮仓”科技会战正在东北的白山黑水间进行,种质资源的科技创新正是这场会战的关键要素之一。

盐碱地化身“米粮川”

尽管受到疫情的困扰,育种仍然是许多科研人员心中的头等大事,中国科学院东北地理与农业生态研究所(以下简称东北地理所)研究员杨福就是其中之一。去年,他的团队基于高能重离子束辐射诱变育种技术育成的耐盐碱水稻新品种“东稻122”,在吉林大安取得了632公斤/亩的好成绩。

大安市位于松嫩平原腹地,是世界三大苏打型盐碱地之一。土地盐碱化会导致生态环境恶化,限制区域粮食生产和经济发展。此次新品种喜获丰收,为“黑土粮仓”科技会战开了个好头。

高能重离子束辐射诱变育种,简单来说是利用植物DNA的自我修复能力,以高能重离子束照射种子,在染色体层面上人为地“搞破坏”,等到植物自身将细胞修复后,有的细胞“修复如初”,有的则“将错就错”。这样一来,就会产生“突变”,科研人员再从其中寻找到那些具有高产、耐盐碱、抗倒伏等优异性状的后代,并把它们育成新品种。

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“新育成‘东稻122’在耐盐碱、抗倒伏、高产等方面表现出色,还拥有出米率高、商品性好等特点,”杨福说,“按专业来说,它是后期功能型水稻品种,稻穗已经完全成熟了,植株还是绿的,表现出根系非常强大,籽粒非常饱满,瘪粒率非常小的特征。”

记者从东北地理所了解到,目前,该所通过重离子束辐射诱变技术手段已获得大量的粳稻突变体,突变体库容量1200多份,变异丰富,优良性状多。“东稻122”开创了高能重离子诱变在东北粳稻育种直接应用并审定粳稻品种的先河,这是国内第一个应用高能重离子束辐射技术培育出的水稻品种;目前,“东稻812”“东稻862”“东稻211”三个重离子诱变水稻新品种已通过品种审定委员会初审。

培育环境友好型大豆新品种

保护黑土地,培育环境友好型的新品种很重要。近年来,东北地理所在国家重点研发计划、国家自然科学基金委、中科院重点部署等国家及地方项目支持下,突破大豆分子设计育种技术应用瓶颈,分子设计选育的大豆品种陆续问世。

种业是保障国家粮食安全的根本,良种在粮食增产中的贡献率达45%以上。我国大豆产需缺口巨大,进口依赖程度高,大豆的稳定供应面临严峻考验,大豆育种技术也制约了我国大豆的生产效益。东北地理所大豆分子设计育种研究团队通过十多年的努力,建立了大豆分子设计育种平台,研发了大豆育种加速技术、基因型快速鉴定技术等关键核心技术。

该团队负责人冯献忠研究员告诉记者,他们经历5年联合攻关,研制出基于靶向基因型检测技术的“中科豆芯”系列大豆液相育种芯片Ⅰ号、Ⅱ号和Ⅲ号。研究团队已利用其实现了大豆品种选育从低世代到高世代三级基因型快速选择,大幅度提高了大豆育种效率,解决了目前大豆芯片研发周期长、使用成本高、无法在实际育种中大规模使用等问题。

“下一步,我们将针对超高产、高蛋白、高油、耐盐碱等品种需求,实现大豆个性化、定制化选育,让种业装上‘中国芯’,让黑土地飘出‘豆花香’。”冯献忠说。

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