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      新技術(shù)成就“麥田里的守望者”

      2018-06-29 22:45:00    胡立剛

      本報(bào)記者胡立剛

      “麥類作物小孢子培養(yǎng)技術(shù)能快速聚合、純合有益基因,大大提升了全國麥類育種團(tuán)隊(duì)的育種效率,我們?yōu)樽约旱膱F(tuán)隊(duì)感到光榮。”

      坐在上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所二樓的會(huì)議室里,二級(jí)研究員黃劍華談到麥類作物育種研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功突破了小孢子(花粉粒細(xì)胞)培養(yǎng)技術(shù),喜悅之情溢于言表。

      農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)首先是良種的競(jìng)爭(zhēng),麥類作物作為糧食、啤酒、飼料的重要來源,選育良種至關(guān)重要。在生物技術(shù)和大數(shù)據(jù)時(shí)代,中國農(nóng)業(yè)當(dāng)然需要包括育種工作者在內(nèi)的“麥田里的守望者”,但是,如果能擁有精準(zhǔn)、高效的育種技術(shù),守望精神必將結(jié)出碩果。

      記者通過黃劍華了解到,雙單倍體育種(DH育種)是現(xiàn)代生物育種技術(shù)的重要研究領(lǐng)域,而DH育種的核心是誘導(dǎo)形成單倍體,而小孢子培養(yǎng)技術(shù)是獲取單倍體最為直接有效的途徑。遺憾的是,作為大麥、青稞生產(chǎn)大國,基于小孢子培養(yǎng)的DH育種技術(shù)一直未在麥類作物育種中發(fā)揮重要作用。

      黃劍華團(tuán)隊(duì)感到光榮的,正是讓麥類育種工作者大大提高效率的“麥類作物小孢子水平的高效遺傳改良技術(shù)”。

      “小孢子培養(yǎng)技術(shù)前途不可限量”

      刁艷玲是黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物育種研究所研究員、大麥遺傳育種專家,從業(yè)20年,她非常了解中國麥類育種的效率。

      “非常感謝這個(gè)創(chuàng)新技術(shù),目的性狀純合得非常好,非常穩(wěn)定,通過傳統(tǒng)育種穩(wěn)定性狀要7年,而通過小孢子培養(yǎng)技術(shù),最多只需3年。不管是大麥、青稞、小麥育種團(tuán)隊(duì),都非常感謝這個(gè)技術(shù),感謝上海市農(nóng)科院麥類作物育種研發(fā)團(tuán)隊(duì)。”她說。

      記者了解到,刁艷玲和她的團(tuán)隊(duì)早在2009年就從小孢子培養(yǎng)技術(shù)中嘗到了甜頭,目前選育了幾百個(gè)值得推廣的性狀穩(wěn)定的株系,其中一個(gè)新品種已納入國家登記。

      記者在上海農(nóng)科院生物所PPT中看到一張中國地圖,上面標(biāo)注著各地的育種團(tuán)隊(duì),近的有江蘇、安徽、湖北,遠(yuǎn)的有黑龍江、內(nèi)蒙古、甘肅、青海、西藏。這一張圖,記錄了上海市農(nóng)科院麥類作物育種研發(fā)團(tuán)隊(duì)服務(wù)全國的故事,記錄了共享平臺(tái)的成長。

      “這個(gè)共享平臺(tái)是水到渠成的。我們團(tuán)隊(duì)和分布在全國各地的育種團(tuán)隊(duì)都是國家大麥青稞產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系成員,我們團(tuán)隊(duì)從2008年開始專注于小孢子培養(yǎng)技術(shù),這些團(tuán)隊(duì)則陪伴、見證了技術(shù)的成長、成熟。”陸瑞菊說。

      陸瑞菊是國家大麥青稞產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系育種崗位科學(xué)家,也是該團(tuán)隊(duì)小孢子培養(yǎng)技術(shù)的研發(fā)負(fù)責(zé)人,正是她帶領(lǐng)年青人潛心研發(fā),在麥類作物小孢子培養(yǎng)關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破,使這一實(shí)驗(yàn)室技術(shù)可以真正為育種家所用。

      “麥類作物小孢子水平的高效遺傳改良技術(shù)”到底有著什么樣的創(chuàng)新?記者請(qǐng)教了麥類作物育種研發(fā)團(tuán)隊(duì)核心成員劉成洪。

      記者通過他了解到,創(chuàng)新技術(shù)是系列關(guān)鍵技術(shù)的集成,克服了小孢子技術(shù)應(yīng)用于麥類作物育種的主要障礙,并成功應(yīng)用于規(guī)模化育種。包括了大麥、青稞、小麥供體植株大田(當(dāng)季)和人工氣候室(全年)種植與取材方法,使得幾粒雜交種的F1小孢子培養(yǎng)能夠形成可供選育用的基因重組群體。發(fā)明了適用大麥、青稞、小麥等麥類作物的小孢子愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基,單皿小孢子培養(yǎng)平均再生綠苗達(dá)到100株以上,實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模小孢子再生苗移栽成活率和可育率均達(dá)到90%。

      通俗地說,通過小孢子培養(yǎng)技術(shù),育種工作者可以不分時(shí)空、不管春夏把抗病、耐低氮、耐鹽等性狀選出來并穩(wěn)定下來,然后把苗交給各地去做大田鑒定,獲得新品種。

      數(shù)據(jù)顯示,自2009年以來,不同生態(tài)區(qū)的大麥主栽品種單皿小孢子培養(yǎng)平均再生綠苗達(dá)100株以上,大麥品種“花30”達(dá)到平均每皿379株,超過了國外花培反應(yīng)高的模式品種Igri的再生頻率。利用500多份來自各地的大麥、青稞以及小麥材料,獲得了12萬多株再生綠苗,已育成第一批新品種5份,其中“空誘啤麥1號(hào)”為首次通過空間誘變結(jié)合小孢子培養(yǎng)技術(shù)育成,耐鹽性強(qiáng),另有3份啤麥新品種都高抗黃花葉病。

      “藥肥雙減是未來中國農(nóng)業(yè)的必然選擇,而好的品種是雙減的關(guān)鍵,從這個(gè)意義上講,小孢子培養(yǎng)技術(shù)的價(jià)值才剛剛呈現(xiàn),前途不可限量。”刁艷玲說。

      “我很榮幸,能在創(chuàng)新的土壤中茁壯成長”

      黃劍華領(lǐng)銜的麥類作物育種研發(fā)團(tuán)隊(duì)是“麥類作物小孢子水平的高效遺傳改良技術(shù)與應(yīng)用”成果的第一完成單位,該團(tuán)隊(duì)自“十一五”以來連續(xù)承擔(dān)國家大麥青稞產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系育種技術(shù)崗位,運(yùn)用小孢子高效培養(yǎng)技術(shù)為全國大麥、青稞育種團(tuán)隊(duì)以及部分小麥育種團(tuán)隊(duì)提供DH育種公益服務(wù)。

      2012年,劉成洪辭去藥企高薪崗位,懷著做“真研究”的初心加入了麥類作物育種研發(fā)團(tuán)隊(duì)。在這些年里,他最大的感受是很榮幸能加入這個(gè)團(tuán)隊(duì),他最大的愿望是能在這一方創(chuàng)新的土壤里茁壯成長,做出更多創(chuàng)新成就,為上海服務(wù)全國、為提高中國農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力貢獻(xiàn)力量。

      “我對(duì)當(dāng)初的選擇很滿意,在創(chuàng)新研發(fā)過程中得到了很多樂趣,別的不說,每到大麥青稞產(chǎn)地去,受到德高望重的育種前輩的歡迎,就這一點(diǎn),我就覺得很有成就感。”劉成洪說。

      刁艷玲說,小孢子培養(yǎng)技術(shù)既幫助我們這些育種團(tuán)隊(duì)提高了育種效率,又為我們打開了新的思路,當(dāng)然爭(zhēng)相歡迎他們的到來。

      當(dāng)然,劉成洪所謂的滿意絕不只是因?yàn)槭艿綒g迎。據(jù)生物所所長劉剛介紹,生物所3個(gè)團(tuán)隊(duì)都是農(nóng)科院里的卓越團(tuán)隊(duì),競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)是該所最大的亮點(diǎn)。麥類作物育種研發(fā)團(tuán)隊(duì)正是長期堅(jiān)持自己的植物細(xì)胞工程育種技術(shù)研發(fā)特色,在黃劍華和陸瑞菊的帶領(lǐng)下長年累月研發(fā)攻關(guān),才能在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出,形成創(chuàng)新的團(tuán)隊(duì)和創(chuàng)新的成果。

      據(jù)了解,通過查新認(rèn)定,團(tuán)隊(duì)“麥類作物小孢子水平的高效遺傳改良技術(shù)”成果整體達(dá)到國際先進(jìn)水平,基于小孢子高效培養(yǎng)成套關(guān)鍵技術(shù)、拓展小孢子水平的遺傳改良方法等方面處于領(lǐng)先地位。

      “創(chuàng)新的成果正激勵(lì)著團(tuán)隊(duì)每一個(gè)人,我們已經(jīng)瞄準(zhǔn)了基因編輯技術(shù),突破了這一技術(shù),團(tuán)隊(duì)就站上了全球育種技術(shù)的制高點(diǎn)了。”黃劍華對(duì)團(tuán)隊(duì)的未來充滿信心。

       

      實(shí)習(xí)編輯:于婷婷

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