河北經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)記者 吳苗苗 李佳琦 通訊員 張京慧
畝產(chǎn)443.1公斤，較上年增加3.7公斤；總產(chǎn)量302.6億斤，較上年增加2.9億斤……2024年，河北夏糧生產(chǎn)再次實(shí)現(xiàn)“三增”。
增產(chǎn)增收靠什么？種子是關(guān)鍵。一粒良種，萬(wàn)擔(dān)好糧。近年來(lái)，在河北有不少種子“尖兵”“奇兵”，從育種家實(shí)驗(yàn)室、試驗(yàn)田走向廣闊農(nóng)田，它們?cè)谝淮未问斋@中“迎接”挑戰(zhàn)，展現(xiàn)出不凡實(shí)力。
滿倉(cāng)的收割機(jī)卸糧。河北經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)記者 李佳琦 攝
“這些都是我們從試驗(yàn)田里收獲的育種材料，正在測(cè)定這些材料的淀粉品質(zhì)、蛋白品質(zhì)及粒重、粒長(zhǎng)、粒寬等農(nóng)藝性狀。”7月20日，在河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所的小麥實(shí)驗(yàn)室里，小麥研究中心副主任、生物技術(shù)室主任張穎君仔細(xì)查看著收獲的小麥育種材料。雖然麥?zhǔn)找呀?jīng)結(jié)束，但是張穎君和團(tuán)隊(duì)成員更加忙碌了，上萬(wàn)份育種材料要在下一茬小麥播種前進(jìn)行測(cè)定和篩選。
小麥?zhǔn)俏覈?guó)第二大口糧作物，我國(guó)也是世界上最大的小麥生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。目前，我國(guó)小麥在品種推廣、單產(chǎn)提升以及總產(chǎn)量增加等方面均處于世界領(lǐng)先水平。
“然而我國(guó)在小麥生物育種方面與國(guó)外存在一定差距，面臨著種質(zhì)資源挖掘不足、育種技術(shù)相對(duì)落后等問(wèn)題。”張穎君介紹，生物育種是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)育種的統(tǒng)稱，主要包括利用分子標(biāo)記輔助選擇、轉(zhuǎn)基因、基因編輯、全基因組選擇等技術(shù)，對(duì)動(dòng)植物開展高效、精準(zhǔn)、定向遺傳改良和品種培育。
張穎君查看小麥育種材料。河北經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)記者 吳苗苗 攝
具體來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)育種與生物育種有什么不同呢？
張穎君解釋，傳統(tǒng)的育種手段，主要憑借育種家們多年積累的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)種質(zhì)材料在田間的表型進(jìn)行選擇，容易受到主觀因素和環(huán)境的影響，選擇準(zhǔn)確性和效率低。以小麥為例，小麥約含13.6萬(wàn)個(gè)基因，兩株不同的小麥雜交，會(huì)產(chǎn)生無(wú)數(shù)種新的組合，育種家要在無(wú)數(shù)雜交后代中尋找那個(gè)優(yōu)異株系，是一件非常辛苦繁雜的工作，有時(shí)候還需要一點(diǎn)兒運(yùn)氣。
“人們常說(shuō)‘一把尺子，一桿秤，牙一咬，眼一瞪’，以此來(lái)形容過(guò)去育種家在田間篩選育種材料時(shí)的場(chǎng)景。”張穎君說(shuō)。
現(xiàn)在不一樣了，小麥育種團(tuán)隊(duì)建立了包含上千份小麥主栽品種和優(yōu)異品系的基因數(shù)據(jù)庫(kù)，讓育種家知道每個(gè)小麥品種都含有哪些優(yōu)異基因，這樣育種家在組配親本的時(shí)候就有預(yù)見性，做到有的放矢，再利用開發(fā)的分子標(biāo)記對(duì)優(yōu)異基因進(jìn)行跟蹤，可以有效解決育種效率低、精準(zhǔn)度差、育種周期長(zhǎng)等問(wèn)題，使得精準(zhǔn)育種成為可能。
張穎君（左）與學(xué)生討論鑒定小麥品質(zhì)。河北經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)記者 吳苗苗 攝
說(shuō)話間，張穎君將十幾粒小麥種子擺放在桌上。
“你能看出這些種子里面，哪些品質(zhì)好，哪些品質(zhì)較差嗎？”張穎君笑著問(wèn)記者。
記者將種子一粒粒拿在手中仔細(xì)比對(duì)，半天也看不出差別。
“從外觀上我也很難準(zhǔn)確分辨哪個(gè)材料品質(zhì)好，哪個(gè)品質(zhì)差。”張穎君笑著說(shuō)，但是科技可以給我們一對(duì)“火眼金睛”，通過(guò)提取小麥材料的DNA，檢測(cè)它是否含有優(yōu)質(zhì)基因，一般含有優(yōu)質(zhì)基因的材料品質(zhì)相對(duì)都較好。這樣把田間農(nóng)藝性狀選擇與實(shí)驗(yàn)室優(yōu)質(zhì)基因檢測(cè)相結(jié)合，就可以篩選出優(yōu)質(zhì)的小麥育種材料。
張穎君在田間查看小麥長(zhǎng)勢(shì)。河北省農(nóng)林科學(xué)院 供圖
每一項(xiàng)科研成果的獲得，都需要科研工作者付出幾年或數(shù)十年的辛苦工作?？购允切←溕a(chǎn)中非常重要的問(wèn)題，近年來(lái)極端天氣頻發(fā)，如果小麥抗寒性差，生產(chǎn)可能面臨極大損失。
“為了篩選抗寒材料、挖掘抗寒基因，我們團(tuán)隊(duì)收集了500多份種質(zhì)材料，對(duì)其抗寒性進(jìn)行鑒定。為了提高鑒定的準(zhǔn)確性，我們?cè)诤颖笔仪f、張家口及山東淄博、甘肅定西等多地進(jìn)行抗寒鑒定試驗(yàn)。每年春節(jié)剛過(guò)，我們團(tuán)隊(duì)成員就要冒著嚴(yán)寒到各試驗(yàn)地進(jìn)行調(diào)查、統(tǒng)計(jì)，這項(xiàng)工作馬上就要進(jìn)入第5個(gè)年頭。雖然辛苦，但工作已經(jīng)取得了較大進(jìn)展，篩選出了十幾份抗寒性好、農(nóng)藝性狀優(yōu)良的種質(zhì)材料，也定位到了與小麥抗寒性相關(guān)的新的基因位點(diǎn)，這些工作對(duì)提高小麥品種的抗寒性都具有重要意義。”張穎君說(shuō)。
在漫長(zhǎng)的調(diào)查、統(tǒng)計(jì)、鑒定過(guò)程中，張穎君和團(tuán)隊(duì)成員周而復(fù)始、樂(lè)此不疲，在他們心中保障糧食安全是職責(zé)和使命。
2024年中央1號(hào)文件提出，加快推進(jìn)種業(yè)振興行動(dòng)，完善聯(lián)合研發(fā)和應(yīng)用協(xié)作機(jī)制，加大種源關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，加快選育推廣生產(chǎn)急需的自主優(yōu)良品種。
近年來(lái)，河北省農(nóng)林科學(xué)院的小麥專家們圍繞著基因克隆、分子標(biāo)記開發(fā)、分子育種體系建立和轉(zhuǎn)基因、基因編輯新種質(zhì)創(chuàng)制等方面開展科研工作，得到了國(guó)家生物育種重大專項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)、國(guó)家自然科學(xué)基金及河北省重點(diǎn)研發(fā)、省小麥體系創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、省自然科學(xué)基金等多項(xiàng)科研項(xiàng)目支持。“團(tuán)隊(duì)目前發(fā)表SCI論文28篇，中文核心期刊論文15篇，獲得國(guó)家發(fā)明專利14項(xiàng)。我們要響應(yīng)國(guó)家‘把論文寫在祖國(guó)的大地上，把科技成果應(yīng)用在實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的偉大事業(yè)中’的號(hào)召，瞄準(zhǔn)前沿科學(xué)技術(shù)引領(lǐng)的‘生物技術(shù)+信息技術(shù)+人工智能’育種4.0時(shí)代，針對(duì)小麥生產(chǎn)和科研工作中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題開展試驗(yàn)研究，提高作物育種信息化水平和育種效率，為河北省綠色、優(yōu)質(zhì)、高效的突破性品種選育提供強(qiáng)有力支撐。”張穎君說(shuō)。
