我國瞄準智慧育種4.0時代進發(fā)
來源： 發(fā)布時間：2021-12-31 10:07:45
玉米也有傳染病，但良種卻可以做到“一塵不染”。
在12月28日北京市科協(xié)主辦的專家智庫“論策論道”系列活動中，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部玉米專家指導組組長、北京市農(nóng)林科學院玉米研究所研究員趙久然現(xiàn)場復盤了一場發(fā)生在今年秋季的良種“抗疫”故事。
良種“抗疫”
“玉米南方銹病是空氣傳播的真菌病害，病菌孢子在夏季可長距離隨暖濕氣流從南向北傳播。”趙久然說，玉米銹病時有發(fā)生，但今年在黃淮海夏玉米區(qū)出現(xiàn)了罕見的大暴發(fā)。
染了銹病的玉米就像人的“一夜白頭”，一開始是在葉片上出現(xiàn)少量“黃斑”，很快遍布全身，導致大片大片的玉米枯死，嚴重減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)。在趙久然展示的圖片中，2021年秋季的染病玉米顏色焦黃，而挨著種的抗銹病品種仍郁郁蔥蔥，生長旺盛。
抵抗傳染病，人靠打疫苗獲得免疫力，植物靠什么呢？
趙久然道出了其中的秘密：靠抗病基因給玉米加上抗病“免疫力”。多年鑒選免疫型高抗銹病玉米種質(zhì)、精準定位克隆銹病抗性基因、轉(zhuǎn)育到自主骨干品系中，趙久然團隊多年來一氣呵成關(guān)鍵“三步”。
“這種在自主選育的原有優(yōu)良品種基礎(chǔ)上再增加一個特殊優(yōu)異性狀的育種方式為‘優(yōu)種提升’。” 趙久然說，優(yōu)種提升技術(shù)，讓20多個原來不抗銹病的品種快速實現(xiàn)了高抗銹病的轉(zhuǎn)換。
未雨綢繆的良種研究，使得在今年黃淮海玉米區(qū)銹病大暴發(fā)的關(guān)鍵時刻，中國種子能在“疫區(qū)”一塵不染。
不只抗銹病——
“今年中央農(nóng)村工作會議和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部重點任務中都提出要大面積示范推廣玉米大豆間套作復合種植。”趙久然說，落實這一任務必須實現(xiàn)玉米—大豆可抗同一種除草劑，“優(yōu)種提升”技術(shù)再次出招。
據(jù)介紹，趙久然團隊與北京大學鄧興旺院士團隊合作，已創(chuàng)制出高抗咪唑類除草劑（大豆常用除草劑，但對玉米有嚴重藥害）的玉米新種質(zhì)，可同時實現(xiàn)20多個已審定優(yōu)良雜交種品種的抗咪唑類除草劑轉(zhuǎn)換提升，實現(xiàn)套作。
中國種子，關(guān)鍵時刻頂?shù)蒙?/p>
基于DNA指紋技術(shù)平臺的支撐，實現(xiàn)性狀提升是我國育種能力提升的典型代表之一。
中國農(nóng)科院研究員、農(nóng)業(yè)監(jiān)測預警首席科學家許世衛(wèi)表示，中國的育種能力在不斷增強。我國已經(jīng)形成了政產(chǎn)學研一體的聯(lián)合攻關(guān)新機制，審定了很多品種，取得了單產(chǎn)平均提高5%的好成績，實現(xiàn)了新一輪品種的更新?lián)Q代。
尤其在“十三五”期間，我國形成了海南、甘肅、四川三大國家育種制種基地，同時，建設(shè)了52個雜交制種大縣、100個區(qū)縣良種基地。這些基地的建設(shè)為中國良種的質(zhì)量、數(shù)量的大幅度提升起到了重要作用。
針對普遍存在的“中國種子嚴重依賴進口”的誤解，北京市農(nóng)林科學院數(shù)據(jù)與經(jīng)濟所知識管理與情報研究中心主任、研究員鄭懷國給出了具體的數(shù)據(jù)，據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國水稻、小麥品種自給率為100%，玉米為95%左右，蔬菜種子自給率達到87%以上，只有部分高檔蔬菜品種例如西蘭花等確實依賴國外進口。
“事實上，我國主糧品種可以說已經(jīng)實現(xiàn)了自給，能夠滿足我國市場需求。”鄭懷國說。
目標：更尖端的4.0時代
12月25日至26日召開的中央農(nóng)村工作會議提出要求，大力推進種源等農(nóng)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)。
對此，與會專家表示，對標國外的育種技術(shù)，國際上已經(jīng)逐漸步入智慧育種的4.0時代，而我國仍處于2.0到3.0的階段，仍有大量的關(guān)鍵核心技術(shù)亟待突破。
“發(fā)達國家在重大基因挖掘與功能解析、重要性狀形成的機制方面取得了重大的進展。”北京市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局相關(guān)負責人解釋，生物技術(shù)和人工智能技術(shù)的融合使得良種選育實現(xiàn)了精細化、精準化、智能化、功能化，尤其工廠化，大幅提高了育種效率。
相較而言，我國在育種技術(shù)與信息技術(shù)的結(jié)合方面起步較晚。“一批關(guān)鍵技術(shù)需要突破，例如智能化表型性能測定關(guān)鍵技術(shù)，可以把關(guān)鍵基因和香甜口感之類的表型一一配對，不再靠人工，而是靠傳感器，靠紅外，靠物聯(lián)網(wǎng)高光譜等技術(shù)，再通過大數(shù)據(jù)整合建立模型分析，將大大提高育種效率。”許世衛(wèi)表示，我國正在構(gòu)建人工智能為主的育種平臺，還在摸索階段。
責任編輯：聶臻臻
