一粒种子,可以改变一个世界。而培育一粒好种子,必须有好的育种材料,也就是种质资源。
种质资源是生物携带遗传信息的载体,其形态包括种子、植株、茎尖、休眠芽、花粉甚至是DNA等,均具有实际或潜在利用价值。保护好并利用好它们,关系到粮食安全,关系到大食物观,关系到种业是否被“卡脖子”。
湖北日报全媒记者 汪彤 通讯员 杨文 谢娅
大雪时节,武汉市洪山区南湖大道3号,机器声轰鸣,施工正酣,一座崭新的农作物种质资源库拔地而起。
百米之外,它的主人——近4万份农作物种质资源在一栋不起眼的老楼里翘首以盼。
那里是建成于1978年的湖北省农作物种质资源中期库(简称“中期库”),我国最早投用的三个省级农作物种质资源库之一。
一粒粒看似平凡的种子,筑牢大国粮仓的根基,也支撑起建设农业强省的梦想。
220余个新品种从这里发源
稻瘟病,又称水稻“癌症”,一旦感染,稻田轻则减产,重则颗粒无收。
受特殊山区气候影响,恩施是水稻稻瘟病的常发区、重发区。上世纪90年代以来,恩施州农科院引进中期库保存的水稻资源进行稻瘟病抗性鉴定,筛选出高抗稻瘟病的湖北地方品种HB542。有了这份种质,他们很快育成高抗稻瘟病水稻恢复系恩恢80,而后配组选育出我省第一个抗稻瘟病杂交水稻Ⅱ优80及其系列杂交稻新品种5个,解决了武陵山区抗稻瘟病水稻品种匮乏问题,累计推广21万亩,创造经济效益超25亿元。
优质饲草料资源短缺是我国畜牧业发展的重要产业瓶颈。省农科院联合宜昌市农科院、长江大学,利用中期库保存的美国持续绿性强玉米种质34P93,培育出粮饲兼用型玉米新品种勤玉58,持绿期长,抗性好,引进新疆,亩产青贮玉米9吨,高于当地平均产量11%。该品种2019年推广300万亩,助10000户牧民告别游牧生活、实现定居,提高了人们的幸福指数,也保护了生态环境。
这样的创新求索故事,省农科院粮食作物研究所品种资源研究室副主任蔡海亚见过太多。
他介绍,每一份种质资源都承载着独特的基因密码,是培育农作物新品种的天然“素材库”。40多年来,中期库向省内外170多家科研单位和种业企业共享种质资源1.5万份次,选育出农业新品种220余个,累计推广面积1.81亿余亩,直接或间接经济效益达110多亿元。
天南海北抢救老种子
培育一个新品种至少5到8年。育种研究需要一定前瞻性,只有对种质资源应收尽收、应保尽保,才能更好满足未来育种需求。
1979年以来,省农科院依托中期库先后进行了五次大规模的农作物种质资源考察、收集行动,系统调查并抢救性收集全省境内的96科192属306种地方种质资源近10000份,包括秭归龙爪糯、昭君眉豆、神农架洪平杏和利川莼菜等260份特有、珍稀、濒危地方种质资源,有效防止本土宝贵资源消失。
同时,定期引进省外乃至国外优异农作物种质资源,目前中期库资源保有量近4万份。
利用农业农村部作物基因资源与种质创制湖北科学观测实验站等平台,科研人员完成8000多份粮食作物、300多份经济作物以及110份果树,共40余个性状、35万余条表型数据监测,为种质资源研究提供了翔实的基础数据。结合表型和基因型鉴定相结合的资源鉴定技术,进一步鉴定出具有早熟、丰产、优质、抗逆等不同育种目标性状优异资源806份。
其中,一份叫白马牙的十堰玉米种质淹水处理30天后,存活率仍高达85.9%。省农科院粮食作物研究所玉米团队贾海涛博士介绍,他们已从白马牙中首次克隆出玉米耐渍性关键基因zmWT7.02a。该基因可增强玉米根系磷吸收能力,渍水胁迫下,可提高玉米苗期35.8%的存活率,减少15.4%的产量损失。今年10月,白马牙入选全国十大优异农作物种质资源推介和典型开发案例。
为种质资源制作“电子身份证”
如果说原始种质资源是0,最终育成的新品种是1,利用关键基因创制出新的种质相当于0.5,可大大加速育种进程。
在精准鉴定种质资源的基础上,利用遗传材料,研究人员进一步定位克隆水稻耐热、玉米耐渍控制基因,开发出水稻品质基因Wx、稻瘟病抗性基因Piz-t和Pita、陆地棉Ⅰ式果枝基因等优异等位基因鉴定标记,创制出具有重要育种应用价值的关键新种质2021份,为我省主要粮食和经济作物品种创新提供支撑。
2010年以来,他们又依托中期库建设省农作物种质资源共享平台,整理每份资源的来源、表型、田间抗性等相关信息,为它们制作“电子身份证”,并导入平台,便于查询、共享。
“这是一个公益平台,通过平台申请登记,引进需要的资源。”蔡海亚介绍,目前平台共享的资源信息与实物数量达3万份,录入资源性状信息89万条,配套高清数码图片8.3万幅,全省七成以上湖北地方种质资源信息均已入库。
12月10日,农业农村部召开新闻发布会,宣布全国农业种质资源普查工作全面完成。我省种质资源普查于2023年提前完成。
为更好承载保护工作,2022年11月,我省启动中期库改扩建工程,建成后,库容量扩大至30万份,将成为华中地区保存总量最多、品种最全、体系最完整、智能化水平最高的种质资源中期库,满足全省未来30年农作物种质资源保护与利用需要。