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  • 新疆:解密一粒种子 打开一方天地
  • 发布时间:2022年12月06日    信息来源:新疆日报    浏览量:2332


杂交水稻的出现大幅提高了粮食产量,帮助中国人端稳了“饭碗”;机采棉品种的推广实现了棉花生产节本增效,让新疆棉在全球市场站稳脚跟……一个优良农作物品种的出现,足以对农业产生颠覆性影响,究其根本是种质资源在发挥作用。

何为种质资源?它是如何作用于农业生产,影响到人们的日常生活的?新疆的种质资源保存利用现状如何?带着上述疑问,记者进行了深入采访。

收集与保存:新疆已保存种质资源近3万份

西瓜已是国人司空见惯的水果。当人们在炎炎夏日享受“吃瓜自由”的幸福时,很多国家的西瓜价格仍十分昂贵,其珍稀程度堪比榴梿。“吃瓜自由”不仅依靠的是温室栽培等农业技术的普及,其品种具备的高产、抗病基因优势也至关重要。

上世纪五六十年代,中国工程院院士吴明珠和同事走遍了新疆吐鲁番盆地的300多个生产队,先后收集了100多份资料,整理出44个品种,建立了第一份西瓜、甜瓜种质资源档案,以这些种质资源为基础,她选育出“皇后”甜瓜、“火洲一号”西瓜等一系列优质品种。如今,中国成为全世界最大的西瓜生产国和消费国,新疆成为全国重要的西瓜、甜瓜制种基地,这些发展成绩均离不开种质资源的收集与保存。

种质资源是指携带生物遗传信息且具有实际或潜在利用价值的载体,是育种研发的物质基础。古老的地方品种、新培育的推广品种、国外引进育种材料以及野生近缘种,都属于种质资源。占有的种质资源越丰富,基因开发的潜力就越大,种业创新的基础就越牢,后劲就越足。因此,种质资源是一个国家的关键性战略资源,保护利用的价值巨大。

2020年,新疆正式启动第三次全国农作物种质资源普查与收集行动。相关科研单位组建了专业调查队,深入全疆各地对征集和收集的农作物种质资源进行整理、分类、鉴定,并结合农民认知进行编目。截至目前,新疆已累计收集各类农作物种质资源5741份,小麦野生近缘种等一批珍稀特有农作物种质资源得到有效保护,黑高粱等一批地方特色种质资源得到挖掘。

种质资源要实现长期保存并用于育种创新,离不开种子库的保护与管理。新疆农业科学院农作物品种资源研究所有一间150平方米恒温恒湿的房间,国家作物种质资源库(新疆分库)就设在这里,保存在这里的种子在几十年、甚至数百年之后仍具遗传特性和一定发芽率。

“每一份进入资源库的种质资源都将进行发芽率、遗传多样性等实验,建立档案信息。”新疆农业科学院农作物品种资源研究所所长徐所长介绍,科研人员会对每一份种质资源的状态进行监测,在必要时进行繁殖更新,保持它们的遗传完整性以及高保真率。

经过多年的建设,目前,国家作物种质资源库(新疆分库)保存了来自20多个国家和地区的近3万份种质资源,涵盖57种作物。新疆也已建成各类种质资源保存库、基因库、资源圃、自然保护区等69个,一大批种质资源得到保护与利用,丰富了新疆种质资源类型和数量,为育种创新提供了有力的资源保障。

鉴定与评价:深度挖掘种质资源遗传特性

在新疆伊宁市城郊,有一片占地100余亩的苹果树林,这里是新疆伊犁哈萨克自治州农业科学研究所国家果树种质新疆野苹果资源圃,种植了300多种野苹果树,是一座活体的种质资源库。种植在这里的野苹果树是科研人员从野外将枝条采集回来进行嫁接后定植的,各类苹果植株样貌各不相同,果实酸甜不一,产量高低不均,常人看来似乎没有任何开发价值。

但在育种家眼里,这些野苹果蕴含着宝贵的遗传基因。“很多野苹果带有优质抗病基因,对现有主栽品种的改良具有重要价值。”新疆伊犁州农业科学研究所园艺研究室主任张先生说,科研人员会观察记录野苹果的各种性状,对有特异性状的种质资源开展专门研究,完成收集、保存、评价鉴定、编目及分发利用等工作。

目前,该资源圃已累计收集保存果实品质性状优良的各类新疆野苹果种质资源334份、新疆地方苹果品种15份。通过鉴定评价,筛选出具有矮化、抗寒、抗旱、抗病、高酸、高维生素C等特异性状的种质资源30多份,为苹果育种研究提供技术支持。

在育种过程中,育种家会将具有不同特性的同类作物通过杂交组配等手段,将优异的性状组合在一起,但不论采取哪种育种方式,全面了解种质资源遗传特性是必要条件。

近年来,国家作物种质资源库(新疆分库)已经将资源遗传特性的鉴定与研究作为一项重点工作。育种专家借助资源库品种资源优势,培育出以胡麻“伊亚4”、绿豆“冀绿7号”等为代表的多类型新疆特色经济作物新品种,同时向社会共享种质资源5600份,近百个品种实现直接生产利用。

2022年我们将联合新疆14家科研单位,开展小麦、玉米、棉花等1万份农作物种质资源的表型鉴定与评价,将种质资源遗传信息掌握清楚,让育种创新有的放矢。”徐所长介绍,今后一个时期,将在表型鉴定基础上,利用生物技术对目前搜集保存的种质资源的基因进行精准鉴定,在丰产、优质、抗病性、抗虫性、抗逆性等多方面进行深度挖掘,为新疆乃至国家的育种行业提供有效的参考。

创新与利用:产学研结合选育优质作物品种

“新疆种质资源优势突出,特异种质资源多。但在资源的保护与利用方面,仍有许多短板需要补齐。”徐所长说。

不久前,新疆谷子产业技术研究院在新疆农业科学院挂牌成立。该研究院是新疆首个谷子产业技术研究院,由生产企业和科研单位共同发起,共同选育适宜新疆种植的优良谷子品种。

2018年,新疆农业科学院“访惠聚”驻村工作队和新疆疏勒县粥师傅谷业科技有限公司进行合作,开始在疏勒县试种复播谷子,2021年播种面积已扩大到6.8万余亩,种植区域涵盖了新疆喀什地区、新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州及新疆阿克苏地区的4个县。

“随着复播谷子推广成功,谷子的营养价值得到广泛认同,但种质保存受品种、环境、贮藏方式及加工条件等多种因素制约的问题也逐渐显现,迫切需要种业的技术支持。”粥师傅谷业科技有限公司董事长周董说,新疆谷子产业技术研究院将针对目前谷子生产品种单一的现状,引进国家谷子产业技术体系的谷子品种34个,进行示范种植,筛选产量高、品质性状好、适宜在南疆种植的谷子品种,加大新品种推广示范力度,同时延伸谷子生产加工链条,推动谷子产业健康发展。

这是企业的生产环节与科研机构育种环节紧密结合,利用种质资源库选育适合优质作物品种,提高产业综合效益的最新例证。徐所长说:“今后,将建立更多灵活高效的合作机制,让种质资源更好地服务全区种业发展。”

目前,国家作物种质资源库(新疆分库)已基本处于饱和状态,它的升级版新疆农作物种质资源保存与创新利用中心项目已经立项即将启动建设。“十四五”末,农作物种质资源保存量将不低于10万份。届时,依托更加完善的种质资源保护开发体系,将有更多企业和科研单位共同参与到育种创新工作中,打造产学研相结合、育繁推一体化的现代种业发展体系,助力全区种业发展。

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