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    高德榮育種團隊:精準育出好麥種

    來源:人民日報時間:2022-05-09 11:25:09 作者: 編輯:萬代喜 責任編輯:楊波

    科技視點·種業科技自立自強 | 江蘇里下河農科所高德榮育種團隊成功選育“雙抗”高產小麥新品種

    精準育出好麥種

    人民日報記者吳月輝

    圖為高德榮(左)和助手查看“揚麥33”田地。江蘇里下河地區農業科學研究所供圖

    在江蘇省高郵市現代高效農業示范區,小麥長勢喜人,綠油油的麥苗生機盎然。

    “這是我們科研團隊16年持續攻關,在國內首次成功選育的抗赤霉病、高抗白粉病‘雙抗’優質高產新品種‘揚麥33’,它綜合性狀優良,豐產性好?!苯K里下河地區農業科學研究所(以下簡稱里下河農科所)小麥研究室主任高德榮說。

    利用分子育種技術改良,啃下這塊“硬骨頭”

    小麥赤霉病是由禾谷鐮刀菌引起的世界性病害,也被稱為小麥“癌癥”,不僅會導致小麥大幅減產,還會產生赤霉毒素,嚴重危害人畜健康。數據顯示,近10年我國小麥赤霉病5次大暴發,重發田塊減產50%,甚至絕收,已成為糧食安全的一大威脅。

    “在我國小麥種植區,普遍采用化學方法來抑制赤霉病的重發。有時施3到4次農藥,仍達不到預期效果?!备叩聵s說。此外,農藥的使用和殘留,也會增加成本、影響生態環境。

    突破關鍵技術,選育高抗小麥新品種,是從根本上解決問題的有效辦法。上世紀90年代,中國工程院院士、里下河農科所研究員程順和帶領團隊,育成了一批中抗赤霉病的大面積豐產小麥品種。其中“揚麥158”是當時國內外抗性等級最好的主推品種,有效緩解了赤霉病的發生。

    然而,隨著氣候變化、小麥播期推遲等因素影響,赤霉病日益頻發,中抗赤霉病品種已不能滿足生產需求,急需選育出高抗病小麥新品種。于是,高德榮帶領團隊下決心啃下這塊“硬骨頭”。

    傳統育種模式主要依靠經驗,能否在此基礎上利用分子育種等現代生物技術手段,針對特定目標和性狀改良,解決傳統育種解決不了的問題?沿著這個思路,團隊展開了艱苦的攻關。

    科研人員在研究了當地小麥品種(系)和各類種質資源的赤霉病抗病基因組成后發現,“揚麥”品種對赤霉病表現出較好的抗性,但多數并不攜帶普通小麥的抗性基因Fhb1,具有獨自的抗性遺傳體系。

    “我們提出通過品種間雜交把Fhb1基因導入‘揚麥’遺傳背景,聚合現有品種中的抗病基因,協同提高抗病性和豐產性的育種策略。通過多組合、大群體選擇,終于育成抗赤霉病品種‘揚麥33’?!备叩聵s說。

    小麥新品種不僅“身體”好,產量也很高

    種子是農業的“芯片”。攻克小麥“癌癥”,就要在“芯片”里植入“抗病程序”。

    高德榮說:“‘揚麥33’利用分子標記輔助選擇技術,實現了抗赤霉病主效基因與來源于‘揚麥’本身的抗赤霉病位點相結合,從而完成‘抗病程序’的植入?!?/p>

    那么,有了“抗病程序”的“揚麥33”,抗赤霉病能力到底有多強?

    2021年,在高郵市開展的大面積示范種植結果顯示:“揚麥33”未防治赤霉病的病穗率1.99%,平均嚴重度0.82,病情指數0.52;中抗對照品種“揚麥20”未防治赤霉病的病穗率13.18%,平均嚴重度1.91,病情指數8.7。高德榮說:“今年的大田生產表明,‘揚麥33’即使不采取防治措施,其發病程度也輕于中抗品種防治2次的發病程度?!?/p>

    “揚麥33”不僅“身體”好,產量也很高。此前,很多抗赤霉病的品種雖然抗性能達到要求,但是農藝性狀不理想,不利于育種利用,更無法在生產上推廣。例如,麥苗過高易倒伏,生育期過晚導致遲收等。

    “我們歷時10多年,反復開展田間實驗,終于使‘揚麥33’在保證優良農藝性狀的前提下,實現了赤霉病抗性與產量協同提高?!备叩聵s說,“此外,‘揚麥33’還具有較高的營養價值,硒含量高于其他小麥品種,穩定性也很好?!?/p>

    小麥育種由“經驗育種”向“精準育種”轉變

    2021年5月23日,在高郵市甘垛鎮帶程村,江蘇省農業科學院組織專家組對“揚麥33”示范田進行評鑒后認定:“揚麥33”赤霉病抗性突出,同時兼抗白粉病等,綜合性狀優良,實現了抗赤霉病與高產協同遺傳改良的重大突破。專家組一致認為,“揚麥33”有望成為我國新一代主導品種。

    “該品種的育成為抗赤霉病改良作出了貢獻,鞏固了我國抗赤霉病育種在國際上的領先地位?!敝袊こ淘涸菏繌埡槌陶J為。

    中國農業大學農學院副院長倪中福表示,“揚麥33”利用分子育種技術手段加強各類抗性基因聚合,大幅度提高育種效率和性狀改良精準性,使小麥育種由“經驗育種”向“精準育種”轉變。

    高德榮告訴記者,目前,“揚麥33”正在江蘇、安徽、湖北和浙江等地示范種植?!敖衲昵锊⒃陂L江中下游赤霉病重發地區推廣,力爭實現‘減藥’的目標?!?/p>

    品種改良一直在進行。10多年來,除了“揚麥33”,育種團隊堅持以解決生產重大問題為出發點,還培育了早熟高產品種“揚麥23”、耐遲播高產品種“揚麥25”、優質弱筋品種“揚麥24”、強筋品種“揚麥29”等,不少已成為長江中下游麥區主導品種。

    在專心投入育種的同時,高德榮也一直在思考。在他看來,當前我國糧食生產向現代化邁進過程中,一家一戶小生產對農藥、化肥等投入成本意識不強,更關注產量。但規模種植的家庭農場不僅關心產量,更關注成本投入,關注生產風險,他們會要求品種抗病抗逆性強、高產穩產和節本高效,更有利于良種普及。

    “我們將持續提高小麥抗病抗逆性,提高產量、改良品質,提高種麥的效益,為保障國家糧食安全作出貢獻?!备叩聵s說。

    《 人民日報 》( 2022年05月09日 第19 版)

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