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人民日?qǐng)?bào):江蘇里下河農(nóng)科所高德榮育種團(tuán)隊(duì)成功選育“雙抗”高產(chǎn)小麥新品種

發(fā)布時(shí)間:2022-05-09 15:29:00來(lái)源: 人民網(wǎng)-人民日?qǐng)?bào)

圖為高德榮(左)和助手查看“揚(yáng)麥33”田地。江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所供圖

  原題:江蘇里下河農(nóng)科所高德榮育種團(tuán)隊(duì)成功選育“雙抗”高產(chǎn)小麥新品種

  精準(zhǔn)育出好麥種(科技視點(diǎn)·種業(yè)科技自立自強(qiáng)③)

  在江蘇省高郵市現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范區(qū),小麥長(zhǎng)勢(shì)喜人,綠油油的麥苗生機(jī)盎然。

  “這是我們科研團(tuán)隊(duì)16年持續(xù)攻關(guān),在國(guó)內(nèi)首次成功選育的抗赤霉病、高抗白粉病‘雙抗’優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)新品種‘揚(yáng)麥33’,它綜合性狀優(yōu)良,豐產(chǎn)性好?!苯K里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)里下河農(nóng)科所)小麥研究室主任高德榮說(shuō)。

  利用分子育種技術(shù)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(chēng)為小麥“癌癥”,不僅會(huì)導(dǎo)致小麥大幅減產(chǎn),還會(huì)產(chǎn)生赤霉毒素,嚴(yán)重危害人畜健康。數(shù)據(jù)顯示,近10年我國(guó)小麥赤霉病5次大暴發(fā),重發(fā)田塊減產(chǎn)50%,甚至絕收,已成為糧食安全的一大威脅。

  “在我國(guó)小麥種植區(qū),普遍采用化學(xué)方法來(lái)抑制赤霉病的重發(fā)。有時(shí)施3到4次農(nóng)藥,仍達(dá)不到預(yù)期效果。”高德榮說(shuō)。此外,農(nóng)藥的使用和殘留,也會(huì)增加成本、影響生態(tài)環(huán)境。

  突破關(guān)鍵技術(shù),選育高抗小麥新品種,是從根本上解決問(wèn)題的有效辦法。上世紀(jì)90年代,中國(guó)工程院院士、里下河農(nóng)科所研究員程順和帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),育成了一批中抗赤霉病的大面積豐產(chǎn)小麥品種。其中“揚(yáng)麥158”是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)外抗性等級(jí)最好的主推品種,有效緩解了赤霉病的發(fā)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(fā),中抗赤霉病品種已不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需求,急需選育出高抗病小麥新品種。于是,高德榮帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)下決心啃下這塊“硬骨頭”。

  傳統(tǒng)育種模式主要依靠經(jīng)驗(yàn),能否在此基礎(chǔ)上利用分子育種等現(xiàn)代生物技術(shù)手段,針對(duì)特定目標(biāo)和性狀改良,解決傳統(tǒng)育種解決不了的問(wèn)題?沿著這個(gè)思路,團(tuán)隊(duì)展開(kāi)了艱苦的攻關(guān)。

  科研人員在研究了當(dāng)?shù)匦←溒贩N(系)和各類(lèi)種質(zhì)資源的赤霉病抗病基因組成后發(fā)現(xiàn),“揚(yáng)麥”品種對(duì)赤霉病表現(xiàn)出較好的抗性,但多數(shù)并不攜帶普通小麥的抗性基因Fhb1,具有獨(dú)自的抗性遺傳體系。

  “我們提出通過(guò)品種間雜交把Fhb1基因?qū)搿畵P(yáng)麥’遺傳背景,聚合現(xiàn)有品種中的抗病基因,協(xié)同提高抗病性和豐產(chǎn)性的育種策略。通過(guò)多組合、大群體選擇,終于育成抗赤霉病品種‘揚(yáng)麥33’?!备叩聵s說(shuō)。

  小麥新品種不僅“身體”好,產(chǎn)量也很高

  種子是農(nóng)業(yè)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(shuō):“‘揚(yáng)麥33’利用分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù),實(shí)現(xiàn)了抗赤霉病主效基因與來(lái)源于‘揚(yáng)麥’本身的抗赤霉病位點(diǎn)相結(jié)合,從而完成‘抗病程序’的植入?!?/p>

  那么,有了“抗病程序”的“揚(yáng)麥33”,抗赤霉病能力到底有多強(qiáng)?

  2021年,在高郵市開(kāi)展的大面積示范種植結(jié)果顯示:“揚(yáng)麥33”未防治赤霉病的病穗率1.99%,平均嚴(yán)重度0.82,病情指數(shù)0.52;中抗對(duì)照品種“揚(yáng)麥20”未防治赤霉病的病穗率13.18%,平均嚴(yán)重度1.91,病情指數(shù)8.7。高德榮說(shuō):“今年的大田生產(chǎn)表明,‘揚(yáng)麥33’即使不采取防治措施,其發(fā)病程度也輕于中抗品種防治2次的發(fā)病程度。”

  “揚(yáng)麥33”不僅“身體”好,產(chǎn)量也很高。此前,很多抗赤霉病的品種雖然抗性能達(dá)到要求,但是農(nóng)藝性狀不理想,不利于育種利用,更無(wú)法在生產(chǎn)上推廣。例如,麥苗過(guò)高易倒伏,生育期過(guò)晚導(dǎo)致遲收等。

  “我們歷時(shí)10多年,反復(fù)開(kāi)展田間實(shí)驗(yàn),終于使‘揚(yáng)麥33’在保證優(yōu)良農(nóng)藝性狀的前提下,實(shí)現(xiàn)了赤霉病抗性與產(chǎn)量協(xié)同提高?!备叩聵s說(shuō),“此外,‘揚(yáng)麥33’還具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,硒含量高于其他小麥品種,穩(wěn)定性也很好?!?/p>

  小麥育種由“經(jīng)驗(yàn)育種”向“精準(zhǔn)育種”轉(zhuǎn)變

  2021年5月23日,在高郵市甘垛鎮(zhèn)帶程村,江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院組織專(zhuān)家組對(duì)“揚(yáng)麥33”示范田進(jìn)行評(píng)鑒后認(rèn)定:“揚(yáng)麥33”赤霉病抗性突出,同時(shí)兼抗白粉病等,綜合性狀優(yōu)良,實(shí)現(xiàn)了抗赤霉病與高產(chǎn)協(xié)同遺傳改良的重大突破。專(zhuān)家組一致認(rèn)為,“揚(yáng)麥33”有望成為我國(guó)新一代主導(dǎo)品種。

  “該品種的育成為抗赤霉病改良作出了貢獻(xiàn),鞏固了我國(guó)抗赤霉病育種在國(guó)際上的領(lǐng)先地位?!敝袊?guó)工程院院士張洪程認(rèn)為。

  中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院副院長(zhǎng)倪中福表示,“揚(yáng)麥33”利用分子育種技術(shù)手段加強(qiáng)各類(lèi)抗性基因聚合,大幅度提高育種效率和性狀改良精準(zhǔn)性,使小麥育種由“經(jīng)驗(yàn)育種”向“精準(zhǔn)育種”轉(zhuǎn)變。

  高德榮告訴記者,目前,“揚(yáng)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(zhǎng)江中下游赤霉病重發(fā)地區(qū)推廣,力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)‘減藥’的目標(biāo)?!?/p>

  品種改良一直在進(jìn)行。10多年來(lái),除了“揚(yáng)麥33”,育種團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持以解決生產(chǎn)重大問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn),還培育了早熟高產(chǎn)品種“揚(yáng)麥23”、耐遲播高產(chǎn)品種“揚(yáng)麥25”、優(yōu)質(zhì)弱筋品種“揚(yáng)麥24”、強(qiáng)筋品種“揚(yáng)麥29”等,不少已成為長(zhǎng)江中下游麥區(qū)主導(dǎo)品種。

  在專(zhuān)心投入育種的同時(shí),高德榮也一直在思考。在他看來(lái),當(dāng)前我國(guó)糧食生產(chǎn)向現(xiàn)代化邁進(jìn)過(guò)程中,一家一戶(hù)小生產(chǎn)對(duì)農(nóng)藥、化肥等投入成本意識(shí)不強(qiáng),更關(guān)注產(chǎn)量。但規(guī)模種植的家庭農(nóng)場(chǎng)不僅關(guān)心產(chǎn)量,更關(guān)注成本投入,關(guān)注生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn),他們會(huì)要求品種抗病抗逆性強(qiáng)、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和節(jié)本高效,更有利于良種普及。

  “我們將持續(xù)提高小麥抗病抗逆性,提高產(chǎn)量、改良品質(zhì),提高種麥的效益,為保障國(guó)家糧食安全作出貢獻(xiàn)?!备叩聵s說(shuō)。

(責(zé)編: 李文治)

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