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我國瞄準(zhǔn)智慧育種4.0時代進(jìn)發(fā)

發(fā)布時間:2022-1-4來源:青島市科技局點(diǎn)擊:返回列表

   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(dǎo)組組長、北京市農(nóng)林科學(xué)院玉米研究所研究員趙久然現(xiàn)場復(fù)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(dǎo)致大片大片的玉米枯死,嚴(yán)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(zhǔn)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(tuán)隊(duì)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(shí)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(diǎn)任務(wù)中都提出要大面積示范推廣玉米大豆間套作復(fù)合種植。”趙久然說,落實(shí)這一任務(wù)必須實(shí)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(tuán)隊(duì)與北京大學(xué)鄧興旺院士團(tuán)隊(duì)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(yán)重藥害)的玉米新種質(zhì),可同時實(shí)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(shí)現(xiàn)套作。
 
  中國種子,關(guān)鍵時刻頂?shù)蒙?/div>
 
  基于DNA指紋技術(shù)平臺的支撐,實(shí)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(yù)警首席科學(xué)家許世衛(wèi)表示,中國的育種能力在不斷增強(qiáng)。我國已經(jīng)形成了政產(chǎn)學(xué)研一體的聯(lián)合攻關(guān)新機(jī)制,審定了很多品種,取得了單產(chǎn)平均提高5%的好成績,實(shí)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(yán)重依賴進(jìn)口”的誤解,北京市農(nóng)林科學(xué)院數(shù)據(jù)與經(jīng)濟(jì)所知識管理與情報(bào)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(jì)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(dá)到87%以上,只有部分高檔蔬菜品種例如西蘭花等確實(shí)依賴國外進(jìn)口。
 
  “事實(shí)上,我國主糧品種可以說已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自給,能夠滿足我國市場需求。”鄭懷國說。
 
  目標(biāo):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(jìn)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(biāo)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(dá)國家在重大基因挖掘與功能解析、重要性狀形成的機(jī)制方面取得了重大的進(jìn)展。”北京市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局相關(guān)負(fù)責(zé)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(shí)現(xiàn)了精細(xì)化、精準(zhǔn)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。

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