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让育种者告别“无米之炊”
作者:佚名    文章来源:农民日报     2020年09月15日 12:59

——我国加快推进玉米优异种质资源及新品种共享与应用

  “这个株型紧凑。”“这个品种矮秆抗倒!”“这个品种产量高、综合性能好,有望替代郑单958”……在近日举办的2020年玉米优异种质资源及新品种展示会上,参与展示的94个玉米新品种、306份优异种质资源和112个优异地方种质亮相田间,吸引来自全国玉米不同主产区的业内专家、种子企业代表150余人驻足观摩,鉴评交流。
  近年来,随着品种管理制度改革和育种水平的提升,我国涌现出一批高产多抗的优质玉米新品种,同时,通过开展种质鉴定评价,筛选出一批高产、优质和抗逆性强的新种质,为玉米优质绿色品种选育奠定了坚实的材料基础,让育种者不再为“无米之炊”发愁。“此次活动的举办,是对近年来通过审定的玉米机收籽粒新品种和经过鉴定的优异绿色种质的一次大规模集中展示。”国家玉米良种攻关组秘书长王天宇表示,此次活动旨在加速优异种质的共享,推动新品种推广应用。

  42个籽粒机收品种前景可期
  ——“高产、抗倒、含水量低”一个不少
  近年来,我国玉米生产存在规模小、人工投入多等问题,在生产成本“地板”和市场价格“天花板”的双重挤压下,农民种粮效益受到严重影响。加快推进玉米籽粒机收,实现生产全程机械化,是我国玉米生产方式转型升级、增强玉米产业竞争力的关键之举。
  在我国,全程机械化作业发展起步晚,适宜玉米籽粒机收品种相对较少,而现有品种难以应对极端气候、引起总产不稳等问题,迫切需要加快具有高产优质、抗逆抗病、广适早熟、抗倒适宜机收等性状的种质资源挖掘利用,培育突破性品种。
  自2014年国家玉米良种攻关开展以来,围绕抗倒性、脱水性等关键指标,攻关组已筛选培育出一批适宜籽粒机收新品种。农业农村部种业管理司司长张延秋表示,在下一个阶段,将继续推进玉米良种联合攻关,大力推动籽粒机收玉米发展,同时兼顾单产提升,保障国家粮食安全。
  过去,人工成本、生产资料高投入是我国玉米生产面临的主要问题。如今,从农户零散种植到现在的集约化种植、规模化经营,收获方式也从手工收穗、机械收穗,变为机械粒收。中国工程院院士戴景瑞表示,我国玉米生产方式已经发生了巨大变革,但在玉米全程机械化的各个环节中,籽粒收获仍是最薄弱的环节。想要提高玉米生产效率和种植效益,提升我国玉米种业的国际竞争力,籽粒机收玉米是必然的发展方向。
  “籽粒机收审定品种的三个突出特点,在于兼顾收获期籽粒含水量低、抗倒伏性强和高产稳产。”中国农业科学院作物科学研究所研究员王天宇介绍,本次活动集中展示了国家玉米良种攻关筛选培育并已通过审定的42个籽粒机收品种,这些品种代表了我国在籽粒机收品种方面的最新成果。其中,京农科728、新单58、泽玉8911等一批具有籽粒含水量低、抗倒伏、耐密植等特点的新品种正逐步成为玉米主产区的当家品种,提高了我国玉米生产机械化水平,推动我国玉米生产方式实现转型升级。

  306份优异绿色种质展示共享
  ——促进交流更要注重保护
  种质资源是育种的基本材料,如果没有这些资源,无疑是把育种者推向了“巧妇难为无米之炊”的境地。
  2019年,为加快绿色品种更新换代,农业农村部发布《玉米绿色品种指标体系》。近年来,围绕玉米种业的绿色高效发展,玉米种质资源团队在不同生态区建立了种质资源抗旱性、耐低氮、抗病性、配合力等重要性状鉴定平台,通过多年多点的1.8万份次联合鉴评,筛选出不同类型的优异种质资源,同时创制出一批目标性状突出、综合性状优良的新种质。此次活动上,展示交流的207份优异绿色种质和新创制的99份优良自交系各具优势,亮相田间。在田间展示牌上,标明了育种材料的提供单位,促进了育种单位间相互共享资源,交流经验。
  玉米是我国第一大作物,种植面积达6亿亩以上,节水、耐低氮、抗病等任何一项优异资源的鉴定和利用,都将对于我国农业节本增效产生至关重要的影响。“玉米是氮肥消耗‘大户’,有数据显示,我国玉米氮肥利用率远低于玉米生产发达国家水平,为促进玉米产业绿色发展,实现玉米生产节本增效,攻关协作组从4648份玉米种植资源中筛选出耐低氮材料106份,其将在耐低氮品种选育方面具有重要价值。”王天宇表示。
  记者发现,在众多现场展示的绿色种质资源中,与会专家对抗病材料的关注度很高。“抗病广适是玉米稳产的基础,以机收品种为例,首先得要站得住,这就要求品种对于茎腐病的抗性要好。随着近几年病虫害频发,穗粒腐病的抗性高低严重影响着收获后的籽粒品质。如果籽粒机收品种对病虫害的抗性不足,在后续机收环节将存在很大的隐患。”中国农科院作科所研究员王晓鸣告诉记者,近年来,随着玉米籽粒机收的发展,抗病种质越来越得到育种者的重视。
  资源再好,没有交流就难以发挥更大的价值。长期以来,我国形成了以农业科研院所、农业高校为主体的育种形式,育种家、课题组和各单位之间没有形成完善的公共育种平台,导致很多优异种质资源和育种经验得不到交流。“推动玉米种质资源合理有序交流是加快我国玉米育种创新的重要手段,但同时也要注重对供种单位的权益保护。”王天宇表示,只有维护好种质资源交流共享的良好秩序,才能营造依法依规、积极合作的良好氛围。
种质资源对于育种家的重要性不言而喻,但种质资源究竟是如何应用的?从事多年玉米抗病分子育种研究的中国农业大学教授徐明良告诉记者,从优异抗性材料中挖掘抗病基因是他一直研究的课题,一旦得到有效的抗病基因,就可以通过分子育种手段进行品种改良,相比传统育种方法,育种周期大幅缩短。他还表示,由于玉米是异花授粉作物,相较于小麦、水稻来说遗传机理相对复杂,抗病育种研究难度更高,这一过程可能会花费几年乃至更长时间,这将是一项繁杂而漫长的工作。

  710份玉米地方品种DH系展示评价
  ——现代育种“高铁技术”让地方品种派上用场
  观摩会现场,吸引众人关注的除了新品种和优异种质外,还有展区内各具特色的710份玉米地方品种DH系。只见来源于同一地方品种分离出植株“高矮胖瘦”不一的穗行,外观形态各异,在周围整齐的常规品种中格外引人注目。
  近些年来,优良品种的推广导致大量地方品种或特异品种逐渐丢失,粮食作物的种质资源流失更为严重。事实上,地方品种虽不完美,但却可能具有一些极具育种科研价值的优异特性。
  “玉米地方品种适应性强、抗逆性好、食味品质佳,遗传多样性高,是玉米种质资源的重要组成部分。”但可惜的是,作为育种材料来讲,地方品种的利用率并不高。“原始农家种往往是高度杂合的,遗传极其不稳定,难以直接鉴定评价,也难以直接应用在育种上。”王天宇说。
  但随着育种技术的发展,单倍体育种(DH育种)技术的应用将有望解决这一世界性难题。据介绍,活动展示的710份DH系就是112个优异地方品种通过玉米单倍体技术诱导而来,经过鉴定评价,初步发掘出“红心玉米”“大金顶”“白马牙”等一批具有耐高温、耐旱、耐阴雨寡照、抗穗粒腐病、抗茎腐病等突出特性的优异DH系,为进一步发掘地方品种的优异基因奠定了良好的材料基础,拓宽了我国玉米育种种质基础。
  王天宇介绍,通过单倍体育种技术,一个地方品种可诱导出一系列DH系,可以充分体现出每个地方品种的多样性,更便于开展种质的鉴定与评价。“通过该项技术的应用,加大对地方种质的利用,有可能挖掘出类似‘黄早四’、而又不同的骨干自交系成为可能。”
  通过这项现代种业的“高铁技术”,育种材料的创制速度将大幅提升,大大缩短育种进程。“过去,选育1个玉米自交系需要8代或更长时间。现在,使用单倍体育种技术,快则1年2代就可以选育得到纯合自交系,进而用于优良杂交种的组配,显著提升了育种效率。”中国农业大学教授陈绍江说。

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