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他偶然发现的几株种子,最终让中国在杂交小麦育种上夺得话语权!

时间:2018-12-03 17:23来源:科技日报进入论坛手机读报

改革开放40年

那些不为人知的瞬间㉜

 

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茹振钢教授

 

  1998年,小麦扬花季节,在太行山下辉县的试验田里,茹振钢偶然发现五六株小麦明显异常。所有的小麦在自花授粉后颖壳都自动闭合、结籽了,而这几株小麦的颖壳却因为自花不育而一直张开着。

  这让茹振钢感到格外兴奋!这也许就是他做梦都想找到的杂交小麦的不育系。

  那一年,他从这几株异常的小麦植株上,仅仅收获了5粒种子。然而,就是这屈指可数的5粒种子,却要拉开改变世界的帷幕!

  对杂交小麦的研究,国际开始于上世纪20年代,中国开始于上世纪60年代,却迟迟未能获得重大突破。

  中国黄淮麦区,是世界上最大的一块麦田,又高产,还优质,在这个地方用上杂交小麦,那就是话语权。中国的饭碗一定要装上中国的粮食。

  机遇总是垂青有准备的人,被人称为“麦爸”的茹振钢,是中国小麦育种领域的重大贡献者,他接连培育出“百农64”“矮抗58”“百农4199”等常规小麦品种,其中,“矮抗58”以其高产、优质、抗病等特性,被称为“黄淮海第一麦”。成为中国小麦播种面积第一大品种,并在2013年度获得了国家科技进步奖一等奖。

  2017年,茹振钢和他的团队成功培育出BNS型二系杂交小麦,填补了世界杂交小麦的空白,亩产最高达898公斤。

  一粒种子可以改变一个世界,茹振钢说,“美国在玉米杂交育种上掌握了话语权,袁隆平院士在水稻杂交育种上占领了制高点,我们要在杂交小麦上抢得先机!”

  杂交小麦制种纯度达到99.9%以上

  对杂交小麦的研究,国际开始于上世纪20年代,中国开始于上世纪60年代,却迟迟未能获得重大突破。当年,袁隆平大海捞针般从海南岛发现了水稻的雄性败育类型野稗,才选育出杂交水稻的不育系。但是,小麦的“野稗”在哪里?

 

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“麦爸”茹振钢

 

  机遇总是垂青有准备的人,被人称为“麦爸”的茹振钢,是中国小麦育种领域的重大贡献者,他接连培育出“百农64”“矮抗58”“百农4199”等常规小麦品种,其中,“矮抗58”以其高产、优质、抗病等特性,被称为“黄淮海第一麦”。成为中国小麦播种面积第一大品种,并在2013年度获得了国家科技进步奖一等奖。

  他偶然间发现的5粒种子,拉开了我国杂交小麦研究的大幕。

 

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  1998年,小麦扬花季节,在太行山下辉县的试验田里,茹振钢偶然发现五六株小麦明显异常。所有的小麦在自花授粉后颖壳都自动闭合、结籽了,而这几株小麦的颖壳却因为自花不育而一直张开着。“这也许就是我做梦都想找到的小麦的‘野稗’啊!杂交小麦的不育系就在这里!”这让茹振钢感到格外兴奋!

  那一年,他从这几株异常的小麦植株上,仅仅收获了5粒种子。在对这些种子的繁殖、试验中,他发现长在温室中间的小麦植株不育率低,边缘的不育率高。他意识到,控制育性的基因对温度敏感,温度低则不育率高。

  那么,是不是可以利用成熟期不同的多个品种,分别与不育株系杂交,从而培育出多个不育株系?

 

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  之后再经过7年的不断探索、试验,2004年,茹振钢终于从繁杂的后代中选育出了一系列对光温敏感的不育系,把“半不育”变成了100%不育系,“啃掉”了杂交小麦研究中“最硬的那块骨头”。

  2017年6月,通过验收的一项河南省重大科技专项研究,宣告我国在杂交小麦优异亲本创育、强优势组合配制和规模化高效制种等一系列关键技术领域获重大突破。其中,创制出的百强1201、杂优2号和THW09-1等3个BNS型杂交小麦强优势组合,较常规对照种增产15%—20%,平均亩产852.5公斤,攻关田亩产达898公斤。

 

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  “利用我们的成套技术,可使杂交小麦制种纯度达到99.9%以上。”茹振钢说,“现已选育出8个不育系、16个恢复系,可以根据不同麦区亲本需求,创制出多个强优势组合。”

  这就意味着,我们可以做到需要优质小麦就配制优质小麦品种,需要大穗的就配制大穗的,需要多穗的就配制多穗的。这不仅在小麦主产区有极高的应用价值,而且可影响到其他区域的重要研究成果。

  在世界三大重要粮食作物中,小麦也可以大面积实现杂种优势利用了!

  杂交水稻技术

  中国处于世界领先地位

  在我国的杂交水稻试验田里,至今仍能看到一位老人的身影,他就是袁隆平。

 

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  1970年,袁隆平及助手在海南找到一株雄花败育株,发现其对野稗不育株有保持能力。随后便在1972年率先育成我国第一个实用水稻雄性不育系及保持系“二九南1号”。1973年,协作组又找到水稻雄性不育恢复系,至此,三系配套难关全部攻克,一举奠定杂交稻从理论到现实的基础。随后三系杂交稻开始在全国大面积推广,比常规稻平均每亩增产20%左右。

  三系杂交水稻的成功,举世欢呼,但袁隆平没有骄傲。1987年,两系法研究被列为国家863计划项目,袁隆平出任责任专家,领导全国16个单位开展协作攻关。

 

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  任何研究的突破,总是一波三折,两系法的研究同样如此。1989年夏,气温遭遇了历史上不同寻常的连续低温,这对两系法在田间的实验,是一个致命打击,因为两系法杂交水稻对温度特敏感。此时,袁隆平沉着冷静,查找资料,分析问题,仔细思考,终于拨开云雾,提出了解决办法。1995年,两系法杂交水稻大面积生产应用,到2000年全国累计推广面积达5000万亩,平均产量比三系增长5%-10%,续写了“东方魔稻”的新篇章。

  当全国农业界还在为两系法兴奋不已之时,袁隆平又提出了更高的奋斗目标———研究超级杂交稻,这是水稻育种的“第三次革命”。1996年,我国启动了“中国超级稻研究计划”。

 

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  经过多年攻关,2000年,超级杂交稻达到农业部制定的第一期目标,实现百亩示范片亩产700公斤以上;2004年,实现百亩示范片亩产800公斤的第二期目标;百亩示范片亩产900公斤的第三期目标也将在2010年提前实现。

  2017年金秋,超级稻品种“湘两优900”河北百亩示范片达到平均亩产1149.02公斤,即每公顷17.2吨,创造了当时世界水稻单产的最高纪录。如今,兼有“三系法”育性稳定和“两系法”配组自由等优点的第三代杂交水稻育种技术,我国继续保持世界领先地位。

 

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  今天,中国杂交水稻走出国门,正为全球特别是发展中国家的缺粮问题发挥作用。至今,已有东南亚、南亚、南美、非洲等多个国家和地区研究或引种,增产效益十分显著,被世界誉为“中国第五大发明”。

科学育种领域,中国成果不断

  在农业生产发展中,种子技术是最核心、最基础、最重要的关键技术。和传统的常规育种技术相比,生物育种的优势毋庸置疑。生物育种技术和常规育种技术相结合,可以快速突破技术瓶颈,逐步逼近农作物的理论潜力产量,是有效解决粮食高产问题的重要技术方法。

 

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  2006年,国家863计划“优质超高产农作物新品种培育”重大专项超额完成预期目标和任务。该专项的实施,使我国农作物新品种培育在多个方面取得了重大进展。

  2009年,国家明确把生物育种作为战略性新兴产业提出。更加突显了农业生物技术的重要地位。

  2015年,《国家南繁科研育种基地(海南)建设规划(2015—2025年)》出台,划定26.8万亩科研育种保护区。南繁基地建设自此成为国家战略工程。

 

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  2018年9月2日,云南省红河哈尼族彝族自治州“超级杂交水稻个旧示范基地”创下百亩片平均亩产水稻1152.3公斤的纪录,再创新高。

  近年来,我国在农作物品种培育方面突破不断。“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”项目荣获2017年度国家自然科学一等奖,该项目围绕“水稻理想株型与品质形成的分子机理”这一核心科学问题,鉴定、创制和利用水稻资源,实现了“绿色革命”新突破;袁隆平院士领衔的“袁隆平杂交水稻创新团队”荣获2017年度国家科学技术进步奖——创新团队奖;中国科学院亚热带农业生态研究所运用突变体诱导、野生稻远缘杂交、分子标记定向选育等一系列育种新技术,培育出超高产优质“巨型稻”;四川农业大学揭示了抗病遗传基因位点Bsr-d1抗谱广、抗性久、对水稻产量性状无明显影响等特征,为粮食作物相关抗病和应用研究提供理论基础。

 

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  插上创新的翅膀,中国农业向现代农业转型升级,从拼资源、拼投入转向拼科技、拼研发。农业部数据显示,农业科技进步贡献率上升至56%。

  从茹振钢的“种子梦”到袁隆平的“禾下乘凉梦”,千千万万中国人的科学梦、发明梦、创业梦,已成为推进全面小康的勃勃脉动。

  (文章来源:https://mp.weixin.qq.com/s/EVwT1Cs5Xx55mUMbOWcMZQ)

责任编辑:李郑云
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