【南方+】農科新故事⑰|守護種質資源 讓廣東種業煥然“芯”生
一粒種子可以改變一個世界。習近平總書記指出,要下決心把民族種業搞上去,抓緊培育具有自主知識產權的優良品種,從源頭上保障國家糧食安全。作為國家戰略性、基礎性核心產業,種業的發展離不開種質資源。新時代,為增強種業的核心競爭力,必須加強農作物種質資源庫建設和種質資源保護、利用力度。
在國內,廣東省開展生物種質資源庫建設時間早、規模大、涉及生物門類多,但與國際先進水平相比,廣東種質資源保存數量還不夠,種質資源鑒定評價技術水平和標準化程度還較低。廣東省農科院是全省保存農業生物種質資源最多的單位,一直致力於農作物種質資源收集、保存與創新利用,開展資源普查、收集、鑒評、保存和品種選育研究,為全省現代種業的發展提供了有力支撐。
品種創新,離不開種業“芯片”
近年來,隨著生物技術快速發展,各國圍繞重要基因發掘、創新和知識產權保護的競爭越來越激烈。“作物種質資源是種業的‘芯片’,必須率先建成種質資源強國。目前,中國已從種質資源落後國家發展成為位於世界前列的種質資源大國,正向種質資源強國不斷邁進。”在中國種業改革40年座談會上,中國工程院院士劉旭提出種質資源工作2035年發展目標,資源總量突破80萬份,精準鑒定超過20萬份,創新種質超過2000份,深化作物種質資源的基礎研究。
多年來,廣東省農科院已形成了從種質創新、育種新技術、新品種選育、品種示範推廣到品種產業化應用的種業科技創新鏈條,在水稻、甜玉米、蘭花、香蕉、荔枝、瓜茄類蔬菜、花生、甘薯、蠶桑、紅茶、黃雞等種質資源利用及育種研究方麵具有較強實力。
目前,廣東省農科院建有國家及農業部種質資源圃8個,省種質資源庫11個,保存國內外農業生物種質資源4萬多份,占全省三分之二,規模居華南地區首位。此外,廣東省農科院是全省從事資源收集和引進最頻繁、引進資源種類最多和需求量最大的單位,目前已經形成了一套完善的種質資源引進、收集和交流合作機製。
豐富的種質資源為良種培育奠定了基礎。“十二五”以來,廣東省農科院選育出省級以上審定品種380多個,獲得植物新品種權50多個。目前,廣東省應用的水稻、冬瓜、南瓜、芥藍、苦瓜、絲瓜、節瓜、黃瓜、玉米、花生、茶、桑樹、家蠶、蘭花、優質雞主要品種約有40%以上為廣東省農科院選育。其中,香蕉新品種“中蕉9號”,田間表現不感枯萎病,階段性地緩解了枯萎病這一重大國際難題;“黃華占”是全國種植麵積最大的優質常規稻品種;“美香占2號”獲得首屆全國優質稻(秈稻)品種食味品質鑒評金獎;自主培育的“嶺南黃雞Ⅰ、Ⅱ、3號”三個配套係95%以上實現了產業化,被推廣到全國30多個省市自治區,上市嶺南黃優質雞近4億隻,在全國黃羽肉雞市場中占有率近10%……
上山下田,曆經三年完成普查
隨著氣候、自然環境、種植業結構和土地經營方式的變化,大量地方品種迅速消失,作物野生近緣植物資源也因其賴以生存繁衍的棲息地遭受破壞而急劇減少。“很多人覺得現在吃的東西,比小時候吃的差了點味道。一些種質資源的特異性基因在育種選種的過程中,被慢慢地丟失了。”基因中心植物種質資源鑒評研究室博士陳兵先說到,很多農作物地方品種遭遇到空前破壞,這些承載著家鄉味道的食材正與我們漸行漸遠。為了查清我國農作物種質資源家底,保護攜帶重要基因的種質資源,2015年,第三次全國農作物種質資源普查與收集行動在北京啟動。廣東省是全國第二批啟動該行動的省份,按照計劃,廣東省的普查與收集行動自2016年啟動,將曆時三年完成。廣東省農科院副院長易幹軍擔任該行動廣東區的技術負責人,基因中心承擔了廣東省農作物種質資源普查和收集行動專項任務。
入深山、訪農戶、下田間……為找到具有地方特色的各類農作物資源,省農科院出動了7個下屬單位,共計104名專家,根據調查縣市農作物種質資源分布情況和專家研究領域特點,分成不同調查隊下鄉調研。調查過程中,調查隊發現,很多農作物的地方品種都是農村留守老人在種植,而年輕一代多數外出務工,不願再從事低產出的農業種植,“這些資源如果再不及時加以保護,必然會逐漸消失”。
一縣三鎮九村,這是調查隊一個星期必須完成的最少工作量。自年初製定計劃以後,調查隊的下鄉計劃幾乎雷打不動。調查越深入,調查隊愈加深刻認識到資源收集的急迫性。河源市東源縣有一種地方野生稻,因種子具有落粒性,無法預估落粒時間,難以收集,且當地沒有地方保存,隻能任其在外生長。根據當地說法,調查組判斷其具有收集的價值,於是跋山涉水前往野生稻所在地。可惜,當調查隊抵達,野生稻早已了無蹤影,“基本上這種情況都是人為破壞,外行人會把野生稻當成雜草”。
讓調查隊倍感慶幸的是,各地政府和農民都十分支持調查工作。河源市和平縣獼猴桃種植麵積達5萬多畝,是全國最南端的優質獼猴桃生產基地。鄒梓漢被當地人譽為“獼猴桃之父”,多年來十分關注種質資源收集工作。看到調查隊的到來,他欣喜萬分,“你們能來真是太好了,我就怕沒人來做這件事,萬一若幹年後這些資源都丟失了,子孫後代可怎麼辦喲!”為了支持種質資源收集工作,年過七十的鄒梓漢不僅無償將自己保存的獼猴桃資源貢獻出來,而且還帶領調查隊員上山采集其它野生資源。
“在協助完成80個縣(市、區)的普查與征集工作基礎上,我們完成了原定的24個係統調查縣(市、區)的搶救性收集工作。此外,我們還承擔了新增的12個縣的普查與征集以及10個係統調查縣的收集工作。”基因中心主任陳莊介紹,經過三年的普查和收集,目前該項目一共收集資源7000多份,超額完成任務指標。
此次種質資源普查覆蓋了全省92個農業縣(市、區)。廣東省也成為全國率先加大普查力度的省份。廣東省第三次農作物種質資源普查與收集行動涉及區域之大、參與人數之多均前所未有。為了提高收集效率和資源質量,調查隊在實踐中不斷總結經驗,確定了前期摸底調查、先期培訓、走村入戶的收集策略。
第三次全國農作物種質資源普查與收集行動首席科學家劉旭院士率隊到廣東省調研時,對廣東省的創新性措施給予高度評價,希望及時總結經驗,供後續開展普查工作的兄弟省份學習。在“第三次全國農作物種質資源普查與收集行動”工作調度會上,廣東省農科院副院長易幹軍帶領基因中心科技人員一行3人參加,並作為地方農科院的代表受邀在會上作典型發言,受到其他兄弟省份的一致肯定和好評。
鍛造“尖兵”,搭平台聚人才
作為全省種業創新主力軍,廣東省農科院從未放鬆對種質資源的收集與保護。以第三次全國農作物種質資源普查與收集行動為契機,在廣東省農業農村廳的支持指導下,廣東省農科院於2018年8月啟動了“廣東省農作物種質資源庫(圃)建設與資源收集保存、鑒評”專項,力爭將廣東省農業生物種質資源庫建成華南地區領先的農作物種質資源保存和鑒評利用中心。
通過該項目的實施,現有的種質資源保存庫容達將擴充到15萬份以上;花生、甘薯、黃皮、柑橘、龍眼、花卉、桑樹、茶樹等種質資源圃將全麵改造提升;新建優稀水果、落葉果樹、芋屬蔬菜、馬鈴薯、牧草、南藥、多年生野生特種經濟作物等資源圃;此外,項目將新建種質資源基因(DNA)庫,實現庫容達50萬份水稻、蔬菜、果樹、茶樹、園林植物、蠶桑等農作物DNA樣本的安全保存能力。為了加強種質資源的共享和利用,該項目還將建設種質資源綜合信息展示平台和種質資源鑒評平台,實現對農作物種質資源的生態和分子鑒定,滿足品質、抗病蟲性、抗逆性等表型及分子鑒定評價的需求。
“廣東省農作物種質資源庫(圃)建設與資源收集保存、鑒評”項目將解決全省農業基因資源收集保存、創新利用和共享過程中的關鍵性、基礎性和公益性問題,使廣東種質資源保護和利用工作再上新台階。
強大的學科優勢和科研實力能夠保證項目的順利完成。廣東省農科院迅速組織種業科技創新相關學科團隊40個投身到相關工作中。“十三五”以來,廣東省農科院已重點支持15個資源與育種學科團隊創新建設,基因中心就是這其中的一支“尖兵”。
“不像其他研究所有成果、有曆史,我們是一個年輕的單位。”陳莊介紹,基因中心是2012年5月得以批準設立,2013底正式招兵買馬。自成立以來,基因中心經過幾次職能調整,目前已經成為廣東省農科院種質資源保存和鑒定工作不可或缺的力量。
2016年,基因中心接手管理廣東農作物種質資源保護庫,同時開展廣東省農作物種質資源鑒評利用公共服務平台建設。2017年,基因中心開展廣州國際種業種質資源庫建設。在承擔一係列重大項目的同時,基因中心也緊抓人才隊伍的建設。基因中心科技人員大多數是從國內外高等學府及研究機構公開招聘或引進調入的年輕人,全部具有碩士以上學曆,其中博士占60%以上,有海外留學或工作經曆的科技人員就有10人。目前,基因中心已經擁有了微生物資源研究室、植物種質資源鑒評研究室、分子育種研究室和華南創新中心公共實驗室四個研究機構,科技人員達40人。
“我院投入大量資金購置了國際先進實驗儀器,同時吸引了一批掌握先進技術的人才進來,他們可以與院裏優勢學科的專家團隊相結合,為他們提供應用基礎研究支撐和幫助。”陳莊充滿信心地表示,“先進平台+優秀人才+重大項目,最優搭配應用到最基礎的農業生物種質資源的的收集、保存與創新利用工作當中,必將為全省種業創新帶來強有力的資源支撐、科技支撐。”
策劃:陳永 何秀古 胡念飛 鍾小雄
統籌:喻淑琴 段冬洋 鄒文平
采寫:南方農村報記者 魏聳