【廣州日報】深銳 | 踏遍南粵 尋找珍稀農作物種質
一年之計在於春。每年春天,大家都會將目光聚焦到“三農”工作上。近年來,廣東大力實施“粵強種芯”工程,推進種源關鍵技術攻關和種質資源普查,這項工作被寫入今年的省政府工作報告。當下,一大批農業專家正承擔國家和廣東省布置下達的種質資源普查任務,他們忙碌於廣東的田間地頭乃至深山老林,隻為搜集水稻、甘薯、玉米、果樹、蔬菜、花卉、茶樹等農作物的種質資源。
“種質資源是我們國家的核心戰略資源之一,是攜帶生物遺傳信息的載體,具有實際或潛在利用價值,它是保障國家糧食安全和重要農產品供給的戰略性資源,是農業科技原始創新和現代種業發展的物質基礎。”廣東省農科院農業生物基因研究中心首席專家、廣東省農作物種質資源保存與利用重點實驗室主任劉軍研究員告訴記者,農作物的每次重大突破都與新種質資源的發現和利用密不可分。
調查隊員們上樹尋找珍貴農作物種質資源
多次下鄉摸清“家底”:6萬餘份農作物種質已入庫
在位於白雲區鍾落潭鎮的廣東省農科院種質大樓一樓,坐落著5個大冷庫,總麵積約200平方米。這些冷庫為“廣東農作物種質資源保護庫”的一部分,其中零下18攝氏度的冷庫有兩個,零下10攝氏度的冷庫有1個,還有兩個冷庫則常年保持在4攝氏度。冷庫分類標記儲存著從廣東各地收集上來的各類農作物種質資源。該種質資源保護庫於2016年投入運行。
劉軍帶記者來到冷庫大門外的緩衝間,隻見幾重厚厚的鐵門將冷庫緊閉;鐵門之內,分門別類保存著各種農作物的種子類資源。“冷藏是為了長時間保存,水稻種子在常溫下通常1~2年後發芽率急劇下降,無法再用於生產,通過低溫冷藏可以讓種子的活力保存長達幾十年。”劉軍邊介紹邊指著種質大樓外的2000畝基地,“有些珍貴的農作物種子收上來時隻有一把,少的甚至隻有十幾顆,因此除了冷藏,我們還會定期種植一部分,一方麵讓這些農作物資源在田間繁殖更新;另一方麵則是為了開展種質資源鑒定評價工作。”
截至2020年底,廣東農作物種質資源保護庫(含分庫、圃)共收集6萬餘份種質資源,包括水稻24408份、甘薯1981份、玉米2000份、花生4700份、蔬菜6000份、香蕉1146份、花卉1747份等。
劉軍介紹,廣東是全國最早開始農作物種質資源收集與研究工作的省份之一,早在20世紀30年代就已開展稻屬種源的收集與研究。在國家統一要求下,廣東於20世紀50年代和80年代分別做過兩次農作物種質資源的普查和收集工作。而最近這次普查源自2015年啟動的“第三次全國農作物種質資源普查與收集行動”,廣東省農業農村廳、廣東省農科院等單位於2016年起組織農業專家進行具體實施。
劉軍(右一)和隊員們下鄉做種質資源的收集
“在這次行動中,廣東省要完成80個農業縣(市、區)的農作物種質資源普查和征集工作,同時還要完成24個縣(市、區)的種質資源係統調查與搶救性收集任務。”劉軍告訴記者,這項任務目前仍在繼續,“在農業農村廳的支持下,今年我們還要多次下鄉收集珍稀種質資源,實現全省農作物資源係統調查與搶救性收集的‘全覆蓋’,徹底摸清廣東省農作物種質資源的‘家底’。”
據悉,在種質資源的創新利用和共享方麵,廣東走在全國前列。曆史上水稻育種的三次重大突破都得益於廣東省優異種質資源的發現。全省利用優異種質資源育成並通過國家級或省級審定(認定、評定)的農作物品種超過1800個,其中推廣麵積超1000萬畝的大品種有40多個,位居全國前列。“十五”以來,廣東已向國內高校、科研機構等單位提供各類農作物種質資源近2.5萬份次。2015年至今更是向超過100家單位提供各類農作物種質資源近1萬餘份。
但劉軍也坦言,隨著城市化、工業化進程的加快,氣候變化、外來物種入侵以及市場上高產品種的衝擊,農村地方品種和野生種等資源出現了不同程度的減少,“所以,種質資源的收集保存工作已刻不容緩。”
遇台風、山體滑坡不退縮 “尋種質就要翻山越嶺”
目前,廣東省農作物種質資源調查隊共有100多名隊員。6年來,隊員們不畏艱險,翻山越嶺隻為搜尋到珍貴的種質資源。
“我們首先進行資源摸底,請全省各地的農技人員向我們提供當地的農作物資源概況,然後隊員們和當地農技人員一起去尋找農戶和他們手上的種質資源。”劉軍告訴記者,因為這次要做徹底的農作物種質資源全覆蓋普查收集,他們要尋找一些古老的地方品種、野生近緣種以及珍稀瀕危的農作物種質資源,這就需要去一些偏遠地區甚至危險環境。
隊員們翻山越嶺尋找種質資源
“我印象最深的是一次去清遠連山縣調查,越野車幾乎全程都在沒有路的山地裏顛簸,實在無路可走我們就隻能下車步行,但當我們在山頂發現了幾株地方特色旱稻資源時,還是非常興奮,因為這些稻子的抗旱性狀肯定非常好。”調查隊員陳兵先博士告訴記者,這種地方品種還在鑒評之中,但至少可以防患於未然,“保留下這種旱稻的抗旱基因,就能為人類應對極端氣候做準備。”
除了陡峭的山路,隊員們在下鄉過程中還曾麵對過台風、山體滑坡等災害。“每年我們都會遇到台風,有一次去陽江,就看到馬路兩邊一排排樹木倒下;在羅定尋找種質資源時,山體滑坡就在車前方不遠處發生。幸運的是我們最後都安然無恙。”
調查隊員吳柔賢長期負責與廣東省各個縣(市、區)的資源普查相關單位聯係,與省農科院各研究所有關人員溝通資源的分發、核對和鑒評,還時不時要與國家資源圃和項目辦溝通聯係,事無巨細都處理得井井有條;此外,郜銀濤、徐恒恒、高家東、陳兵先、張文虎、戴彰言、張琪、解昊等農科院的年輕調查隊員們都在這次種質資源普查中表現出色。他們白天到田間地頭或野外尋找種質,晚上還要加班對這些種質資源進行登記和拍照。
年過六旬的呂冰是廣東省農科院作物研究所的專家,吳柔賢告訴記者:“2017年調查隊一共出行22周,呂老師有19周都出勤;2018年以來,呂老師參加了絕大部分縣市的資源收集工作。”
“我們一路上不是在農戶家,就是在野地裏,在山坡上。雖然路途艱苦,但每當我們有新的發現,仍會感到所有的辛苦都是值得的。”劉軍說。
收集大量優異種質資源 “加強原生境保護迫在眉睫”
據介紹,這次種質資源普查收集了很多優異資源。比如調查隊在清遠連山縣就發現了野生大豆。吳柔賢告訴記者,野生大豆屬於國家第一批重點保護野生植物和二級保護植物,是栽培大豆的近緣祖先種。野生大豆主要分布在中國、朝鮮半島、日本列島和俄羅斯遠東地區,我國除海南、青海、新疆外,其他省份均有野生大豆的發現。野生大豆群體中所蘊含的優良基因將是栽培大豆品種改良的重要基因資源,目前研究者已從大豆群體中篩選出高異黃酮、抗旱、抗大豆花葉病毒、抗大豆胞囊線蟲、抗鏽、耐鹽、高蛋白等珍貴種質,並成功利用野生大豆資源改良大豆。而在這次普查過程中,調查隊在高州市、乳源縣、連山縣和連州市等地均發現了野生大豆資源。
野生大豆
“野生大豆資源是寶貴的農業財富,相關收集工作還需要加強,特別是隨著城鎮化的加快,更應重視野生大豆資源的收集和保護。”吳柔賢說。
劉軍介紹,這次調查隊在東源縣和封開縣等地收集到藥用野生稻,“藥用野生稻是多年生本草植物,分布於兩廣地區和海南400米至1000米的丘陵山地,屬於國家二級保護植物。藥用野生稻對許多常見病害有抗性和耐受性,同時,廣東省發現的藥用野生稻蛋白質含量還較高。藥用野生稻具有豐富的優良性狀,是水稻育種的寶貴資源,也是基因工程研究的重要物質基礎,利用藥用野生稻中優異基因對現有栽培稻進行改良,是提高水稻產量和品質的重要途徑。”
藥用野生稻
據悉,目前農業科技人員對藥用野生稻的開發利用程度非常有限,而野外生存的藥用野生稻正在不斷減少,加強對其原生境的保護迫在眉睫。
這次資源普查還收集到優異的馬鈴薯資源。“原先大家認為廣東的馬鈴薯資源並不太多,但這次卻有了很多新發現。”劉軍說,廣東已經有科研單位在這次普查找到的馬鈴薯種質資源基礎上獲得了馬鈴薯新品種權。
小豆
在水果方麵,調查隊員在茂名信宜市發現了100多年前的荔枝王樹。據悉,當地的荔枝王樹是清朝末年信宜市一戶白姓農民從中國台灣帶回老家種質的,隻分布在該村,共有200多株。荔枝王果卵呈圓形、形果較大,一顆可重達80克左右,成熟時果實呈鮮紅色,十分惹人喜愛。
此外,藤茶、野生茶、野生獼猴桃等農作物的種質資源也被調查隊員進行了收集。
廣東種質資源保存數量居全國前列 未來要做創新利用和線上共享
“種質資源收集和保存隻是我們工作的第一步。”劉軍介紹,未來科研工作者還將對這些種質資源進行深度鑒評、信息共享、創新利用等一係列工作。
此外,我國也正在大力推進種質資源的信息平台建設。廣東農作物種質資源保護庫按照統一的描述標準和數據規範,將收集到的種質資源的基本信息、特征信息、圖片信息倒入數據庫進行保存,方便全國的農業科研工作者查詢和共享。目前,廣東農作物種質資源保護庫的儲存資源信息數據已經超過7萬條。
劉軍與農戶交流
據劉軍介紹,廣東在野生稻和地方品種的保存數量上位於全國前列;鮮食玉米、甘薯、甘蔗和劍麻的保存數量為全國之最;冬瓜、絲瓜、菜心等華南特色蔬菜種質資源為全國之最;各類茶樹種質資源數量和類型位於全國前列,還有華南地區數量最大、種類最豐富的茶樹活體基因庫;水果方麵,荔枝、黃皮等果樹種質資源為世界之最,香蕉、番木瓜種質資源數量為全國之最,柑橘、龍眼、芒果等全省保存果樹種質資源數量均居全國前列。
種業競爭日趨激烈 種質重要性不言而喻
“種質資源是農業創新的基礎,也是各國公認的核心戰略性資源。”調查隊員戴彰言介紹,目前英國、美國、俄羅斯、巴西等國都建立了世界級的種質資源庫,美國保存的農作物種質資源數量號稱有70萬份;英國的千年種子庫收集了約75%的英國本土和原始植物物種,代表了世界上39000多種不同品種的物種;俄羅斯的種子庫有2500個植物物種,共38萬份植物的基因。發達國家正是利用種質資源數量和科研優勢,在國際種業競爭上取得領先。
劉軍告訴記者,美國利用中國的野生大豆種質資源育成了抗病大豆品種,從而拯救了美國的大豆產業;新西蘭同樣利用產自中國的中華野生獼猴桃培育出主導國際獼猴桃市場的巨大產業,“可見種質資源的收集利用非常重要。一個物種甚至可以左右一個國家的經濟命脈。”
陳兵先告訴記者,在丁穎院士、黃耀祥院士、袁隆平院士等幾代科學家的共同努力下,我國在水稻種質資源的收集利用方麵居世界領先地位,截至2020年,我國國家種質庫已保存102303份稻種資源,居全球第二。
而在國際上,種質資源的競爭日趨激烈。劉軍告訴記者:“盡管國際上普遍認為農作物資源本身不具有專利權,但種質資源裏蘊藏的優良基因可以申請專利,當今國際種業的競爭主要就在基因專利權方麵。誰手握具有自主知識產權的農作物優良基因,誰就能占據先機。這也是國家如此重視種質資源的一大原因。”
調查隊員們
“他們很珍惜祖輩傳下來的種子”
“這次種質資源普查活動,讓我們的隊員們收獲了很多感動,特別是一些農民非常珍視祖輩們留下的農作物種子,盡管這些種子他們種得不多,但仍然每年堅持種,這為我們收集和接下來進行科學研究、育種留下了很多珍貴的種質資源。” 廣東省農科院農業生物基因研究中心首席專家劉軍告訴記者,種質資源普查收集隊隊員們每到一縣,幾乎都能見到這樣的“農業堅守者”。他們沒有單純為了產量和利潤而放棄祖輩留下的農作物種子,有些人見到隊員會十分高興,卻也略帶遺憾地說:“真高興如今終於有人來管這個事了,如果你們能再早幾年來,還能收集到更多更好的東西。”
抗戰老兵獻出珍貴種子
2018年,在羅定市附城街道洋廠村,調查隊員有幸遇到了一位抗戰老英雄褟炳文,老人家當時已經91歲高齡,身體略顯佝僂但精神仍然矍鑠。在當地農技人員的溝通下,老人家清楚了調查隊的來意,十分高興地向隊員們拿出自家留種多年的黑豆、黃豆、大蒜、白菜、高粱等種質資源,並向記錄員描述這些資源的具體信息。
調查隊員們一開始並不知道褟炳文的真實身份。在農技人員的介紹下,隊員們才驚訝地得知老人家曾參加抗日戰爭,是一位抗戰老英雄。老人家隨後向隊員們展示了2015年國家為他頒發的“中國人民抗日戰爭勝利70周年紀念章”。隊員們懷著崇敬之情與褟炳文老人合影留念。
褟炳文
七旬老人找到珍品獼猴桃
河源市和平縣的野生獼猴桃資源豐富。20世紀80年代的農作物種質資源普查過程中,和平縣的17個鄉鎮均發現了野生獼猴桃屬的蹤影,雖然果實很小但味道鮮美。經過當地政府、農技人員和廣大果農的不懈努力,如今和平縣獼猴桃的總種植麵積已達5萬多畝,是我國大陸最南端的優質獼猴桃基地。
和平縣年過七旬的農業專家鄒梓漢被當地人譽為“獼猴桃之父”。從1979年開始,他便參與了全縣的獼猴桃野生資源普查,並開始引種野生獼猴桃,開展獼猴桃品種的引進選育和技術推廣,並於1984年成功選育出和平縣主要栽種的獼猴桃品種“和平1號”。此後鄒梓漢一直從事獼猴桃、百香果、茶葉等水果和經濟作物的研究與推廣。
調查隊員吳柔賢介紹,在這次農作物種質資源普查過程中,鄒梓漢老人不顧年邁,毅然加入了調查隊伍,親自帶領隊員們上山采集毛花、多花、黃毛、京梨等各類野生獼猴桃資源,並提供了和平縣的珍惜品種——金玉獼猴桃。
六旬老翁珍藏10種豆類
彭何森年過六旬,是茂名市化州市新安鎮的科技示範戶,也是當地的種植能手。當他了解到調查隊前來的目的,立刻從家中找到各種豆類品種供調查隊員挑選,其妻子還從隔壁的老宅中翻出珍藏已久的黑坡豆。
調查隊在彭何森一家共收集到10份種質資源,當進行資源表填寫時,彭何森對每種作物的種植技術、生產周期、生育習性都了如指掌,語言描述都十分專業,其表格記錄令專家連連讚歎。
劉軍表示:“在調查中,像這樣年事已高卻依然為國家種質資源事業發揮餘熱的老人家我們遇到很多。正是他們對農村和田地懷著最樸素的感情,才使得在本地種植幾十年甚至上百年的種質資源不至於遺失。這些老人家的堅守,給了我們將這些種類繁多的農家土種收集保存起來的寶貴機會。”