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新技术成就“麦田里的守望者”

三农 来源:农民日报 2018年06月25日 09:56 A-A+ 二维码
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  “麦类作物小孢子培养技术能快速聚合、纯合有益基因,大大提升了全国麦类育种团队的育种效率,我们为自己的团队感到光荣。”

  坐在上海市农业科学院生物技术研究所二楼的会议室里,二级研究员黄剑华谈到麦类作物育种研发团队成功突破了小孢子(花粉粒细胞)培养技术,喜悦之情溢于言表。

  农业竞争首先是良种的竞争,麦类作物作为粮食、啤酒、饲料的重要来源,选育良种至关重要。在生物技术和大数据时代,中国农业当然需要包括育种工作者在内的“麦田里的守望者”,但是,如果能拥有精准、高效的育种技术,守望精神必将结出硕果。

  记者通过黄剑华了解到,双单倍体育种(DH育种)是现代生物育种技术的重要研究领域,而DH育种的核心是诱导形成单倍体,而小孢子培养技术是获取单倍体最为直接有效的途径。遗憾的是,作为大麦、青稞生产大国,基于小孢子培养的DH育种技术一直未在麦类作物育种中发挥重要作用。

  黄剑华团队感到光荣的,正是让麦类育种工作者大大提高效率的“麦类作物小孢子水平的高效遗传改良技术”。

  “小孢子培养技术前途不可限量”

  刁艳玲是黑龙江省农业科学院作物育种研究所研究员、大麦遗传育种专家,从业20年,她非常了解中国麦类育种的效率。

  “非常感谢这个创新技术,目的性状纯合得非常好,非常稳定,通过传统育种稳定性状要7年,而通过小孢子培养技术,最多只需3年。不管是大麦、青稞、小麦育种团队,都非常感谢这个技术,感谢上海市农科院麦类作物育种研发团队。”她说。

  记者了解到,刁艳玲和她的团队早在2009年就从小孢子培养技术中尝到了甜头,目前选育了几百个值得推广的性状稳定的株系,其中一个新品种已纳入国家登记。

  记者在上海农科院生物所PPT中看到一张中国地图,上面标注着各地的育种团队,近的有江苏、安徽、湖北,远的有黑龙江、内蒙古、甘肃、青海、西藏。这一张图,记录了上海市农科院麦类作物育种研发团队服务全国的故事,记录了共享平台的成长。

  “这个共享平台是水到渠成的。我们团队和分布在全国各地的育种团队都是国家大麦青稞产业技术体系成员,我们团队从2008年开始专注于小孢子培养技术,这些团队则陪伴、见证了技术的成长、成熟。”陆瑞菊说。

  陆瑞菊是国家大麦青稞产业技术体系育种岗位科学家,也是该团队小孢子培养技术的研发负责人,正是她带领年青人潜心研发,在麦类作物小孢子培养关键技术上取得了突破,使这一实验室技术可以真正为育种家所用。

  “麦类作物小孢子水平的高效遗传改良技术”到底有着什么样的创新?记者请教了麦类作物育种研发团队核心成员刘成洪。

  记者通过他了解到,创新技术是系列关键技术的集成,克服了小孢子技术应用于麦类作物育种的主要障碍,并成功应用于规模化育种。包括了大麦、青稞、小麦供体植株大田(当季)和人工气候室(全年)种植与取材方法,使得几粒杂交种的F1小孢子培养能够形成可供选育用的基因重组群体。发明了适用大麦、青稞、小麦等麦类作物的小孢子愈伤组织诱导培养基,单皿小孢子培养平均再生绿苗达到100株以上,实现了大规模小孢子再生苗移栽成活率和可育率均达到90%。

  通俗地说,通过小孢子培养技术,育种工作者可以不分时空、不管春夏把抗病、耐低氮、耐盐等性状选出来并稳定下来,然后把苗交给各地去做大田鉴定,获得新品种。

  数据显示,自2009年以来,不同生态区的大麦主栽品种单皿小孢子培养平均再生绿苗达100株以上,大麦品种“花30”达到平均每皿379株,超过了国外花培反应高的模式品种Igri的再生频率。利用500多份来自各地的大麦、青稞以及小麦材料,获得了12万多株再生绿苗,已育成第一批新品种5份,其中“空诱啤麦1号”为首次通过空间诱变结合小孢子培养技术育成,耐盐性强,另有3份啤麦新品种都高抗黄花叶病。

  “药肥双减是未来中国农业的必然选择,而好的品种是双减的关键,从这个意义上讲,小孢子培养技术的价值才刚刚呈现,前途不可限量。”刁艳玲说。

  “我很荣幸,能在创新的土壤中茁壮成长”

  黄剑华领衔的麦类作物育种研发团队是“麦类作物小孢子水平的高效遗传改良技术与应用”成果的第一完成单位,该团队自“十一五”以来连续承担国家大麦青稞产业技术体系育种技术岗位,运用小孢子高效培养技术为全国大麦、青稞育种团队以及部分小麦育种团队提供DH育种公益服务。

  2012年,刘成洪辞去药企高薪岗位,怀着做“真研究”的初心加入了麦类作物育种研发团队。在这些年里,他最大的感受是很荣幸能加入这个团队,他最大的愿望是能在这一方创新的土壤里茁壮成长,做出更多创新成就,为上海服务全国、为提高中国农业竞争力贡献力量。

  “我对当初的选择很满意,在创新研发过程中得到了很多乐趣,别的不说,每到大麦青稞产地去,受到德高望重的育种前辈的欢迎,就这一点,我就觉得很有成就感。”刘成洪说。

  刁艳玲说,小孢子培养技术既帮助我们这些育种团队提高了育种效率,又为我们打开了新的思路,当然争相欢迎他们的到来。

  当然,刘成洪所谓的满意绝不只是因为受到欢迎。据生物所所长刘刚介绍,生物所3个团队都是农科院里的卓越团队,竞争意识是该所最大的亮点。麦类作物育种研发团队正是长期坚持自己的植物细胞工程育种技术研发特色,在黄剑华和陆瑞菊的带领下长年累月研发攻关,才能在激烈的竞争中脱颖而出,形成创新的团队和创新的成果。

  据了解,通过查新认定,团队“麦类作物小孢子水平的高效遗传改良技术”成果整体达到国际先进水平,基于小孢子高效培养成套关键技术、拓展小孢子水平的遗传改良方法等方面处于领先地位。

  “创新的成果正激励着团队每一个人,我们已经瞄准了基因编辑技术,突破了这一技术,团队就站上了全球育种技术的制高点了。”黄剑华对团队的未来充满信心。

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