讓更多種子裝上“中國(guó)芯” 看科技如何賦能農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

今年是加快建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)的起步之年。建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)，利器在科技。而種子，作為農(nóng)業(yè)的“芯片”尤為重要。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部最新發(fā)布，我國(guó)啟動(dòng)實(shí)施種業(yè)振興行動(dòng)三年來(lái)，取得階段性成效，國(guó)家級(jí)制種大縣和區(qū)域性良種繁育基地供種保障能力提高到75%。

　　突破：供種保障能力由70%提高到75%

　　在我國(guó)，玉米不但是重要的糧食品種，也是主要的動(dòng)物飼料和工業(yè)原料。增產(chǎn)是這些年玉米育種的一個(gè)重要方向。

　　在位于陜西楊凌農(nóng)業(yè)高新示范區(qū)的種業(yè)大廈，育種專家們正在對(duì)即將上市的一個(gè)高產(chǎn)抗病玉米新品種進(jìn)行純度檢測(cè)，這也是這個(gè)玉米新品種進(jìn)入推廣種植階段的最后一步。

　　中國(guó)中化先正達(dá)集團(tuán)楊凌技術(shù)中心分子檢測(cè)中心科學(xué)家 唐鑫銳：因?yàn)槲覀兯猩唐坊钠贩N在上市之前，都需要對(duì)它的純度做一個(gè)確定。只有符合純度要求的品種，才可以進(jìn)行上市，這也是我們對(duì)整個(gè)玉米種子質(zhì)量的一個(gè)把關(guān)的過(guò)程。

　　育種專家告訴記者，他們正在進(jìn)行純度測(cè)試的這個(gè)玉米新品種具有廣泛的適應(yīng)性，可以在我國(guó)東北、華北以及西北等多個(gè)地區(qū)的適宜區(qū)推廣種植。在干旱貧瘠地區(qū)，它茂盛的根系，能有效地利用水分和肥料，幫助農(nóng)民節(jié)省水資源，實(shí)現(xiàn)豐收。

　　就在2022年，這里選育的101個(gè)品種通過(guò)國(guó)家審定，其中有21個(gè)玉米新品種，2023年有121個(gè)品種通過(guò)國(guó)家審定，其中玉米新品種44個(gè)。新品種加速培育的背后，是一系列育種新技術(shù)的不斷創(chuàng)新應(yīng)用。

　　中國(guó)中化先正達(dá)集團(tuán)楊凌技術(shù)中心性狀整合中心負(fù)責(zé)人 楊炳鵬：育種新技術(shù)也加速了我們整個(gè)育種進(jìn)程。我們進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，之后篩選出具有優(yōu)良特性的，一些具有高潛力的品系，投放到我們遍布全國(guó)的測(cè)試體系。最終經(jīng)過(guò)兩到三年的測(cè)試，我們能夠獲得具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、抗病性比較優(yōu)良的品種，并將具有優(yōu)良特性的品種推向市場(chǎng)。

　　據(jù)了解，2021年種業(yè)振興行動(dòng)實(shí)施以來(lái)，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部指導(dǎo)各地在種質(zhì)資源保護(hù)、重大品種和關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新、國(guó)家級(jí)種業(yè)基地布局建設(shè)等方面取得了許多關(guān)鍵性突破和標(biāo)志性成果。目前，全國(guó)新收集農(nóng)作物、畜禽、水產(chǎn)種質(zhì)資源53萬(wàn)余份，由216個(gè)農(nóng)作物制種基地、300個(gè)種畜禽場(chǎng)站組成的良種繁育“國(guó)家隊(duì)”，推動(dòng)供種保障能力由70%提高到75%。

　　精準(zhǔn)：大海撈針變定向撒網(wǎng)

　　育種專家在選育一個(gè)品種時(shí)，其實(shí)就是將最優(yōu)秀的基因組合到一起的過(guò)程，選擇一份優(yōu)良且穩(wěn)定的基因。過(guò)去這項(xiàng)工作是育種專家們通過(guò)作物的田間表現(xiàn)來(lái)進(jìn)行判斷和篩選的，偶然性較大。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如今，科學(xué)家可以通過(guò)一種更加精確且高效的方式來(lái)加速選擇，這種方式就是分子檢測(cè)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，分子檢測(cè)就是直接從基因?qū)用嫒ヅ袛嘁粋€(gè)作物材料是否具有育種專家想要的性狀。

　　在楊凌農(nóng)業(yè)高新示范區(qū)，這里的高通量分子檢測(cè)平臺(tái)，每天可以產(chǎn)生40萬(wàn)左右的數(shù)據(jù)點(diǎn)。而一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，就代表某一個(gè)玉米種子某一段DNA的特點(diǎn)。

　　中國(guó)中化先正達(dá)集團(tuán)楊凌技術(shù)中心分子檢測(cè)中心科學(xué)家 唐鑫銳：在過(guò)去我們的育種專家，他們可能需要在田間，收集一些需要的性狀。這個(gè)往往需要很長(zhǎng)的時(shí)間，可能需要一個(gè)作物季才能收集到這些數(shù)據(jù)。現(xiàn)在在我們這邊，可能只需要一到兩周，通過(guò)我們的分子標(biāo)記，就可以拿到想要的性狀，或者它的一些特征。這大大加速了我們育種的流程跟育種的速度。

　　除了高通量檢測(cè)平臺(tái)這樣的效率高手，這里還有另外一個(gè)火眼金睛的高精準(zhǔn)度檢測(cè)平臺(tái)，可以將玉米DNA每一輪的反應(yīng)情況進(jìn)行記錄，最終可以精確告訴育種家玉米DNA的情況。

　　利用這樣的分子檢測(cè)技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)，再加上田間獲取的數(shù)據(jù)，開(kāi)發(fā)出預(yù)測(cè)模型，就可以從數(shù)十萬(wàn)育種材料中篩選出“優(yōu)等生”，通過(guò)DNA檢測(cè)技術(shù)大大節(jié)省了成本，加快了速度。

　　速度：突破季節(jié)限制 改寫(xiě)傳統(tǒng)育種節(jié)奏

　　在中國(guó)中化先正達(dá)集團(tuán)楊凌育種技術(shù)中心試驗(yàn)基地，有一座溫室。在這里，玉米育種一年可以達(dá)到四到五代的水平，相較傳統(tǒng)育種提速2.5倍有余。

　　工作人員告訴記者，這個(gè)自動(dòng)化環(huán)境調(diào)控溫室，占地12000平方米。在溫室頂部，可以看到亮起的一排排紫色的小燈泡，它們是根據(jù)玉米生長(zhǎng)所需的紅橙光和藍(lán)紫光合成的，在這里的溫室，同一時(shí)空可以看到不同生長(zhǎng)階段的玉米。

　　玉米是喜光作物，并且它有自己偏愛(ài)的光譜，相對(duì)其他光，玉米更喜歡紅橙光和藍(lán)紫光。可根據(jù)玉米生長(zhǎng)的需求和外界自然光的變化，實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。

　　中國(guó)中化先正達(dá)集團(tuán)楊凌技術(shù)中心性狀整合中心科學(xué)家 牛瑞龍：為了滿足玉米一年四季能夠正常生長(zhǎng)，所以我們會(huì)調(diào)整它溫室的一些參數(shù)，包括溫度濕度以及光照強(qiáng)度。不同的季節(jié)我們就會(huì)有相應(yīng)的參數(shù)去指導(dǎo)。

　　記者注意到，這里不時(shí)有科研人員通過(guò)預(yù)測(cè)育種分子標(biāo)記篩選技術(shù)，選擇潛力性狀好的幼苗移栽。科研人員告訴我們，大約1000個(gè)胚芽當(dāng)中可以選中100個(gè)左右的幼苗，再?gòu)?00個(gè)幼苗中選擇10株左右進(jìn)行移栽。而常規(guī)育種，一粒種子種進(jìn)大田直到長(zhǎng)大成穗，才能掌握它的性狀，現(xiàn)在借助新技術(shù)，玉米生長(zhǎng)的每個(gè)階段，都在篩選優(yōu)等生，幫助育種專家縮小目標(biāo)群體，從而更精準(zhǔn)地鎖定理想性狀。

　　在培育一粒種子的過(guò)程中，從玉米種子不同性狀的尋找到新品種的培育，背后是成百上千名科學(xué)家們的努力。他們從種子入手，在種質(zhì)資源、育種技術(shù)上不斷創(chuàng)新，讓更多種子裝上“中國(guó)芯”，讓我們把飯碗端得更牢。