“尊敬的袁院士,您好!您委托我們進行改良的超級雜交稻品種R900,去年10月份在春華基地進行了BC2F2群體的白葉枯病抗性展示,改良效果較好。”
不久前,湖南省華智水稻生物技術有限公司總經理張健,帶領他的核心團隊,向袁隆平院士匯報他們利用分子育種技術改良R900,以提高該品種抗白葉病枯性能研究的進展情況。
稻瘟病、白葉枯病、稻飛虱等“兩病一蟲”,是影響水稻產量的大禍害。一旦發病,就會造成水稻大量減產,甚至顆粒無收。提高水稻抗病、抗蟲的性能,是世界農業科研領域專家們的夢想和目標。以前采用傳統方式育種,這個目標沒有5至8年難以實現。被稱為“黑科技”的分子育種新技術的誕生,使夢想變得越來越“觸手可及”。
好品種,既要高產,又要優質、抗病蟲。
華智水稻生物技術有限公司首席科學家肖金華回憶,上世紀七八十年代,隨著雜交水稻的問世和逐漸推廣,水稻產量大幅提升,“沒飯吃”的問題逐步解決。然而,隨之而來的問題出現:飯不好吃!“早期的雜交稻米飯,又粗又不香。”
大米要好吃,研發出好的水稻品種是關鍵,育種技術創新是解決問題的必由之路。
近年來,情況有了新變化,老百姓發現,現在的米飯變軟、變香了,特別是一些*優質米,吃起來很香、很糯。為什么香?肖金華說,水稻多數品種原本是沒有香味的,之所以變香,是因為水稻中的BAD2基因突變,缺失了8個堿基,使產生香味的代謝物質乙烯吡咯啉不能轉化,從而累積在稻米中,使米飯有芳香味。這,就是分子育種技術實施的一個具體案例。可以說,培育出這樣既高產,又優質、抗病蟲的好品種,一直都是育種專家們的不懈追求。
分子育種,靶向明確,快速、*、低成本。
在世界范圍看,育種技術經歷了由傳統育種技術向分子育種技術轉變的歷程。所謂傳統育種技術,就是水稻品種之間的雜交選優。“這個過程通常需要8到10年。”肖金華介紹。上世紀90年代,美國等一些發達國家開始推行種業革命,利用分子技術探索分子育種。
分子育種,是利用分子技術對品種基因進行*選擇和修正,以實現育種目標。有廣義和狹義的概念。廣義上,分子育種是在基因組學、分子生物學、分子遺傳學、育種學等學科的基礎上發展起來的一名學科。狹義上,是分子標記在育種上的應用,是育種方法上的創新,也是應用材料上的創新。與常規育種比,分子育種具有快速、*、低成本三大優勢。
據介紹,分子育種只要5到8年。同時,利用分子育種技術可以有的放矢進行基因選擇和修正,靶向明確。比如,改善品質,或者提高耐溫、耐病能力等。分子育種技術,可以根據相應的目標,直接對優異基因進行選擇。
目前,分子育種技術已成為世界跨國種業發展的核心競爭力。例如美國孟山都,以前并不是一家種業公司,從1996年開始,利用分子育種技術進軍種業領域,短短20多年時間,一舉成為世界種業老大。
*新平臺 引領湖南種業技術革命
2017年10月9日這*,對于華智水稻生物技術有限公司來說,是值得記憶的日子。這*,袁隆平院士專程來到長沙縣春華基地,考察華智水稻生物技術專家利用分子育種技術,對其超級雜交稻進行定向改良的品種試種結果。
幾年前,袁院士在河北創造了水稻畝產1143公斤的高產紀錄。但該品種不抗白葉枯病。如何盡快提高其抗病性?2015年,華智生物接受袁隆平院士委托,利用分子育種技術對其定向改良,2017年開展測配田間試驗。
為了選育耐稻瘟病的種子,2017年6月,華智用了21天,花費3萬元,就有針對性地找出了600株左右的抗病單株,準確率達到99%。如果利用傳統育種方式,需要200天時間,花費35萬元,準確率僅80%左右。
今年年初,育種專家將136份種群交給華智,篩選出針對抗白葉枯病的抗病單株,同樣達到很好效果。
這些只是華智水稻生物技術有限公司成立以來,利用分子技術培育和改良品種的眾多成果中的幾個例證。
為了實現“后發趕超”,中國農業農村部倡導大力發展分子育種技術。湖南省委、省政府順勢而動,千方百計將新平臺爭取到三湘大地。2013年8月,*分子育種技術平臺華智水稻生物技術有限公司在長沙成立。張健、肖金華等一批分子育種科學家,響應國家號召,紛紛放棄國外優厚待遇,回到祖國,來到長沙。他們克服各種困難,從零起步,艱難前行。
短短幾年,這里已組建一支150余人的種業高科技研發平臺,擁有了國際*水平的分子育種實驗室,并取得一系列令人關注的成果:成功開發3000多個水稻SNP分子標記,與中國農科院黎志康老師合作開發了擁有自主知識產權的水稻56K基因芯片的設計、開發和應用;開發和驗證2000多個玉米SNP分子標記,開始進軍玉米分子育種技術服務市場;開發驗證了抗稻瘟病、白葉枯病和細條病、褐飛虱、育性、米質等200多個目標基因SNP標記。
“新技術的應用,大大縮短了育種時間。”張健信心滿滿地說,新的研發中心建成后,將助力研發團隊在科研成果產業化、分子育種實用化、種子檢測簡捷化、生物育種信息化等方面取得更加令人滿意的成果。“華智正在引領湖南、乃至全國,開展一場現代種業技術創新的革命,我們的發展方向是推進產學研科企合作和種業健康發展。”
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