【科技日報】種質創新“中國芯”，豆花香飄黑土地
◎ 科技日報記者 楊侖
50多年前，一場轟轟烈烈的黃淮海科技會戰，為解決我國糧食安全問題作出了重大貢獻;如今，一場新的“黑土糧倉”科技會戰正在東北的白山黑水間進行，種質資源的科技創新正是這場會戰的關鍵要素之一。
鹽堿地化身“米糧川”
盡管受到疫情的困擾，育種仍然是許多科研人員心中的頭等大事，中國科學院東北地理與農業生態研究所(以下簡稱東北地理所)研究員楊福就是其中之一。去年，他的團隊基于高能重離子束輻射誘變育種技術育成的耐鹽堿水稻新品種“東稻122”，在吉林大安取得了632公斤/畝的好成績。
高能重離子束輻射誘變育種的東稻122.中國科學院東北地理與農業生態研究所供圖
大安市位于松嫩平原腹地，是世界三大蘇打型鹽堿地之一。土地鹽堿化會導致生態環境惡化，限制區域糧食生產和經濟發展。此次新品種喜獲豐收，為“黑土糧倉”科技會戰開了個好頭。
高能重離子束輻射誘變育種，簡單來說是利用植物DNA的自我修復能力，以高能重離子束照射種子，在染色體層面上人為地“搞破壞”，等到植物自身將細胞修復后，有的細胞“修復如初”，有的則“將錯就錯”。這樣一來，就會產生“突變”，科研人員再從其中尋找到那些具有高產、耐鹽堿、抗倒伏等優異性狀的后代，并把它們育成新品種。
“新育成‘東稻122’在耐鹽堿、抗倒伏、高產等方面表現出色，還擁有出米率高、商品性好等特點，”楊福說，“按專業來說，它是后期功能型水稻品種，稻穗已經完全成熟了，植株還是綠的，表現出根系非常強大，籽粒非常飽滿，癟粒率非常小的特征。”
記者從東北地理所了解到，目前，該所通過重離子束輻射誘變技術手段已獲得大量的粳稻突變體，突變體庫容量1200多份，變異豐富，優良性狀多。“東稻122”開創了高能重離子誘變在東北粳稻育種直接應用并審定粳稻品種的先河，這是國內第一個應用高能重離子束輻射技術培育出的水稻品種；目前，“東稻812”“東稻862”“東稻211”三個重離子誘變水稻新品種已通過品種審定委員會初審。
培育環境友好型大豆新品種
保護黑土地，培育環境友好型的新品種很重要。近年來，東北地理所在國家重點研發計劃、國家自然科學基金委、中科院重點部署等國家及地方項目支持下，突破大豆分子設計育種技術應用瓶頸，分子設計選育的大豆品種陸續問世。
種業是保障國家糧食安全的根本，良種在糧食增產中的貢獻率達45%以上。我國大豆產需缺口巨大，進口依賴程度高，大豆的穩定供應面臨嚴峻考驗，大豆育種技術也制約了我國大豆的生產效益。東北地理所大豆分子設計育種研究團隊通過十多年的努力，建立了大豆分子設計育種平臺，研發了大豆育種加速技術、基因型快速鑒定技術等關鍵核心技術。
該團隊負責人馮獻忠研究員告訴記者，他們經歷5年聯合攻關，研制出基于靶向基因型檢測技術的“中科豆芯”系列大豆液相育種芯片Ⅰ號、Ⅱ號和Ⅲ號。研究團隊已利用其實現了大豆品種選育從低世代到高世代三級基因型快速選擇，大幅度提高了大豆育種效率，解決了目前大豆芯片研發周期長、使用成本高、無法在實際育種中大規模使用等問題。
東北地理所馮獻忠研究員正在觀察大豆植株培養的生長情況。中國科學院東北地理與農業生態研究所供圖
“下一步，我們將針對超高產、高蛋白、高油、耐鹽堿等品種需求，實現大豆個性化、定制化選育，讓種業裝上‘中國芯’，讓黑土地飄出‘豆花香’。”馮獻忠說。
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