湖南長沙“種業(yè)硅谷”為中國農業(yè)強“芯”(視頻)
習近平總書記強調:“要下決心把民族種業(yè)搞上去,抓緊培育具有自主知識產權的優(yōu)良品種,從源頭上保障國家糧食安全?!?/p>
農以種為先。
春種一粒籽,秋收萬顆粟。前不久,位于云南蒙自的袁隆平超級雜交水稻示范基地,101畝第二代雜交稻“超優(yōu)千號”通過測產驗收,最終測產結果為百畝片平均畝產1107.5公斤,實現(xiàn)連續(xù)4年百畝片平均畝產超1100公斤。而助力“超優(yōu)千號”抗病性改良的,正是岳麓山種業(yè)創(chuàng)新中心的關鍵共性技術平臺——華智生物,通過改良其親本之一R900來實現(xiàn)的。
種子是農業(yè)科學的“芯片”,長沙早在2013年就著手打造“種業(yè)硅谷”,去年5月岳麓山種業(yè)創(chuàng)新中心掛牌啟動,成為“種業(yè)硅谷”發(fā)展的重要里程碑,它是由湖南省政府聯(lián)合中信集團共同打造的國際化生物育種技術創(chuàng)新中心。當天掛牌時,中國工程院院士袁隆平、鄒學校、官春云、印遇龍、劉少軍、劉仲華6位農業(yè)院士前來助陣,足以看出岳麓山種業(yè)創(chuàng)新中心的分量。
架好“高速公路” 提速基因篩選
岳麓山種業(yè)創(chuàng)新中心全景圖
據(jù)介紹,“十四五”期間,岳麓山種業(yè)創(chuàng)新中心將建成面向全行業(yè)的開放性關鍵共性技術平臺,突破一批前沿核心領域的關鍵共性技術,成為支撐生物種業(yè)發(fā)展的“國家戰(zhàn)略科技力量”。
“百聞不如一見,請您到實驗室來參觀!”在岳麓山種業(yè)創(chuàng)新中心董事長田冰川的帶領下,記者來到中心的高通量分子育種實驗室。在這里,育種沒有大棚,也沒有田間地頭農民忙碌的身影,只有一臺臺不停運行的高通量分型、檢測、測序設備,科學家們通過這些高端儀器設備和強大數(shù)據(jù)算力的底座,準確預測被測植株的性狀表現(xiàn)。
岳麓山種業(yè)創(chuàng)新中心董事長田冰川(右)在介紹分子育種的作用
“這個實驗室包括制備樣品DNA的提取以及功能基因的分型、檢測、分析,這些大型設備主要是做功能基因的篩選、分型、檢測,其突出的特點就是通量比較高,每天可以檢測40萬個數(shù)據(jù)點,它的檢測能力,分型能力是普通實驗室的10倍到20倍。”田冰川介紹,研究人員只要把需要檢測的樣品放進儀器中,它就能從成千上萬的谷粒樣品中尋找到研究人員最需要的基因類型。
“如果是傳統(tǒng)篩選的話,我們只能手動給每一株水稻去染病,然后過一段時間再去觀察?!痹谝慌缘墓ぷ魅藛T郭銘凱介紹道。
“分子育種技術已成為世界跨國種業(yè)巨頭的核心競爭力,也是中國種業(yè)‘后發(fā)趕超’的重要抓手?!狈艞墖鈨?yōu)厚待遇的唐順學博士也加盟到了國家級分子育種創(chuàng)新服務平臺。
“傳統(tǒng)育種要到田間實地查看作物生長,并根據(jù)經(jīng)驗對作物長勢等外在表現(xiàn)來選擇優(yōu)良品種。分子育種技術是利用分子標記,不需要表型數(shù)據(jù)對優(yōu)異基因型的直接選擇。每個基因序列中的分子標記就如同高速路上的指示牌,標記優(yōu)劣性狀一目了然。分子育種通過基因的直接選擇和有效聚合,可大幅度提高育種效率,縮短育種周期,實現(xiàn)‘精準育種’。”唐順學補充道:“希望和祖國的科學家們一起努力,研發(fā)創(chuàng)新最前沿的育種技術,花15年時間趕上跨國種業(yè)巨頭?!?/p>
分子育種技術應用場景從水稻、玉米等主要農作物已擴展到蔬菜、水果、中藥材、畜禽、水產等40多個物種。科研人員介紹,在實驗室內正在開發(fā)的棉花、油菜、對蝦、魚類等多個物種的液相基因芯片,都是完全自主知識產權的國字號產品,可取代國外技術壟斷的固相基因芯片。
華智生物科研人員在做分子育種研究
岳麓山種業(yè)創(chuàng)新中心承載著關鍵共性技術和優(yōu)勢物種領域攻關任務,目前已建設了分子育種技術、生物育種智能大數(shù)據(jù)2個共性技術研究中心,同時聯(lián)合省內種業(yè)領域優(yōu)勢力量建設水稻、油菜、畜禽、水產、蔬菜、茶樹、油茶、中藥材8個專業(yè)研究中心。迄今,水產和中藥材的研究中心已經(jīng)公司化運行,油茶研究中心有望11月注冊成立公司。
在田冰川看來,分子育種技術和生物育種智能大數(shù)據(jù)2個共性技術研究中心是種業(yè)創(chuàng)新中心布局中的兩條縱線,水稻等8個研究中心則是橫線,兩大共性技術研究平臺是技術研發(fā)的“加速器”,為其他具體項目的研究鋪好前進的“高速公路”。
“實驗室+田間地頭” 育出五高品種
“種業(yè)要發(fā)展,除了不斷提高分子育種和生物智能大數(shù)據(jù)外,常規(guī)育種也很重要,三者缺一不可?!碧锉▽r業(yè)充滿情懷。
“水稻專業(yè)是一門應用科學,電腦里長不出水稻,書本里也長不出水稻,要種出好水稻必須得下田?!边@是“雜交水稻之父”袁隆平院士生前對學生的教誨。
湖南隆回縣羊古坳鎮(zhèn)噸兩優(yōu)900超級稻測產現(xiàn)場
9月15日,在湖南隆回縣羊古坳鎮(zhèn)牛形村,農業(yè)部對袁隆平團隊選育的品種——噸兩優(yōu)900超級稻進行測產,最后評定結果為:三塊田平均稻谷產量為905.5公斤/畝。比農業(yè)部超級稻780公斤/畝的標準高出100多公斤。
“噸兩優(yōu)900超級稻最大的特點是耐高溫。水稻是喜溫作物,但是在抽穗揚花的時節(jié)又怕高溫,如果一天超過35℃,產量就可能會減少一成,而噸兩優(yōu)900能夠抵抗38℃以上的高溫,適合在江漢平原、洞庭湖平原等水稻主產區(qū)大面積推廣?!彪s交水稻國家重點實驗室主任鄧啟云介紹道,這種水稻和非洲稻還有血緣關系,團隊成員對它的株型進行了改良,所以不僅產量高、抗高溫,而且個頭壯實抗倒,穗粒飽滿米質優(yōu),種子供不應求。
湖南隆回縣羊古坳鎮(zhèn)的噸兩優(yōu)900超級稻成熟了
鄧啟云在袁隆平院士身邊學習和工作了30多年,是袁院士最得意的弟子之一,田間育種經(jīng)驗豐富。2002年,因為選育了一個每穗稻谷重達8克的超級稻品種,袁院士親切地稱呼他“鄧八克”。
“做育種必須‘理論+下田’。”鄧啟云向記者打了個比方,育種家好比鋼琴家,既要有樂理知識,又要堅持練習,才能彈出行云流水的曲子,這是一個熟能生巧的過程。水稻有5萬多個功能基因,在分離世代每一個單株表型都是5萬多個基因在特定條件下綜合表達的結果,在田間選擇時,要根據(jù)遺傳學、形態(tài)學、生理學、氣象學、土壤學等各方面的綜合因素來評判單株能不能勝任父本或母本。育種家的“火眼金睛”也是通過到田間實踐,千錘百煉而來。
“超級雜交水稻也能育出優(yōu)質稻品種,只是雜交稻優(yōu)質化培育過程相比常規(guī)稻品種的優(yōu)質化過程,時間要長3至5年?!编噯⒃票硎?,團隊培育的貢香優(yōu)系列是優(yōu)質超級稻品種,比如湖北天門、安徽霍邱農民試種的貢香優(yōu)818畝產都在800公斤以上,谷粒長,煮熟后散發(fā)出一股茉莉香味,口感柔滑。現(xiàn)在還處于區(qū)域試驗階段,試種及觀摩的農民都贊不絕口。
“要保障人民吃飽的同時吃好,我們會繼續(xù)堅持超高產的前提下,追求超級稻品種的優(yōu)質化發(fā)展。這也是我的導師袁隆平先生一直堅持的原則和理想。事實上,超高產和優(yōu)質并不矛盾,只是同時‘兼容’兩者,攻關難度更大。但我們有信心?!编噯⒃瓶隙ǖ卣f。鄧啟云團隊的目標是培育出高產、高質(高檔優(yōu)質)、高抗(抗病抗逆)、高效(易制種易栽培效率高)、高適(廣泛的生態(tài)適應性)的“五高”超級雜交水稻品種。
種業(yè)發(fā)展 關鍵是人才
種業(yè)發(fā)展,技術創(chuàng)新,人才是關鍵。多年來,長沙的“種業(yè)硅谷”中,“生長”著“油菜院士”官春云、“生豬院士”印遇龍、“辣椒院士”鄒學校、“茶葉院士”劉仲華、“水產院士”劉少軍等湖南農業(yè)領域的“參天大樹”,生物育種產業(yè)長沙“風景獨好”。在院士的領銜下,90多名市級以上高精尖人才、2500多名副高以上專家紛紛聚集到“種業(yè)硅谷”,目前,長沙已擁有中國科學院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所、湖南農業(yè)大學、湖南省農業(yè)科學院、湖南雜交水稻研究中心等高??蒲性核?5家。
湖南雜交水稻研究中心栽培室主任李建武在田間授粉
“我們搞雜交水稻科研工作的,遠看像個種田的,近看像個賣炭的,仔細一看是做雜交水稻科研的?!?5后李建武自我調侃著,他曾是袁隆平身邊最年輕的研究人員,現(xiàn)在擔任湖南雜交水稻研究中心栽培室主任。對于這位年輕的育種人來說,下田就跟吃飯一樣頻繁,一年365天,他80%以上的時間都在田里。為了檢驗品種的適應性,他還常常把一個品種種到云南、江西等不同生態(tài)區(qū)域。
“我們是打著‘飛的’大江南北地種田?!崩罱ㄎ涔陪~色的臉,笑起來時露出潔白的牙齒。如今,有一批像李建武這樣的年輕人接過育種接力棒,為著實現(xiàn)袁隆平院士“高產更高產的禾下乘涼夢”而在努力追尋。最近,李建武忙著穿梭于云南、四川等地,檢查稻谷生長情況。去年雜交水稻雙季稻畝產突破1500公斤,項目攻關成功曾讓袁隆平院士激動不已,今年袁隆平團隊在全國各地成片的試種,10月底將出結果,李建武對此滿懷期待。
長沙的“種業(yè)硅谷”正處于快速成長期,我們仿佛聽到了它拔節(jié)生長的聲音。在“種業(yè)硅谷”,以隆平高科全國種業(yè)領軍企業(yè)為代表的種業(yè)湘軍們向全世界發(fā)出的雜交水稻、雜交谷子和雜交食葵市場占有率全球第一,雜交黃瓜、雜交玉米、雜交辣椒市場占有率全國第一,近兩年通過國審水稻品種,占全國總量的三分之一強。
策劃丨潘開政
撰稿丨陳路莎 李婷婷
攝像丨顏歡 黃一珂 谷楨 彭偉
編審丨鮑新文 雷艷飛
出品丨曾雄
責任編輯:賀艷花