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                            焦點訪談丨飯碗里的“中國芯”——餐桌內外看變化

                            2023-02-16 來源:原創 瀏覽量:3664
                              民以食為天,農業是一切發展的基礎。一粒種子,包含成千上萬的遺傳密碼,被稱為農業的“芯片”。米飯香不香、大豆能出多少油、玉米糯不糯、水果甜不甜,種子是關鍵。中國種子都來自哪里?優質品種是怎么培育的?又該如何保障好中國人的糧食安全呢?今天通過剖析一粒玉米種子,來體驗如何打造中國農業“芯片”。
                              盛夏,北京郊區的一片農田里,幼兒園的老師們正帶著孩子,收獲今年春天他們自己種下的玉米。
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                              玉米,原產南美,500年前傳入中國后,逐漸成為中國人最主要的口糧之一?,F在,中國人每年要吃掉接近1000萬噸玉米,大家對玉米的需求,早已不只是填飽肚子那么簡單。
                              今天,消費者在菜場、超市里挑選的各類玉米,很少是農民自己留種種出來的,大多是育種專家們選育的品種。
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                              中國科學院院士、中國農業科學院作物科學研究所所長錢前:吃飽了以后肯定要吃好,吃好可能還是要靠科學家。玉米以前沒有香玉米,玉米能成為香玉米,就是從種質資源入手,有的放矢地育種。
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                              目前在我國,雜交育種仍是農作物最主要的育種方式。想要培育出一款又甜又糯的玉米,首先就要找到優質的甜玉米和糯玉米。對育種專家來說,找到攜帶優質基因的父本和母本,是育出好種的最大前提。
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                              在位于中國農業科學院的國家作物種質庫里,李立會正和團隊人員一起查看剛剛從全國各地收集來的種子。這里是中國農作物種質資源戰略保存中心,除了保存在各地種質圃中的多年生、無性繁殖以及野生資源外,這里保存著45萬余份農作物種質資源,光玉米種質資源就有3萬多份。農作物種質資源,也是農作物的遺傳資源、基因資源,決定著農作物的所有特征性狀。
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                              中國農業科學院作物科學研究所種質資源中心主任李立會:比如說株高是多高,成熟期是什么時候,或者是穗粒數有多少粒??赡苣阌X得它的產量不行,但是它在某些方面,確確實實是有長處的。比如說下雨了,下雨它能不倒,比如說病害來了它不發病。老百姓種的都是上百年、上千年的東西了,能夠從里面發掘出新的基因,對未來的改造或者是改良是有價值的。
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                              此前,我國曾先后在20世紀50年代和80年代開展過兩次農作物種質資源普查,收集保護了一大批珍稀、重要資源,但當時普查并不全面,還有不少品種散落在各地。2015年,農業部啟動了第三次全國農作物種質資源普查與收集行動。
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                              中國農業科學院作物科學研究所種質資源中心主任李立會:我們現在第三次普查,基本上到的地方都是車開不進去的。我們在山西,老鄉們就支了一個平底鍋,這個平底鍋在爆爆米花,我看這個米花跟我們在電影院里面買那個爆米花相比一點都不差,確實香味比較濃。這個品種當時我們在那看了以后,它確確實實是有價值的。
                              保護種質資源,就是保護我們農業“芯片”的根本。放眼世界,每個農業強國,都需要擁有強大的種質庫。
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                              中國農業科學院作物科學研究所種質資源中心主任李立會:這幾年我們國家對原始創新非常非常重視,種質資源它是種業創新的源頭跟源泉。
                              截至今年6月,第三次農作物種質資源普查已經收集到了11.3萬份種質資源。這些新收集的種子,將在田間種植2—3年,定期觀測記錄,鑒定確認為獨一無二的特征后,最終形成一份包含30多項表型特征的“身份證”,然后入庫。
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                              就在去年,國家作物種質庫新庫開始試運行。在這里,每一份種子將能保存50年,在這期間,這里的科學家們將持續對它們進行基因測序、深入探究這些種子的遺傳奧秘,也為全國的育種專家們提供育種資源,讓中國種子的研發掌握在中國人自己的手中。
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                              中國科學院院士、中國農業科學院作物科學研究所所長錢前:只有攥緊中國種子,我們才能保障中國的糧食安全。
                              在我國,玉米不但是重要的口糧,更是主要的動物飼料和重要的工業原料,國內玉米產量一直存在缺口。增產是這些年玉米育種的一個重要方向。
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                              夏末,在北京順義的試驗田里,黎亮和學生們正在和新培育的玉米品種進行一場特殊的拔河比賽。把玉米莖稈拉到一定角度,精確測量所需要的拉力,就可以直觀地看到,這個試驗品種抗倒伏的能力有多強。
                              玉米要提高畝產,提高種植密度是主要途徑,但是種植太密,很容易發生倒伏。
                              黎亮和他的學生們正在培育的這個玉米品種,是一個高產又不易倒伏,適合機器收獲的品種,它的抗倒性,正是來自國家作物種質庫中保存的遺傳資源。
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                              在田間,黎亮一直隨身攜帶著平板電腦,每一株玉米都有一個二維碼,他只要輕輕一掃,就能看到這株玉米的所有信息。
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                              中國農業科學院作物科學研究所研究員黎亮:基本上我走到田里任何一個地方,你問我這個材料是什么,我能給你講出它的上一代,它的爸爸媽媽,它有什么利用價值。今年這塊地里有什么病害,這里面都有記錄。
                              在這個試驗田里,每個玉米品種只種植一行,兩畝地里一共種著1000多個不同品種的玉米。在它們當中,最讓黎亮惦記的是這幾株看起來并不起眼的玉米,被叫作“單倍體誘導系”,它本身并不攜帶增產抗蟲等優質基因,但卻能大大縮短中國育種專家們育種的時間。
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                              中國農業科學院作物科學研究所研究員黎亮:它的花粉和別的材料雜交,就會讓另外一個材料產生單倍體。傳統的我們做雜交育種的時候,要先把一個雜合型的個體變純合,至少八到十年。那么你用單倍體技術只需要兩個步驟,七個月就可以實現了,所以說這個育種的速度大大加快。它目前處于國際的一流水平,已經分發到全國50多個單位在使用了。
                              從種質資源創新到育種技術創新,中國育種專家們深耕農作物育種基礎創新,讓中國育種從1.0時代逐漸向世界最先進的4.0時代追趕。
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                              中國科學院院士、中國農業科學院作物科學研究所所長錢前:育種進步也是跟著國家科技進步一起的,第一個階段是農民育種,在田間發現好的;第二是20世紀20年代、30年代開始使用雜交育種;第三是知道性狀怎么控制,遺傳基因在哪個區域里面,進行分子標記輔助選育;現在做到4.0,生物育種逐漸開始成為主流,從隨機到定向選擇。
                              隨著技術的進步,中國農作物種子國產率也不斷提升,目前我國農作物自主選育品種面積占比超過95%,“中國糧”基本都用上了“中國種”,糧食產量近年來屢創新高。在這背后,還有中國育種專家們不斷繼續創新的努力。
                              海南三亞,在北方只能種植一季的作物,可以在這里實現兩季甚至三季種植,吸引了來自全國各地的育種專家。
                              滕文濤是一家農業科技企業玉米種業研發人員,他拍攝的這段視頻,正在給外地的同事介紹今年不同玉米品種在海南種植的最新情況。
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                              草地貪夜蛾是來自美洲的玉米天敵,兩年前開始遷徙到亞洲,已經成了中國南方玉米種植最大的蟲害。遠在陜西楊凌的育種團隊正在仔細觀看他發回的視頻。
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                              中國中化種業玉米研發團隊負責人徐加新:草地貪夜蛾在廣西、海南、貴州、云南等地方都是比較嚴重的,它對產量危害是很嚴重的,有可能顆粒無收,它還有從南往北遷徙的這樣一個跡象。
                              以往,面對農作物蟲害,大多只能通過噴灑農藥應對,但這樣不僅容易增加農藥殘留,而且害蟲耐藥后防蟲效果也會不斷降低,如果能通過生物育種技術,培育出“蟲子不喜歡吃”的玉米,既能減少農藥帶來的副作用,害蟲的耐藥性也能有所減緩。
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                              中國中化種業玉米研發團隊負責人徐加新:針對這一個蟲害目前有效的解決路徑就是加入生物技術的性狀,選到我們這樣一個抗草地貪夜蛾、抗蟲害的一個品種。
                              然而,不論用什么方法育種,在試驗階段,育種專家們都要面臨成千上萬粒性狀不同的種子,怎么能從這上萬粒種子中找到最抗蟲的那一粒呢?
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                              在陜西楊凌高新技術區,企業專門建設了一個現代育種工廠,在這里,通過生物育種得到的種子都要先在這個檢測設備中做一個掃描,育種專家解讀種子的遺傳信息后,留下最可能發揮抗蟲作用的種子種入試驗田里。
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                              中國中化種業玉米研發團隊負責人徐加新:因為育種就是一個預測的科學,從大海里面撈魚,要抓到最好的一條,一般第一步會保留35%,其他的就可以淘汰,這樣在下地之前就可以虛擬預測了,一般的育種可能需要3年的時間,現在因為有數據依據,有這些技術,縮短1到2年的時間。
                              在育種工廠,每年可以檢測二三十萬份種子,加上單倍體技術快速育種,兩年不到的時間內,企業就培育出了幾個蟲子不喜歡吃產量又高的品種,在溫室種植后表現很好。
                              不過,抗蟲新品種究竟是否有用,還要經過大田里的測試。在海南育種的滕文濤,也把抗蟲玉米品種在測試大田里的表現及時反饋了回來。
                              在培育這個種子的過程中,從抗病蟲性狀的尋找到新品種的培育,背后是成百上千名種子科學家的努力,每一步都由創新技術來驅動。
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                              中國中化北京創新中心負責人張蓓:現在農業育種已經完全是一個高科技的行業,所以說到底還是創新的能力,最后比拼的是誰掌握核心的技術、核心的專利,才能夠真正占領市場。
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                              十年來,國內科研院所、育種企業不斷加大種業研發投入,我國每年審定的玉米品種數量不斷增加。

                              一粒玉米種子,外表并不起眼,卻匯集了諸多創新。農業現代化,種子是基礎,必須把民族種業搞上去,把種源安全提升到關系國家安全的戰略高度,集中力量破難題、補短板、強優勢、控風險,實現種業科技自立自強、種源自主可控。從種子入手,在種質資源、育種技術上不斷創新,打好種業翻身仗,讓種業裝上更多“中國芯”,我們才能把飯碗端得更牢、更好。

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