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拯救农业“芯片” 守住国人“饭碗”

2018/11/14 9:42:01中国粮油网收藏

2018中国粮食市场发展报告

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编者按  

日前,中共中央、国务院印发《乡村振兴战略规划(2018-2022年)》。其中特别强调要强化农业科技支撑,加快农业科技进步,提高农业科技自主创新水平,成果转化水平,为农业发展拓展新空间、增添新动能,引领支撑农业转型升级和提质增效。  

在三项农业科技创新支撑重大工程中,特别提到了现代种业自主创新能力提升。  

为了加深对战略规划的认识,彰显科技引领作用,本报特策划了现代种业自主创新系列报道,分别从种质资源保存、育种创新、品种测试与检测、良种繁育能力以及育种基地建设等角度,呈现种业在农业科技发展历史脉络中的重要地位和作用。  

农作物种质资源是国家关键性战略资源。  

正如农业农村部副部长余欣荣在今年7月全国农作物种质资源工作调度会上所说,种质资源是“中国人饭碗”和种业发展的“芯片”。在中国工程院院士、中国农业科学院作物科学研究所研究员刘旭看来,“作物种质资源是保障国家粮食安全、生物产业发展和生态文明建设的关键性战略资源”。  

如何认识种质资源工作成就和存在的问题,让作物种质资源服务于国家乡村振兴战略、农业供给侧结构性改革,《中国科学报》记者为此采访相关专家。  

查清家底,防止资源丧失  

中国农科院作物科学研究所作物种质资源中心主任李立会向记者讲述了这样一个故事:在云南省进行农作物种质资源普查与收集工作中,工作队来到了云南一个偏远村庄。一位六七十岁的老农民见到他们就流下泪来,说:“我以为我种的这些稻子都是国家不要的东西。现在你们终于来了。”  

国家需要种质资源。作物种质资源是农业科技原始创新、现代种业发展的物质基础。  

随着生物技术的快速发展,各国围绕重要基因发掘、创新和知识产权保护展开的竞争越来越激烈。人类未来面临的食物、能源和环境危机的解决,也将有赖于种质资源的占有。摸清我国农作物种质资源家底,可有效防止资源丧失。  

正在进行的第三次全国农作物种质资源普查与收集行动,是农业农村部从2015年开始组织开展的。这也是为贯彻落实《全国农作物种质资源保护与利用中长期发展规划(2015—2030年)》的一项工作。  

刘旭表示,通过该专项实施,有望解决作物种质资源收集工作中存在的三个关键问题。查清本底,全面查清我国农作物种质资源多样性本底,即过去有过什么,现在还有什么;预测未来,明确社会、经济、环境、气候、种植业结构等变化对不同时期种质资源变化的影响,并据此预测未来种质资源演变的可能趋势;抢救性收集,收集/征集珍惜、濒危、特异种质资源。  

江西省都昌县大港镇,镇农技站站长但建平通过走村串户,结识了土目村老中医石和庆,了解到土目村种质资源丰富,并汇总成目录提交给县种子局。据此信息,江西省农科院资源调查队目前在土目村收集到14份资源,包括地方品种“八月爆”黑大豆特异资源。  

就这样,一个县走3个乡,一个乡走3个村,一个村走30户。近4年来,调查组对湖南、湖北等10省(市区)623个县进行系统调查,包括每类农作物种质资源的分布区域、生态环境、濒危状况、保护现状等信息,深入了解当地农民对其优良特性、栽培方式、利用价值、适应范围等方面的认知等基础信息。  

截至目前,抢救性收集各类作物的古老地方品种、种植年代久远的育成品种、国家重点保护的作物野生近缘植物以及其他珍稀、濒危野生植物种质资源29763份,其中623个普查县征集各类作物种质资源12005份,系统调查与抢救性收集农作物种质资源17758份。  

李立会介绍,经与国家种质库(圃)保存资源信息比对,这些资源约85%是新收集资源。其中有68个县的种质资源从未收集保存,填补了收集县域的空白,占已经开展普查县的10.9%。  

地方品种消失,关键性战略资源告急  

广西上思县发现的野生葡萄高抗霜霉病和根结线虫,对抗病品种改良极具利用价值;江苏农科院收集的“棠梨”抗腐烂病能力较强,可用作嫁接西洋梨的砧木;浙江宁海县发现的“御田胭脂米”,维生素B1、B2和镁、硒、锌等矿物质含量远高于普通稻米……  

科研人员通过对收集资源的初步鉴定评价,筛选出这样一批特优特异种质资源,具有优质、抗病、抗逆、特殊营养价值等特点,有助于创新利用。正如刘旭所说,“绿色发展以及育种和生产中出现的新问题对种质资源提出新要求”。  

与此同时,初步发现,各省优质、抗病、耐瘠薄等特性突出的地方品种数目丧失速度明显加快。如对湖北等6省(市、区)375个县的主要粮食作物地方品种数目进行初步统计,1956年共有11590个,1981年为7135个,2014年仅剩3271个,主要粮食作物地方品种数目丧失比例高达71.8%。  

以单一作物水稻为例,湖南省共普查79个县,1956年种植的水稻地方品种共有1366个,1981年减为644个,2014年仅有80个水稻地方品种零星种植,94%的水稻地方品种已在湖南丧失。其他主要作物地方品种消失情况与水稻基本一致。  

种质资源普查与收集是一场与时间的赛跑。李立会表示,地方种质资源消失速度不断加快,如不抓紧时间抢救性收集,以后可能就再也收集不到了,但由于经费等问题,目前项目执行进度整体偏慢。  

此外,种质资源工作缺乏长期稳定的投入,条件能力水平不高、日常运转和研究经费不足,影响了事业正常持续发展。同时,地方上从事种质资源基础性工作的专业人员越来越少,队伍不稳定,研究实力整体不高。这都需要一一克服。  

刘旭表示,目前作物种质资源研究工作,查清了中国农作物种质资源本底多样性,建立和完善了作物种质资源安全保存体系,率先开展了种质资源表型与基因型规模化精准鉴定研究。  

种质保存管理方面,国家作物种质资源库工作人员辛霞博士向记者介绍,“我国现有国家作物种质资源长期库1座、复份库1座、中期库10座、种质圃43个。长期库、圃每年入库、圃资源1万份左右,目前保存种质超过49万份”。再如国家水稻中期库位于浙江杭州,收集保存国内外资源7.5万份。  

刘旭介绍,自2005年以来,对水稻、小麦等具有一个以上突出优异性状的2万余份种质资源进行了精准鉴定,有效缓解了我国种质资源丰富与育种材料匮乏的矛盾。但2万余份精准鉴定与已保存的49万份种质资源相比,差距仍然显著。这一矛盾尚未得到根本解决。  

“沉睡”的优质资源亟待唤醒  

“资源库面向科研机构、种子企业、大专院校、科普单位和农民等,既可以直接分发种质,也可以通过田间展示,定向提供优异种质服务,在网络平台上也能很方便地查询种质目录。”辛霞介绍。  

如水稻,为了唤醒“沉睡”在种质库里的优异资源,近年来,由中国农科院作物科学研究所和中国水稻研究所牵头,在吉林、辽宁、湖北、浙江等地陆续举办了多场水稻优异种质资源现场展示与观摩会。  

今年9月在安徽举办的展示会上,320份种质资源是用了两年多时间,从覆盖全国所有6个稻作生态区、包括29个省(市、区)的5680份材料中筛选出来的优异种质,吸引了65家科研院校和企业前来“淘宝”。  

刘旭指出,种质资源基础工作要“顶天立地”。“顶天”即资源要开展表型鉴定和分子鉴定相结合的鉴定评价;“立地”即提供利用,种质资源要在生产、育种上发挥大的作用。  

水稻黑条矮缩病是由灰飞虱介导的病毒病,十几年来在我国稻区危害程度明显加重,被称为“水稻癌症”,但在育种和生产上尚无抗源。中国农科院副院长万建民院士团队对23018份资源进行多年、多点、多次重复鉴定,筛选到抗黑条矮缩病种质资源7份,并培育出抗病高产优质新品种W026,为我国水稻安全生产提供了有力保障。  

“溜溜梅”是安徽芜湖溜溜果园集团公司的精加工产品,2017年营销额20亿元,原料来源正是果梅的主栽品种“龙眼”。南京农业大学国家果梅杨梅资源圃通过对收集的100多份资源鉴定,发现果梅特异资源“龙眼”没有雌蕊败育现象,也就不会影响产量和果实质量。双方开展了优异种质资源利用、栽培技术指导等全面合作。  

近5年,作物种质资源支撑或服务于各类科技项目2380个。我国作物种质资源创新研究与有效利用走在国际前列,在解决国家重大需求问题的支撑作用日益显著,如口粮安全、产业发展、精准扶贫、环境治理、美丽乡村建设等。  

刘旭建议,针对粮食生产功能区、重要农产品生产保护区、特色农产品优势区以及生态脆弱区农业生产中存在的关键问题,以市场需求为导向,扩大种质资源精准鉴定规模,深度发掘和创制一批在高产、稳产、绿色环保等方面有育种利用价值和可直接产业化的关键基因及优异种质资源,为发展现代种业、保障粮食安全和农业提质增效提供物质和技术支撑。  

李立会表示,未来通过发掘绿色、优质、营养、保健、观赏等特色资源,培育绿色优质新品种,开发营养保健食品,提供高可观赏性作物,进一步满足人民群众美好生活需要,实现乡村振兴。  

《中国科学报》


责任编辑:宋立夏

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