生物育種是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的“芯片”,中國人要想把飯碗牢牢端在自己手上,生物育種行業(yè)就必須實(shí)現(xiàn)自立自強(qiáng)、自主可控。然而,當(dāng)前國際先進(jìn)的育種模式已進(jìn)入“生物技術(shù)+人工智能+大數(shù)據(jù)信息技術(shù)”的育種“4.0時(shí)代”,我國卻仍處于以雜交選育和分子技術(shù)輔助選育為主的“2.0時(shí)代”至“3.0時(shí)代”之間。
如何突破“代際差”?春暖花開時(shí)節(jié),記者在我國首個(gè)農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)——陜西楊凌及西北農(nóng)林科技大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱西農(nóng)大)了解到,近幾年這里大力創(chuàng)新小麥、玉米等作物育種體制機(jī)制,新品種“貼近”主產(chǎn)區(qū),企業(yè)“育繁推”一體推進(jìn),新一輪育種革命更在加速演進(jìn)。
20多個(gè)示范站——讓新品種落地生根
談起“育種報(bào)國”,坐落于“農(nóng)科城”楊凌的西農(nóng)大創(chuàng)造了輝煌歷史:新中國成立以來,這里培育的品種主導(dǎo)了黃淮麥區(qū)4次更新?lián)Q代,主導(dǎo)了陜西省小麥全部4次品種更新?lián)Q代。20世紀(jì)50年代,趙洪璋院士選育的“碧螞1號(hào)”,讓我國小麥畝產(chǎn)從80公斤提升到200公斤,被贊譽(yù)“一個(gè)品種挽救了大半個(gè)新中國”;20世紀(jì)80年代,李振聲院士培育的“小偃6號(hào)”使我國小麥遠(yuǎn)緣雜交育種走在世界領(lǐng)先行列,他本人也于2006年獲國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。
“一代接著一代干,代代都有新貢獻(xiàn)?!苯陙?,一代又一代的楊凌專家在這片農(nóng)業(yè)熱土堅(jiān)守、奉獻(xiàn)、創(chuàng)造,踐行“把論文寫在大地上”,“為國育種”烽火傳承不熄。
3月3日,在西北農(nóng)林科技大學(xué)曹新莊試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng),吉萬全教授(右)和李停棟教授考察西農(nóng)511小麥的長(zhǎng)勢(shì)。
西農(nóng)大育種專家吉萬全是李振聲院士的弟子,他告訴記者,這兩年學(xué)校加強(qiáng)了生物育種高端人才的引進(jìn)力度。2021年,吉萬全團(tuán)隊(duì)從中科院遺傳發(fā)育所引入我國小麥基因編輯界權(quán)威高彩霞教授的弟子李停棟博士,李停棟進(jìn)校后“破格”直接享受教授待遇?!吧镉N專業(yè)現(xiàn)在是熱門專業(yè),去年我們只招一個(gè)班30人,報(bào)名人數(shù)達(dá)到2700人。在博士和碩士研究生招錄上,國家給了我們巨大支持。”吉萬全說。
在楊凌曹新莊實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng),和煦的暖陽下,分屬于不同育種專家、不同品種、不同代序的麥苗正在拔節(jié)生長(zhǎng)。育種專家介紹,從歷史上“碧螞1號(hào)”那樣的超級(jí)大品種,到如今多品種培育,適應(yīng)不同麥區(qū)生產(chǎn)條件的育種,呈現(xiàn)“百花齊放、百家爭(zhēng)鳴”態(tài)勢(shì)。與此相伴,近年來西農(nóng)大在我國小麥主產(chǎn)區(qū)核心地帶、生產(chǎn)一線建立了20多個(gè)示范站,結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境和需求育種,更加務(wù)實(shí)高效:小麥骨干型品種“西農(nóng)979”、成長(zhǎng)型品種“西農(nóng)511”、特殊需求型品種“西農(nóng)黑大穗”等品種都受到歡迎,滿足了人們的不同需求。
3月3日,在位于陜西省楊凌示范區(qū)的上合小麥育種創(chuàng)新基地,西北農(nóng)林科技大學(xué)教授張正茂(中)給學(xué)生講解小麥條銹病的相關(guān)知識(shí)。
圍繞“一帶一路”農(nóng)業(yè)合作,西農(nóng)大目前已在相關(guān)國家建成8個(gè)海外農(nóng)業(yè)科技示范園,13個(gè)大類100多個(gè)品種在異國土地上扎根生長(zhǎng)。
機(jī)制創(chuàng)新——育繁推一體推進(jìn)
在楊凌,育種主體的集聚和創(chuàng)新,形成了巨大的創(chuàng)新動(dòng)力,打造我國“旱區(qū)種業(yè)硅谷”的步伐日益加快。
2021年,楊凌示范區(qū)聯(lián)合西農(nóng)大、楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院和陜西糧農(nóng)集團(tuán),共同成立楊凌種業(yè)創(chuàng)新中心,構(gòu)建以“市場(chǎng)為導(dǎo)向、大學(xué)為支撐、產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)、企業(yè)為主體、園區(qū)為平臺(tái)、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合、育繁推一體化”的現(xiàn)代農(nóng)作物種業(yè)體系。技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)由7名院士領(lǐng)銜、35名國內(nèi)頂尖專家參與,目前已建立小麥、玉米、油菜等作物為代表的生物育種技術(shù)創(chuàng)新體系,產(chǎn)學(xué)研體制機(jī)制實(shí)現(xiàn)“升級(jí)換代”。
在楊凌種業(yè)創(chuàng)新中心、楊陵南站和楊凌大道附近,集良種研發(fā)、檢測(cè)、生產(chǎn)于一體的良科國家育繁推一體化種子研發(fā)中心暨上合組織農(nóng)業(yè)技術(shù)交流實(shí)訓(xùn)基地正在拔地而起。據(jù)介紹,這里將建設(shè)具備共享、示范和培訓(xùn)功能的智能種子生產(chǎn)加工線,打造生物育種技術(shù)、良種加工生產(chǎn)、種質(zhì)資源保存等多個(gè)共享平臺(tái),為初創(chuàng)小微育種企業(yè)提供平臺(tái)、技術(shù)、人才支持。同時(shí),還將通過上合組織農(nóng)業(yè)技術(shù)交流培訓(xùn)示范基地等國際平臺(tái),為“一帶一路”沿線國家提供良種良技。這一項(xiàng)目對(duì)于楊凌示范區(qū)構(gòu)建以先正達(dá)種業(yè)、秦豐種業(yè)和良科種業(yè)三大標(biāo)桿為引領(lǐng)的多層次、全鏈條、體系化的種業(yè)企業(yè)集群,意義重大。
3月3日,在位于陜西省楊凌示范區(qū)的上合小麥育種創(chuàng)新基地,西北農(nóng)林科技大學(xué)教授張正茂(左)和學(xué)生在試驗(yàn)田栽種小麥條銹病的誘發(fā)行。
中化集團(tuán)旗下的先正達(dá)種業(yè)楊凌實(shí)驗(yàn)基地,1000多平方米的玻璃大棚中,處于不同生長(zhǎng)周期內(nèi)的玉米映入眼簾。利用胚挽救技術(shù),該基地突破傳統(tǒng)氣候條件限制,每年繁育玉米種子4.8代,使得育種邁入“快車道”。
走進(jìn)楊凌種業(yè)大廈,一幅以小麥、玉米、雜糧等種子制成的巨幅種子畫躍入視野。一樓大廳的墻壁上,懸掛著趙洪璋、李振聲、康振生、吉萬全等幾代楊凌育種專家的照片和事跡。作為立志要在“十四五”末成為我國干旱半干旱地區(qū)種業(yè)龍頭企業(yè)的公司,楊凌秦豐種業(yè)公司近年來建立了企業(yè)自有種質(zhì)資源保護(hù)體系,對(duì)現(xiàn)有種質(zhì)資源進(jìn)行分子標(biāo)記,種質(zhì)資源挖掘利用工作跨上新臺(tái)階。
在秦豐種業(yè)公司實(shí)驗(yàn)室,基因分析系統(tǒng)、生物熒光顯微鏡、全能型凝膠成像儀等設(shè)備一應(yīng)俱全。公司董事長(zhǎng)談宏斌介紹,這個(gè)能夠開展轉(zhuǎn)基因技術(shù)、單倍體技術(shù)、分子標(biāo)記技術(shù)應(yīng)用研究的企業(yè)自主運(yùn)營(yíng)的生物育種實(shí)驗(yàn)室,在西北地區(qū)堪稱一流。
“近年來我們還完善了楊凌、西安鄠邑區(qū)及海南等地的科研育種試驗(yàn)基地的基礎(chǔ)條件,新建了河南、安徽、江蘇、甘肅等地的測(cè)試體系,科研基礎(chǔ)條件明顯改善?!闭労瓯笳f。
整合資源——建設(shè)高水平育種“國家隊(duì)”
長(zhǎng)期以來,我國高校和科研機(jī)構(gòu)多采用“一個(gè)專家?guī)б粋€(gè)團(tuán)隊(duì)開發(fā)一個(gè)育種路徑”的師徒制、作坊式的傳統(tǒng)育種方法,這種帶有鮮明個(gè)人色彩的育種方式,奠定了我國育種的傳統(tǒng)實(shí)力基礎(chǔ)。然而在新的國際種業(yè)競(jìng)爭(zhēng)背景下,這種方式面臨新的革命。
3月3日,在西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院小麥遠(yuǎn)緣雜交與染色體工程實(shí)驗(yàn)室,育種專家吉萬全教授在觀察小麥的抗病性。
在楊凌,一些優(yōu)質(zhì)育種團(tuán)隊(duì)針對(duì)育種“代際差”,正在下大力氣優(yōu)化團(tuán)隊(duì)人才結(jié)構(gòu)、建設(shè)高水平育種團(tuán)隊(duì)。中國工程院院士、楊凌種業(yè)創(chuàng)新中心首席專家康振生的團(tuán)隊(duì)在國際上被稱為“康lab”或是“康group”,在小麥學(xué)術(shù)界享有盛譽(yù)。近年來,他團(tuán)隊(duì)的研究領(lǐng)域也在擴(kuò)展。
“從細(xì)胞學(xué)到分子生物學(xué)、分子生態(tài)學(xué),我們要跟現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展緊密結(jié)合在一起。”康振生說。
聚力“種業(yè)攻堅(jiān)”,西農(nóng)大校長(zhǎng)吳普特和吉萬全等人建議,基于雄厚的旱區(qū)育種資源優(yōu)勢(shì),建議在楊凌布局旱區(qū)農(nóng)業(yè)高等級(jí)實(shí)驗(yàn)室,以西農(nóng)大作為主要育種力量,集結(jié)種業(yè)戰(zhàn)略科研力量,這將有力支撐干旱半干旱區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
西農(nóng)大副校長(zhǎng)房玉林表示,育種是一個(gè)基礎(chǔ)性、連續(xù)性的工作,布局旱區(qū)農(nóng)業(yè)高等級(jí)實(shí)驗(yàn)室,深挖我國西部地區(qū)在糧食安全方面支撐作用潛能,以創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈雙鏈驅(qū)動(dòng),有利于將陜西榆林等地的產(chǎn)糧潛能釋放出來。
2022年,楊凌秦豐種業(yè)公司完成了對(duì)楊凌偉隆的并購,并購后的楊凌偉隆成功獲批“育繁推”一體化資質(zhì),實(shí)現(xiàn)了陜西省國家級(jí)“育繁推”一體化種業(yè)企業(yè)“零的突破”。同時(shí),企業(yè)通過參股杭州瑞豐并合資,成立了西北地區(qū)首家生物育種企業(yè),積極布局生物育種品種的應(yīng)用。目前,多個(gè)玉米品種已經(jīng)完成轉(zhuǎn)育,大豆、油菜等作物新技術(shù)應(yīng)用的研究工作也在有條不紊展開。
中國(陜西)自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)楊凌示范區(qū)管委會(huì)辦公室主任蘇亞文表示,自貿(mào)區(qū)楊凌片區(qū)正在積極促成在其綜合保稅區(qū)內(nèi)設(shè)置生物安全緩沖區(qū),建立高等級(jí)負(fù)壓實(shí)驗(yàn)室,對(duì)境外種子進(jìn)行樣品前處理后,提取并輸出基因片段等生物信息,助力種業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
剛剛結(jié)束的2023年楊凌農(nóng)科城馬拉松上,完賽選手的獎(jiǎng)牌都被設(shè)計(jì)成種子的形狀——楊凌突破種業(yè)“代際差”的征途已經(jīng)啟航,新一輪種業(yè)振興的夢(mèng)想正逐漸照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
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