人民日報2022-05-10 10:25:07
在江蘇省高郵市現代高效農業示范區，小麥長勢喜人，綠油油的麥苗生機盎然。
“這是我們科研團隊16年持續攻關，在國內首次成功選育的抗赤霉病、高抗白粉病‘雙抗’優質高產新品種‘揚麥33’，它綜合性狀優良，豐產性好。”江蘇里下河地區農業科學研究所（以下簡稱里下河農科所）小麥研究室主任高德榮說。
利用分子育種技術改良，啃下這塊“硬骨頭”
小麥赤霉病是由禾谷鐮刀菌引起的世界性病害，也被稱為小麥“癌癥”，不僅會導致小麥大幅減產，還會產生赤霉毒素，嚴重危害人畜健康。數據顯示，近10年我國小麥赤霉病5次大暴發，重發田塊減產50%，甚至絕收，已成為糧食安全的一大威脅。
“在我國小麥種植區，普遍采用化學方法來抑制赤霉病的重發。有時施3到4次農藥，仍達不到預期效果。”高德榮說。此外，農藥的使用和殘留，也會增加成本、影響生態環境。
突破關鍵技術，選育高抗小麥新品種，是從根本上解決問題的有效辦法。上世紀90年代，中國工程院院士、里下河農科所研究員程順和帶領團隊，育成了一批中抗赤霉病的大面積豐產小麥品種。其中“揚麥158”是當時國內外抗性等級最好的主推品種，有效緩解了赤霉病的發生。
然而，隨著氣候變化、小麥播期推遲等因素影響，赤霉病日益頻發，中抗赤霉病品種已不能滿足生產需求，急需選育出高抗病小麥新品種。于是，高德榮帶領團隊下決心啃下這塊“硬骨頭”。
傳統育種模式主要依靠經驗，能否在此基礎上利用分子育種等現代生物技術手段，針對特定目標和性狀改良，解決傳統育種解決不了的問題？沿著這個思路，團隊展開了艱苦的攻關。
科研人員在研究了當地小麥品種（系）和各類種質資源的赤霉病抗病基因組成后發現，“揚麥”品種對赤霉病表現出較好的抗性，但多數并不攜帶普通小麥的抗性基因Fhb1，具有獨自的抗性遺傳體系。
“我們提出通過品種間雜交把Fhb1基因導入‘揚麥’遺傳背景，聚合現有品種中的抗病基因，協同提高抗病性和豐產性的育種策略。通過多組合、大群體選擇，終于育成抗赤霉病品種‘揚麥33’。”高德榮說。
小麥新品種不僅“身體”好，產量也很高
種子是農業的“芯片”。攻克小麥“癌癥”，就要在“芯片”里植入“抗病程序”。
高德榮說：“‘揚麥33’利用分子標記輔助選擇技術，實現了抗赤霉病主效基因與來源于‘揚麥’本身的抗赤霉病位點相結合，從而完成‘抗病程序’的植入。”
那么，有了“抗病程序”的“揚麥33”，抗赤霉病能力到底有多強？
2021年，在高郵市開展的大面積示范種植結果顯示：“揚麥33”未防治赤霉病的病穗率1.99%，平均嚴重度0.82，病情指數0.52；中抗對照品種“揚麥20”未防治赤霉病的病穗率13.18%，平均嚴重度1.91，病情指數8.7。高德榮說：“今年的大田生產表明，‘揚麥33’即使不采取防治措施，其發病程度也輕于中抗品種防治2次的發病程度。”
“揚麥33”不僅“身體”好，產量也很高。此前，很多抗赤霉病的品種雖然抗性能達到要求，但是農藝性狀不理想，不利于育種利用，更無法在生產上推廣。例如，麥苗過高易倒伏，生育期過晚導致遲收等。
“我們歷時10多年，反復開展田間實驗，終于使‘揚麥33’在保證優良農藝性狀的前提下，實現了赤霉病抗性與產量協同提高。”高德榮說，“此外，‘揚麥33’還具有較高的營養價值，硒含量高于其他小麥品種，穩定性也很好。”
小麥育種由“經驗育種”向“精準育種”轉變
2021年5月23日，在高郵市甘垛鎮帶程村，江蘇省農業科學院組織專家組對“揚麥33”示范田進行評鑒后認定：“揚麥33”赤霉病抗性突出，同時兼抗白粉病等，綜合性狀優良，實現了抗赤霉病與高產協同遺傳改良的重大突破。專家組一致認為，“揚麥33”有望成為我國新一代主導品種。
“該品種的育成為抗赤霉病改良作出了貢獻，鞏固了我國抗赤霉病育種在國際上的領先地位。”中國工程院院士張洪程認為。
中國農業大學農學院副院長倪中福表示，“揚麥33”利用分子育種技術手段加強各類抗性基因聚合，大幅度提高育種效率和性狀改良精準性，使小麥育種由“經驗育種”向“精準育種”轉變。
高德榮告訴記者，目前，“揚麥33”正在江蘇、安徽、湖北和浙江等地示范種植。“今年秋播將在長江中下游赤霉病重發地區推廣，力爭實現‘減藥’的目標。”
品種改良一直在進行。10多年來，除了“揚麥33”，育種團隊堅持以解決生產重大問題為出發點，還培育了早熟高產品種“揚麥23”、耐遲播高產品種“揚麥25”、優質弱筋品種“揚麥24”、強筋品種“揚麥29”等，不少已成為長江中下游麥區主導品種。
在專心投入育種的同時，高德榮也一直在思考。在他看來，當前我國糧食生產向現代化邁進過程中，一家一戶小生產對農藥、化肥等投入成本意識不強，更關注產量。但規模種植的家庭農場不僅關心產量，更關注成本投入，關注生產風險，他們會要求品種抗病抗逆性強、高產穩產和節本高效，更有利于良種普及。
“我們將持續提高小麥抗病抗逆性，提高產量、改良品質，提高種麥的效益，為保障國家糧食安全作出貢獻。”高德榮說。
來源：人民日報
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