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    這群追著太陽耕作的人 為種業振興裝上更多“浙大芯”
    發表日期:2021/12/6 來源:托普云農 瀏覽次數:313次

            種子是農業的“芯片”。一粒種子,關乎國力和民生。
            浙江大學農業設計育種團隊堅持服務國家重大戰略,多年來不分寒暑,轉戰南北,放眼960萬平方公里土地上的田野,只為找到最優種質、培育最優品種,為民族種業振興裝上更多“浙大芯”。
            時近歲末,在這盤點一年收獲的時節,我們走近這群追著太陽耕作的人,分享最新育種成果帶來的喜悅,感悟農業科技工作者獻身“國之大者”的初心。


    {開發一種制造“芯片”的“芯片”}
            從杭州,到石河子、庫爾勒和阿克蘇——每年的棉花豐收季,浙大農業與生物技術學院張天真教授和團隊成員都要飛越4000多公里,來到新疆的大片棉花田里。張天真利用現代育種技術培育出一種新的棉花品系,巧妙地保留棉花植株上的腺體、去掉棉籽上的腺體,從而提高了棉籽的高效利用,因為棉籽上的腺體包裹著棉酚,雖然可以幫助棉花防御病蟲危害,但對人類卻有毒害作用。而這項成果目前正在為市場化應用做進一步研究,一旦投入市場,將為新型低酚品種的開發利用、糧-棉-油-飼一體化經濟作物的精準培育打下基礎。


    {水稻育種和時間賽跑}
            這是一支與時間賽跑的水稻育種團隊。即便采用冬季南繁技術,水稻穩定新品系的育成也需要5年以上的時間。這之后,還需要3年至5年來完成區域性試驗、生產性試驗和品種審定等。接著還要再經過2年左右的生產適應性研究,才能真正實現應用。這筆時間賬,浙大農業與生物技術學院舒慶堯教授在心中不知算過多少回。
            事關國家糧食安全,必須只爭朝夕,迎難而上!”舒慶堯團隊創造性地提出了“材料集中創制、品種多地同時選育”的高效水稻品種培育新路徑。浙大團隊與地方農科院、種業產業共同構建“浙大水稻科企聯合體”,為高效培育水稻品種和產業化提供了保障。無錫-浙大生物育種中心,已連續4年實現年產花培苗3萬株以上,成為國內外水稻單倍體育種規模最大的基地。培育出的加倍單倍體系性狀穩定,攜帶所需的抗病基因,可以同時在不同稻區同步開展新品種選育。


    {為了玉米抗蟲天南海北挖土}
            金燦燦、軟糯糯的玉米,是我們飯桌上常見的糧食。一直以來,玉米種植面臨著病蟲害的威脅和雜草的影響,產量陷入瓶頸。有沒有一種技術能解決這些問題呢?改變玉米本身,是高產的一條重要技術路徑。“轉入的優勢基因要從環境中尋找,比如殺蟲的基因就主要向土壤微生物要資源”,為此,團隊天南海北去挖土,尋找豐富的微生物資源。
            功夫不負有心人,沈志成團隊先是在微生物中找到抗蟲基因,后又從古老的抗輻射細菌中找到了耐草甘膦(一種高效除草劑)的基因。第一代轉基因玉米在浙江大學實驗室產生了。“瑞豐125”由此誕生并增產至6%至10%。“這個數字看上去不高,但平均畝產增加了100斤以上。當前我國種植約有6億畝玉米,可以增產超過600億斤”。


    {君看大麥熟顆顆是黃金}
            五千多年來,大麥在華夏大地上播種、生長、豐收,陪伴著中華文明從刀耕火種走向現代化。但長期以來,學界一直將中東“肥沃月灣”地區認為是大麥的起源和進化中心。
            浙江大學農業與生物技術學院張國平教授團隊與全球大麥科學家合作完成了大麥基因組計劃,并對我國科學家在上世紀60年代在青藏高原考察征集到的近200份青藏高原野生大麥進行種質資源精準解析。
            團隊通過在全基因組范圍內比較大麥DNA指紋譜圖,發現藏族先民在青藏高原地區獨立馴化了大麥,從分子水平上證明了青藏高原野生大麥的獨立起源,是現代栽培大麥的主要祖先之一;他們還利用轉錄組測序技術分析了青藏高原野生大麥、中東野生大麥與現代栽培大麥基因組的差異,表明現代栽培大麥的基因組至少有一半來自青藏高原野生大麥。
            張國平團隊被同事稱為“麥田的守望者”,多年來一直圍繞著大麥的非生物脅迫等方向開展工作。
    全球變暖正在嚴重影響包括大麥在內的農作物生產。干旱發生時,不僅會降低大麥粒重與產量,嚴重時甚至導致大麥幼苗凋萎枯死而絕收。
            他們收集了來自以色列進化谷溫暖潮濕的“歐洲坡”和高溫干旱的“非洲坡”中的22份野生大麥材料,發現“非洲坡”野生大麥在干旱脅迫下具有更高的凈光合速率、氣孔導度和蒸騰速率,在干旱處理下水分利用率顯著高于“歐洲坡”野生大麥。團隊在以上兩類野生大麥群體中共鑒定出161個可能參與了大麥干旱適應調控的潛在基因,這些基因可被用于耐旱品種培育。這為耐旱品種培育提供了理論指導和基因資源。
            團隊還利用全球收集的100份大麥核心種質進行土培苗期耐旱試驗,鑒定耐旱種質與相關基因,從大麥種質材料中篩選出抗旱的基因型。在長期的研究中,團隊先后發現了作物非生物脅迫耐性的生理和分子機制,完成了高產、優質、耐逆基因發掘與新種質創制,闡明了氣孔進化、逆行信號通路和鉀離子等耐旱新機制,鑒定了多個參與逆境耐性的轉錄因子和調控基因的分子功能。
            “歉歲地惜寶,惠民天用心。君看大麥熟,顆顆是黃金。”古人感慨,在旱情下大地很珍惜種下的每顆種子,老天也用心為人民創造了豐收的年景。沒有從天而降的瑞年,唯有一群像張國平團隊這樣關注作物的科研人正在為豐收默默傾力守護,以期不負太陽的熾烈情懷,為國家農業生產創造更大的作為。

    本文素材來源:浙江日報
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