探秘农业“芯片”.pdf

科学之友2023-0312国家级种质库种子的“诺亚方舟”如果说“种子是农业的芯片”，那么种质资源则是“芯片的芯片”。没有种质资源，农业育种创新将成为无源之水。“这种珍珠玉米是一个珍贵的地方品种，至少有100年历史。经过鉴定，爆米花率达到99%以上，粒粒都能爆开，品相优于当前主流品种，极具开发价值，能够保留下来是非常小概率的事件！”中国科学院院士钱前说。山西翼城老农刘怀智是“珍珠玉米”的资源持有者，看似不起眼的小粒玉米整个翼城只有他家还在种，产量不高，格外“娇气”，却让第三次全国农作物种质资源普查的科研人员如获至宝。如今，濒临消失的“珍珠玉米”种子有了安全的家2021年9月，国家作物种质库（下简称“国家种质库”）新库在中国农业科学院建成，并投入试运行。作为全球单体量最大、保存能力最强的国家级种质库，这里可以收藏各类珍贵的农作物种子等品种资源150万份，贮藏寿命最长可达50年，作为保障粮食安全的战略资源，堪称种子的“诺亚方舟”。是种质，不只是种子种质大于种子，这是一个必须要明确的概念。毫无疑问，种子承担着繁殖的作用。世界上90%的食用农作物都要靠种子来种植。那么，剩下的10%呢？那些没有种子的作物靠什么来“传宗接代”呢？“种质”概念就能够为此作出解答。种质资源又被称为遗传资源，一般是指生物体能从上一代传递给下一代的遗传物质。它当然可以是一粒种子，但并不是所有的植物都有种子，比如普通的马铃薯。这时候，种质也可能是一枚“果实”，一个“芽”，一段“枝条”，一撮“花粉”它们会被有选择地收藏在世界各国的种质库中。种质库一个最大的作用就是保护作物多样性。它能够留住那些自然界已经消失或者即将消失的作探秘农业“芯片”“种地不选种，累死落个空”“好种多打粮”“千算万算，不如良种合算”一句句朴素而直白的农谚道出一粒小小的种子如何承载粮食安全这一“国之大者”。种子是农业的“芯片”。当良种与土地相遇，丰收的希望便开始孕育。为了让田畴沃野处处升腾起这份希望，无数育种工作者在田垄间挥汗如雨、在实验室埋头苦干。专题13物基因，同时也能为未来的作物育种提供丰富的基因资源。或许有人会觉得这样的说法太夸张，但事实上，在全球气候变化进程中，生态系统有时候非常脆弱。研究人员认为，世界上超40%的植物物种处于灭绝的边缘。以一个最通俗的例子来说，袁隆平院士在培育杂交水稻时，野生稻基因功不可没，但如果当初野生稻种质资源没有被保存下来呢？好在没有如果。所以，对于种质库而言，保护过去就是保护未来。“身份贵重”的种质资源怎样的种质资源才能进入种质库呢？它需要有一个“身份证”。钱前院士曾说，基因特异性是鉴别种质资源的重要因素，但也要兼顾它们的“颜值”、个体大小等诸多方面。以水稻为例，要入库的水稻种质有158个信息，其中包括从产地到类型等28个护照信息和130个农艺性状信息。而且，一般来说，一年生农作物的种质资源需经过35年的鉴别才能决定是否入库，多年生则需要57年。为什么这么麻烦？因为要确定“新来的”和“老住户”之间真的存在显著差异，不能去浪费种质库的收藏能力。为了把种质资源保养好，种质库下足了功夫。从低温保存、超低温保存，到试管苗保存、DNA保存等，覆盖了世界上所有种质资源保存方式，贮藏寿命可达50年。比如：含水量5%8%的农作物种子一般被保存在18、湿度低于50%的低温库里，可以使它们的寿命延长到数十年，到时候还能保持超九成的发芽率。现在，国家种质库新库保存的52.1万份种质资源中有28万份在自然界已经绝版了。这些珍贵的种质资源是端稳中国饭碗的希望。南繁热土育种创新“策源地”海南三亚崖州湾边，垄纵沟横，良田万亩。国家南繁科研育种基地就坐落在这里。海南光热条件适合农作物生长，每年冬春，来自全国数百家农业科研机构的科技人员汇聚于此，从事繁育工作，“南繁”由此得名。据估算，我国育成农作物70%的新品种都经过南繁。种业全链条雏形初现南繁热土上，贯穿品种繁育、成果转化、销售加工的“育繁推服”种业全链条雏形初现。打通研封存好的种子至少可以保存50年以上国家种质库新库，工作人员小心翼翼地拿取种子科学之友2023-0314发和市场，企业是种业创新的关键主体。600多家涉农企业进驻崖州湾科技城，中国种子集团总部迁址于此，大北农集团落地生物育种专业孵化器始于一粒种子的南繁事业加速产业化裂变，为迎来开花结果的季节奠定基础。国以农为本，农以种为先。这些年我国粮食单产有较大幅度提升，50%以上归功于品种改良。我国农作物自主选育的品种种植面积占到95%以上，做到了“中国粮主要用中国种”。与此同时，仍要看到我国粮食供求紧平衡的格局没有变，广袤田野呼唤更多良种。加快建立健全商业化育种体系，良种才能源源不断地从试验田走向大田。海南到山东距离不近，但在被誉为“中国紧凑型杂交玉米之父”的李登海心里却不遥远。年过七旬的他40多年来，年年到南繁育种，收获种子后带回山东继续加代繁育。坚持“育繁推”一体化，李登海创办的山东登海种业股份有限公司在海南多地建立育种基地，在新疆、甘肃、宁夏、山东布局种子生产加工基地，同时不断完善产前、产中、产后全程化服务，加快新品种推广。1972年至今，李登海带领团队率先育出亩产从700千克到1 600千克的紧凑型高产玉米新品种。南繁见证了人们不断培优品种的努力和收获的丰硕果实。种业振兴永不止步 2023年新春过后，南繁基地忙碌的新一年开启了。一早，检查一遍包里的记录本，育种管理员贾亚军出了门。20千米外的试验田里，4万株田菁已有半米高，随着微风摇曳。这一大片田菁，贾亚军熟稔于心。自2016年来到三亚，他已在此度过了7个冬天。2021年，崖州湾种子实验室在崖州湾科技城正式揭牌，贾亚军加入了中国科学院院士曹晓风的团队，负责种子派发、植株观察等工作，成了试验田里的“大管家”。随着崖州湾种子实验室挂牌，浙江大学、中国农业大学、中国农业科学院等高校及科研院所开始与实验室开展专业人才阶段性联合培养。如今，海南专项研究生近3 000人。20世纪50年代以来，已有超过60万人次到海南开展南繁育种。年轻人的到来为当地带来了新气象，几乎每天都有农业专业的研究生到基地工作。“人就像种子，要做一粒好种子。”袁隆平生前多年如候鸟般定期到海南开展育种科研，质朴的语言种在了无数年轻南繁人心中。日新月异的崖州湾科技城，新建道路“隆平街”“传薪街”笔直宽阔。“隆平街”寄托着南繁人对育种家的致敬，与“传薪街”并行通向“振兴路”，种业振兴成为南繁人的共同追求。目前，我国已形成了以海南、甘肃、四川三大国家级育制种基地为核心，96个制种大县和120个区域性基地为骨干的种业基地“国家队”，国家级基地供种保障能力提高到75%，覆盖了粮、棉、油、糖、果、菜、茶等重要农作物。国家南繁科研育种基地，工作人员在试验田中劳作