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陜西:“黑科技”打通育種創(chuàng)新“高速路”

發(fā)布日期:2024-01-28??來源:經濟參考報??作者:王璐??瀏覽次數:618
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核心提示:圖為工作人員對溫室內移栽的幼苗進行取樣,為分子檢測提供樣品。資料照片當下,正是為春耕備種的關鍵時節(jié),位于陜西省楊凌農業(yè)高新技術產業(yè)示范區(qū)的中國中化先正達集團中國楊凌技術中心格外忙碌。在這里,七八個月內就能創(chuàng)制數十萬株育種材料、僅用1~2代即可完成目標品種的性狀改良、兩到三年便可推出具有優(yōu)良特性的新品種……傳統(tǒng)模式里“大海撈針”式的育種創(chuàng)

圖為工作人員對溫室內移栽的幼苗進行取樣,為分子檢測提供樣品。資料照片

當下,正是為春耕備種的關鍵時節(jié),位于陜西省楊凌農業(yè)高新技術產業(yè)示范區(qū)的中國中化先正達集團中國楊凌技術中心格外忙碌。在這里,七八個月內就能創(chuàng)制數十萬株育種材料、僅用1~2代即可完成目標品種的性狀改良、兩到三年便可推出具有優(yōu)良特性的新品種……傳統(tǒng)模式里“大海撈針”式的育種創(chuàng)新在這里變成了“定向撒網”,既快又準。

種子是農業(yè)現代化的基礎,良種是保障國家糧食安全的源頭。自2021年7月《種業(yè)振興行動方案》出臺以來,我國種業(yè)創(chuàng)新跑出加速度,創(chuàng)新鏈和產業(yè)鏈深度融合,科研機構、企業(yè)、地方正攜手推動中國種業(yè)向育種4.0時代進發(fā)。

創(chuàng)新:從“大海撈針”變“定向撒網”

雪后的楊凌技術中心試驗基地,頗有幾分冷意。走進國內種業(yè)行業(yè)首創(chuàng)的LED無極調光溫室,不一會兒就熱到脫羽絨服。頂部一排排小燈泡的照射,讓不同生長階段的玉米籠罩在紫紅色的光中。

“他們是根據玉米生長所需的紅橙光和藍紫光合成的,可以實現光強動態(tài)調節(jié),突破季節(jié)限制。在這個占地12000平方米的溫室里,玉米育種一年可以達到四到五代的水平,相較傳統(tǒng)育種提速超2.5倍。”先正達集團中國玉米性狀開發(fā)團隊助理總監(jiān)梅文倩介紹說。

記者注意到,有科研人員正在對溫室內移栽的幼苗進行取樣,之后這些樣品將被送往實驗室。育種人員帶上“基因眼鏡”,就可以精準篩選出潛力性狀好的“優(yōu)等生”,再經相較傳統(tǒng)育種少得多的若干輪測試,最終選育出新品種。

這個“基因眼鏡”就是分子檢測。育種,其實就是將作物優(yōu)秀的基因組合到一起的過程。在傳統(tǒng)模式下,育種大多靠“拆盲盒”,需要通過觀察性狀的田間表現,不斷地篩選、組合,周期漫長,且充滿偶然性。但通過分子檢測等新技術,育種創(chuàng)新變成了一種相對可控、可預期的過程。

作為國內為數不多具備工廠化、集成化智能育種能力的平臺,楊凌技術中心的高通量檢測平臺不僅分子檢測能力高、檢測速度也快,單日檢測通量就高達數十萬,每年數據檢測通量更是達到了數千萬。借助分子標記技術,育種人員可以快速準確地從數十萬乃至數百萬材料中篩選出所需基因,而不再單純依賴田間觀察和驗證。

除了上述技術和設施,這里的生物育種“黑科技”比比皆是:國內轉育通量最大、速度最快的生物育種性狀快速整合平臺,每年可實現4~5代的“迭代”能力,遠超國內行業(yè)平均水平,其中的單倍體耦合基因編輯技術,僅用1~2代便可完成目標品種的性狀改良;國內最大的單倍體工廠化生產平臺,年產百萬株單倍體苗和數十萬雙單倍體,可以批量化創(chuàng)制優(yōu)良種質,加速育種流程。

融合:從實驗室到田間

一粒良種的誕生,需要科技的力量,也離不開創(chuàng)新鏈與產業(yè)鏈的融合支撐。

對此,西北農林科技大學副校長房玉林感受頗深。目前,依托楊凌中心這一平臺,該校與先正達集團中國正在打造混合式、協同性農業(yè)科技創(chuàng)新的新體系。他將這一探索總結為:以產業(yè)需求為導向,以項目合作為牽引,以人才培養(yǎng)為抓手。

將已經審定的成熟品種放入先正達集團中國高通量測試網絡體系中,進一步評價它的豐產性、適應性和商業(yè)化開發(fā)價值;共同研發(fā)成熟性狀的導入和應用,合作孵化新品種;進行種質資源的聯合測配,篩選優(yōu)良的組合……從實驗室到田間的育種“高速公路”正一步步打通,更多的科技成果與產業(yè)實現了有效對接。

實踐表明,單打獨斗不行,合作才能共贏。加快完善現代種業(yè)全產業(yè)鏈,促進產學研用結合,推進育繁推一體化,這是做強種業(yè)和種企的必由之路。

在我國首個農業(yè)高新技術產業(yè)示范區(qū)——陜西楊凌,1000多名育種科學家隊伍、6個種業(yè)創(chuàng)新中心、66個省部級技術平臺、100多家種業(yè)企業(yè)以及350個試驗示范基地集聚起來,“一區(qū)六中心多基地”的農業(yè)科技示范推廣體系形成了巨大的創(chuàng)新動力,打造我國“旱區(qū)種業(yè)硅谷”的步伐日益加快。

在海南三亞的國家南繁科研育種基地和崖州灣科技城里,處處可見科研人員忙碌的身影。先正達集團中國與海南省種業(yè)實驗室通過揭榜掛帥啟動合作課題20項,打造“企業(yè)出題—院所出智—成果共享—利益反饋”的研發(fā)創(chuàng)新閉環(huán),構建新型企科合作模式。

“這樣的模式不僅讓研發(fā)覆蓋面更廣、效率更快,也節(jié)省了投入。”中國中化先正達集團中國副總裁、種子業(yè)務單元總經理應敏杰告訴記者。

振興:向育種4.0時代進發(fā)

從全面加強種質資源保護、到大力推進種業(yè)創(chuàng)新攻關、再到加快完善現代種業(yè)全產業(yè)鏈等,近年來我國種業(yè)振興行動蹄疾步穩(wěn)。

農業(yè)農村部副部長鄧小剛日前表示:“2023年,我國種業(yè)振興行動取得階段性成效,完成新中國規(guī)模最大的全國農業(yè)種質資源普查,新收集種質資源53萬多份,轉基因玉米大豆產業(yè)化應用試點任務順利完成?!?/p>

其中,具有較強育種能力的育繁推一體化種子企業(yè)表現突出。以中國中化種業(yè)為例,2023年共有121個品種通過國家審定,較2022年提升20%。

數量更多、性狀更優(yōu)的新品種選育,則為我國糧食增產打下了堅實的基礎。2023年我國糧食產量再創(chuàng)歷史新高,連續(xù)9年穩(wěn)定在1.3萬億斤以上。

種業(yè)振興,引擎在科技。“當前,農業(yè)發(fā)達國家正邁向以生物技術和信息技術為基礎的智能育種4.0時代,但我國育種行業(yè)還普遍處在由雜交育種2.0階段向生物育種3.0階段的過渡期?!睉艚芙榻B說,4.0時代的關鍵衡量指標還是精準和效率。

西北農林科技大學玉米育種專家薛吉全在接受記者采訪時也表示,隨著《種業(yè)振興行動方案》的實施,當前種業(yè)發(fā)展迎來了一次新的機遇。不過,若從種業(yè)科技自立自強的角度來看,當前我國在種質資源、智能育種技術、人才等方面還存在不足,未來需在三個方面做好競爭力的提升工作,即種子創(chuàng)新能力、工程化技術的體系效率以及企業(yè)產品開發(fā)能力。

據先正達集團中國種業(yè)戰(zhàn)略與政府事務總監(jiān)張曉強介紹,下一步,先正達集團中國將圍繞研、育、繁、推等重點環(huán)節(jié),在全國范圍內展開布局。以優(yōu)質品種產出為核心,以科研為驅動力,打造五大核心研發(fā)平臺,加速種業(yè)科研能力建設、平臺打造和成果轉化效率,助力中國種業(yè)向育種4.0時代進發(fā)。(記者王璐)

責任編輯:何燁

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