編輯@石時農(nóng)業(yè)
河南是我國小麥第一大種植區(qū)。在這里出生的肖永貴也一生與小麥結(jié)緣。
作為中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥產(chǎn)業(yè)專家團副團長,他常輾轉(zhuǎn)于小麥重要產(chǎn)區(qū),下到地里,從起苗到收獲;緊隨產(chǎn)業(yè)最新動態(tài),讓小麥的育種方向有的放矢;參與小麥品質(zhì)標準的制定,推動“未來小麥”快速育種平臺的建設(shè)。
01
我國小麥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與趨勢
我國小麥年產(chǎn)13.5千億斤,作為口糧,供需沒有缺口。主產(chǎn)區(qū)有河南、安徽、山東、江蘇,新疆近年也有所增長,種植面積約一千多萬畝。目前,我國小麥產(chǎn)業(yè)上存在的主要問題有:
1. 氣候引起的干旱,嚴重時,多達三分之一的小麥受其影響。
2. 病蟲害:白粉病、銹病前些年有所加重,目前在“一噴三防”的國家政策下取得了很好的控制效果;對于赤霉病,國家非常重視應(yīng)急預(yù)測和抗赤霉病育種工作,在品種上取得了很大進步;紋枯病也在包衣措施的推廣下得到了有效緩解。
3. 飲食需求日益多元,如麥芯粉、不同顏色的面粉、酒糧、西餐中所需要的強筋(用于面包、披薩)、弱筋(用于蛋糕、餅干)面粉。雖然我國的小麥產(chǎn)量足夠溫飽之需,但國產(chǎn)小麥尚無法滿足市場對這些“花樣”面粉的需求,強、弱筋面粉需要依賴進口,年進口300萬噸。
這些生產(chǎn)上面臨的問題,也是育種學(xué)家的目標。
肖永貴說,“原來的產(chǎn)業(yè)鏈順序是農(nóng)民/生產(chǎn)商、糧商、加工商、消費者,現(xiàn)在相反了。消費者想吃什么在前,然后倒逼生產(chǎn)的前端,最終為育種家提出訴求。這要求科學(xué)家不能只呆在實驗室,要仔細調(diào)研生產(chǎn),和產(chǎn)業(yè)結(jié)合。”
02
成果
肖永貴團隊師承中國小麥遺傳育種學(xué)科主要奠基人之一、中國小麥品質(zhì)育種鼻祖莊巧生院士,一直專注于小麥品質(zhì)育種研究。
近年來,其團隊圍繞品質(zhì),將世界范圍內(nèi)小麥的很多實用性分子標記做了重新開發(fā),已在育種上應(yīng)用;開發(fā)的新品種包括中麥175、中麥895、中麥578(2020年黃淮海區(qū)域產(chǎn)量最高的品種)。
春季,我國飼草常常面臨短缺,造成了“青貯小麥”現(xiàn)象,影響了糧食安全。對此,肖永貴介紹了農(nóng)科院作科所獨創(chuàng)的物種——八倍體小黑麥,一種糧食飼料兼用作物。將近五十年前,該品種由小麥與黑麥雜交形成,植株可長到2米多,不僅可越冬,還能耐瘠薄、耐鹽堿、耐旱,甚至能在礦區(qū)、復(fù)墾區(qū)生長,已經(jīng)在新疆推廣。
03
快速育種平臺
我國的小麥育種,在高產(chǎn)方面可以與國際并跑,但在速度上不盡人意,只能做到一年三代,而國際上可達到一年六代??焖儆N、精準選擇,是我國育種在技術(shù)上的兩大目標。
“我們?nèi)鄙俚氖瞧脚_——快速育種平臺。”該平臺通過光溫控制促進小麥快速生長。肖永貴表示,從技術(shù)上推動該平臺的建設(shè)正是農(nóng)科院作科所的責(zé)任。
育種不僅需要提高速度,還要保證質(zhì)量——三高一優(yōu)的“未來小麥”,即高產(chǎn)、高抗(抗逆、抗?。⒏咝ВB(yǎng)分利用效率)、優(yōu)質(zhì)。
要實現(xiàn)“未來小麥”,除了快速育種平臺的基礎(chǔ),還要有“鍛煉”,即用“模擬倉”模擬生產(chǎn)上的各種條件,進行跟生產(chǎn)匹配的鍛煉,以對生產(chǎn)上的問題進行提前判斷;以及田間鑒定評價,在模擬環(huán)境的基礎(chǔ)上更接近生產(chǎn);最后是加工環(huán)節(jié),對加工后的產(chǎn)品進行評估。
在上述技術(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合分子標記、分子輔助選擇、外源基因?qū)搿⒒蚓庉?、遠緣雜交等技術(shù),才更有可能出現(xiàn)“三高一優(yōu)”。
04
面對育種4.0時代
傳統(tǒng)育種是根本,“下地看”是硬功夫。肖永貴認為,傳統(tǒng)育種短期很難被技術(shù)取代,國內(nèi)外在育種上占主流的依然是經(jīng)驗。這些經(jīng)驗理論上固然可以被抽象出來形成算法(例如模擬倉),但需要大量資本和時間,更重要的是生產(chǎn)上條件復(fù)雜,以往的有限經(jīng)驗規(guī)律難以判斷多變的未知情況。
對于育種家來說,掌握傳統(tǒng)育種的經(jīng)驗技術(shù)以外,分子育種技術(shù)、表型鑒定技術(shù)和數(shù)據(jù)分析能力亦必不可少。