一粒种子可以改变一个世界。习近平总书记指出,要下决心把民族种业搞上去,抓紧培育具有自主知识产权的优良品种,从源头上保障国家粮食安全。作为国家战略性、基础性核心产业,种业的发展离不开种质资源。新时代,为增强种业的核心竞争力,必须加强农作物种质资源库建设和种质资源保护、利用力度。
在国内,广东省开展生物种质资源库建设时间早、规模大、涉及生物门类多,但与国际先进水平相比,广东种质资源保存数量还不够,种质资源鉴定评价技术水平和标准化程度还较低。广东省农科院是全省保存农业生物种质资源最多的单位,一直致力于农作物种质资源收集、保存与创新利用,开展资源普查、收集、鉴评、保存和品种选育研究,为全省现代种业的发展提供了有力支撑。
品种创新,离不开种业“芯片”
近年来,随着生物技术快速发展,各国围绕重要基因发掘、创新和知识产权保护的竞争越来越激烈。“作物种质资源是种业的‘芯片’,必须率先建成种质资源强国。目前,中国已从种质资源落后国家发展成为位于世界前列的种质资源大国,正向种质资源强国不断迈进。”在中国种业改革40年座谈会上,中国工程院院士刘旭提出种质资源工作2035年发展目标,资源总量突破80万份,精准鉴定超过20万份,创新种质超过2000份,深化作物种质资源的基础研究。
多年来,广东省农科院已形成了从种质创新、育种新技术、新品种选育、品种示范推广到品种产业化应用的种业科技创新链条,在水稻、甜玉米、兰花、香蕉、荔枝、瓜茄类蔬菜、花生、甘薯、蚕桑、红茶、黄鸡等种质资源利用及育种研究方面具有较强实力。
目前,广东省农科院建有国家及农业部种质资源圃8个,省种质资源库11个,保存国内外农业生物种质资源4万多份,占全省三分之二,规模居华南地区首位。此外,广东省农科院是全省从事资源收集和引进最频繁、引进资源种类最多和需求量最大的单位,目前已经形成了一套完善的种质资源引进、收集和交流合作机制。
丰富的种质资源为良种培育奠定了基础。“十二五”以来,广东省农科院选育出省级以上审定品种380多个,获得植物新品种权50多个。目前,广东省应用的水稻、冬瓜、南瓜、芥蓝、苦瓜、丝瓜、节瓜、黄瓜、玉米、花生、茶、桑树、家蚕、兰花、优质鸡主要品种约有40%以上为广东省农科院选育。其中,香蕉新品种“中蕉9号”,田间表现不感枯萎病,阶段性地缓解了枯萎病这一重大国际难题；“黄华占”是全国种植面积最大的优质常规稻品种；“美香占2号”获得首届全国优质稻(籼稻)品种食味品质鉴评金奖；自主培育的“岭南黄鸡Ⅰ、Ⅱ、3号”三个配套系95%以上实现了产业化,被推广到全国30多个省市自治区,上市岭南黄优质鸡近4亿只,在全国黄羽肉鸡市场中占有率近10%……
上山下田,历经三年完成普查
随着气候、自然环境、种植业结构和土地经营方式的变化,大量地方品种迅速消失,作物野生近缘植物资源也因其赖以生存繁衍的栖息地遭受破坏而急剧减少。“很多人觉得现在吃的东西,比小时候吃的差了点味道。一些种质资源的特异性基因在育种选种的过程中,被慢慢地丢失了。”基因中心植物种质资源鉴评研究室博士陈兵先说到,很多农作物地方品种遭遇到空前破坏,这些承载着家乡味道的食材正与我们渐行渐远。
为了查清我国农作物种质资源家底,保护携带重要基因的种质资源,2015年,第三次全国农作物种质资源普查与收集行动在北京启动。广东省是全国第二批启动该行动的省份,按照计划,广东省的普查与收集行动自2016年启动,将历时三年完成。广东省农科院副院长易干军担任该行动广东区的技术负责人,基因中心承担了广东省农作物种质资源普查和收集行动专项任务。
入深山、访农户、下田间……为找到具有地方特色的各类农作物资源,省农科院出动了7个下属单位,共计104名专家,根据调查县市农作物种质资源分布情况和专家研究领域特点,分成不同调查队下乡调研。调查过程中,调查队发现,很多农作物的地方品种都是农村留守老人在种植,而年轻一代多数外出务工,不愿再从事低产出的农业种植,“这些资源如果再不及时加以保护,必然会逐渐消失”。
一县三镇九村,这是调查队一个星期必须完成的最少工作量。自年初制定计划以后,调查队的下乡计划几乎雷打不动。调查越深入,调查队愈加深刻认识到资源收集的急迫性。河源市东源县有一种地方野生稻,因种子具有落粒性,无法预估落粒时间,难以收集,且当地没有地方保存,只能任其在外生长。根据当地说法,调查组判断其具有收集的价值,于是跋山涉水前往野生稻所在地。可惜,当调查队抵达,野生稻早已了无踪影,“基本上这种情况都是人为破坏,外行人会把野生稻当成杂草”。
让调查队倍感庆幸的是,各地政府和农民都十分支持调查工作。河源市和平县猕猴桃种植面积达5万多亩,是全国最南端的优质猕猴桃生产基地。邹梓汉被当地人誉为“猕猴桃之父”,多年来十分关注种质资源收集工作。看到调查队的到来,他欣喜万分,“你们能来真是太好了,我就怕没人来做这件事,万一若干年后这些资源都丢失了,子孙后代可怎么办哟!”为了支持种质资源收集工作,年过七十的邹梓汉不仅无偿将自己保存的猕猴桃资源贡献出来,而且还带领调查队员上山采集其它野生资源。
“在协助完成80个县(市、区)的普查与征集工作基础上,我们完成了原定的24个系统调查县(市、区)的抢救性收集工作。此外,我们还承担了新增的12个县的普查与征集以及10个系统调查县的收集工作。”基因中心主任陈庄介绍,经过三年的普查和收集,目前该项目一共收集资源7000多份,超额完成任务指标。
此次种质资源普查覆盖了全省92个农业县(市、区)。广东省也成为全国率先加大普查力度的省份。广东省第三次农作物种质资源普查与收集行动涉及区域之大、参与人数之多均前所未有。为了提高收集效率和资源质量,调查队在实践中不断总结经验,确定了前期摸底调查、先期培训、走村入户的收集策略。
第三次全国农作物种质资源普查与收集行动首席科学家刘旭院士率队到广东省调研时,对广东省的创新性措施给予高度评价,希望及时总结经验,供后续开展普查工作的兄弟省份学习。在“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”工作调度会上,广东省农科院副院长易干军带领基因中心科技人员一行3人参加,并作为地方农科院的代表受邀在会上作典型发言,受到其他兄弟省份的一致肯定和好评。
锻造“尖兵”,搭平台聚人才
作为全省种业创新主力军,广东省农科院从未放松对种质资源的收集与保护。以第三次全国农作物种质资源普查与收集行动为契机,在广东省农业农村厅的支持指导下,广东省农科院于2018年8月启动了“广东省农作物种质资源库(圃)建设与资源收集保存、鉴评”专项,力争将广东省农业生物种质资源库建成华南地区领先的农作物种质资源保存和鉴评利用中心。
通过该项目的实施,现有的种质资源保存库容达将扩充到15万份以上；花生、甘薯、黄皮、柑橘、龙眼、花卉、桑树、茶树等种质资源圃将全面改造提升；新建优稀水果、落叶果树、芋属蔬菜、马铃薯、牧草、南药、多年生野生特种经济作物等资源圃；此外,项目将新建种质资源基因(DNA)库,实现库容达50万份水稻、蔬菜、果树、茶树、园林植物、蚕桑等农作物DNA样本的安全保存能力。为了加强种质资源的共享和利用,该项目还将建设种质资源综合信息展示平台和种质资源鉴评平台,实现对农作物种质资源的生态和分子鉴定,满足品质、抗病虫性、抗逆性等表型及分子鉴定评价的需求。
“广东省农作物种质资源库(圃)建设与资源收集保存、鉴评”项目将解决全省农业基因资源收集保存、创新利用和共享过程中的关键性、基础性和公益性问题,使广东种质资源保护和利用工作再上新台阶。
强大的学科优势和科研实力能够保证项目的顺利完成。广东省农科院迅速组织种业科技创新相关学科团队40个投身到相关工作中。“十三五”以来,广东省农科院已重点支持15个资源与育种学科团队创新建设,基因中心就是这其中的一支“尖兵”。
“不像其他研究所有成果、有历史,我们是一个年轻的单位。”陈庄介绍,基因中心是2012年5月得以批准设立,2013底正式招兵买马。自成立以来,基因中心经过几次职能调整,目前已经成为广东省农科院种质资源保存和鉴定工作不可或缺的力量。
2016年,基因中心接手管理广东农作物种质资源保护库,同时开展广东省农作物种质资源鉴评利用公共服务平台建设。2017年,基因中心开展广州国际种业种质资源库建设。
在承担一系列重大项目的同时,基因中心也紧抓人才队伍的建设。基因中心科技人员大多数是从国内外高等学府及研究机构公开招聘或引进调入的年轻人,全部具有硕士以上学历,其中博士占60%以上,有海外留学或工作经历的科技人员就有10人。目前,基因中心已经拥有了微生物资源研究室、植物种质资源鉴评研究室、分子育种研究室和华南创新中心公共实验室四个研究机构,科技人员达40人。
“我院投入大量资金购置了国际先进实验仪器,同时吸引了一批掌握先进技术的人才进来,他们可以与院里优势学科的专家团队相结合,为他们提供应用基础研究支撑和帮助。”陈庄充满信心地表示,“先进平台+优秀人才+重大项目,最优搭配应用到最基础的农业生物种质资源的的收集、保存与创新利用工作当中,必将为全省种业创新带来强有力的资源支撑、科技支撑。”
策划:陈永 何秀古 胡念飞 钟小雄
统筹:喻淑琴 段冬洋 邹文平
采写:南方农村报记者 魏耸
