種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”。日前，江蘇省委書記吳政隆到省農(nóng)作物種質(zhì)資源中期庫(kù)調(diào)研，他說(shuō)，要加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，培育更多具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良品種，為打贏種業(yè)翻身仗作出江蘇貢獻(xiàn)。

　　隨著生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，世界各國(guó)在種業(yè)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。這種情況下，江蘇乃至中國(guó)種業(yè)如何提高種源保障能力和種業(yè)創(chuàng)新能力?12月17日， 《科技周刊》記者走進(jìn)省農(nóng)作物種質(zhì)資源庫(kù)，聚焦種業(yè)創(chuàng)新的方方面面。

　　5.59萬(wàn)份種質(zhì)資源20年內(nèi)仍可發(fā)芽生長(zhǎng)

　　種質(zhì)資源，是作物新品種培育的物質(zhì)基礎(chǔ)，如果說(shuō)種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”，種質(zhì)資源則是種業(yè)“芯片”的關(guān)鍵核心元件。在江蘇南京紫金山下的省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，擁有一座種子圣殿，珍藏了來(lái)自國(guó)內(nèi)外的5.59萬(wàn)份農(nóng)作物及其近緣野生植物種質(zhì)資源。

　　17日上午，記者在省農(nóng)作物種質(zhì)資源庫(kù)門口看到，各式各樣五顏六色的種子在空地上曬太陽(yáng)，有豌豆、黑豆、花生等各類新采集的種子樣本，隨袋標(biāo)簽上是種子的產(chǎn)地和采集時(shí)間?！皬奶锏乩锸占姆N子第一步是曬太陽(yáng)，去除表面水分?！苯K省農(nóng)科院種質(zhì)資源與生物技術(shù)研究所研究員顏偉介紹，種質(zhì)資源不僅是作物育種和生物科學(xué)研究的物質(zhì)基礎(chǔ)，還是中華傳統(tǒng)農(nóng)耕文明的重要載體，透過(guò)一粒普通種子看到人類改造自然適應(yīng)自然的歷史，如何有效保護(hù)至關(guān)重要。為此，研究所在省科技廳、省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳、省發(fā)改委等部門的支持下，建立了江蘇省農(nóng)作物種質(zhì)資源中期庫(kù)，為這些寶貴資源材料搭建了一個(gè)像銀行金庫(kù)一樣堅(jiān)固、安全的“家”。

　　種子進(jìn)“家門”的第二步就是在“入庫(kù)前處理實(shí)驗(yàn)室”預(yù)處理?！皶襁^(guò)的種子含水量為13%，脫水程度還未達(dá)到入庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)，所以還需進(jìn)一步烘干?！痹陬亗ド砗?，多臺(tái)“雙15”種子干燥箱正在工作中，在15℃和15%相對(duì)濕度的環(huán)境下，烘干后的種子含水量安全降為8%。緊接著種子被鋁箔紙包裝好后抽真空碼放在一起，貼上條碼方便數(shù)據(jù)管理。

　　最后，這些種子會(huì)存入824立方米的低溫冷藏倉(cāng)庫(kù)。在這個(gè)庫(kù)里，水稻、小麥、大麥、大豆、玉米、棉花、油菜、花生等54類資源匯集于此，涉及14個(gè)科、56個(gè)屬、96個(gè)種。它們來(lái)自五湖四海，許多資源樣本可以追溯到上世紀(jì)30年代，不乏古老地方品種、特色遺傳材料和野生近緣種等。

　　穿過(guò)三層嚴(yán)密的防護(hù)門，記者走進(jìn)光線昏暗的倉(cāng)庫(kù)，頓時(shí)一陣涼意席卷全身。這里動(dòng)態(tài)監(jiān)控庫(kù)內(nèi)每一分每一秒的濕度、溫度環(huán)境。而在這種嚴(yán)格的控制條件下，入庫(kù)的種子能保存20年左右的時(shí)間。“這兒一年四季處于-4℃，相對(duì)濕度保持在50%以下，種質(zhì)資源種子樣本經(jīng)過(guò)15年，仍可正常發(fā)芽生長(zhǎng)。”顏偉說(shuō)。

　　《科技周刊》記者在像超市貨架的置物臺(tái)上看到，一排排嚴(yán)密包裝的種子樣本，就像圖書館書架上存放的書籍，每袋種子都清晰地標(biāo)著一串?dāng)?shù)字條碼。這串條碼是種子們的“身份證號(hào)”。為更好保存和開發(fā)利用種質(zhì)資源，庫(kù)內(nèi)還配備了活力監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室、指紋圖譜實(shí)驗(yàn)室和品質(zhì)實(shí)驗(yàn)室及先進(jìn)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等，大大延長(zhǎng)了種子貯存壽命，顯著改善了我省農(nóng)作物種質(zhì)資源的保存和保護(hù)狀況。

　　種質(zhì)資源庫(kù)“誕生”眾多農(nóng)作物明星產(chǎn)品

　　截至今年11月，庫(kù)內(nèi)已經(jīng)保存有5.59萬(wàn)份農(nóng)作物種質(zhì)樣本。其中，最令人引以為傲的是上世紀(jì)30年代收集的一批南方地區(qū)小麥種質(zhì)資源和長(zhǎng)江中下游地區(qū)的水稻種質(zhì)資源，可以說(shuō)是種質(zhì)資源庫(kù)里的“壓箱底寶貝”。我們熟知的南粳46、抗赤霉病小麥等親本資源都來(lái)自該中期庫(kù)，還有從英國(guó)引進(jìn)的潘氏國(guó)際小麥，在我國(guó)早期小麥新品種培育中發(fā)揮了重要作用。

　　以“南粳46”為代表的南粳系列優(yōu)良食味粳稻品種，是公認(rèn)的“江蘇最好吃的大米”。而該品種的關(guān)鍵元件優(yōu)質(zhì)基因就來(lái)自種質(zhì)資源庫(kù)中優(yōu)質(zhì)水稻資源“關(guān)東194”，為江蘇“南粳”系列品種培育作出了突出貢獻(xiàn)。

　　為了培育既高產(chǎn)又好吃的大米，省農(nóng)科院糧食作物研究所王才林團(tuán)隊(duì)從我國(guó)東北、長(zhǎng)江中下游、云貴高原等不同粳稻區(qū)和日本、韓國(guó)等國(guó)家收集了數(shù)千種粳稻品種，其中就包括“關(guān)東194”，從中發(fā)現(xiàn)了控制水稻食味品質(zhì)的關(guān)鍵因子，歷經(jīng)十多年耕耘，培育出適合太湖流域種植的“南粳46”，品質(zhì)可與日本的“越光”相媲美。2011年，研發(fā)出了適合長(zhǎng)江兩岸種植的“南粳5055”，2013年，又推出適合江淮地區(qū)種植的“南粳9108”。目前“南粳9108”已經(jīng)成為全國(guó)推廣面積最大的粳稻品種之一。

　　還有我們熟知的綠豆，不僅我們愛(ài)吃，還招來(lái)了一群“吃豆狂魔”——豆象。別看人家個(gè)頭小，履歷卻很驚人，被稱為世界第一的倉(cāng)儲(chǔ)害蟲。豆象造成的產(chǎn)量損失可達(dá)40%-60%，如再次侵染危害率甚至?xí)_(dá)到100%，可以說(shuō)是現(xiàn)實(shí)版“吃豆人”游戲的最強(qiáng)王者，同時(shí)也是綠豆產(chǎn)業(yè)揮之不去的噩夢(mèng)。

　　為了守護(hù)豆豆們的“豆身安全”，省農(nóng)科院經(jīng)濟(jì)作物研究所研究員陳新團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)團(tuán)隊(duì)從4500多份綠豆資源中成功篩選出了高抗豆象資源4個(gè)和高抗葉斑病(綠豆的一種主要病害)資源1個(gè)，在國(guó)際上率先培育出了抗豆象及葉斑病綠豆品種?！斑@個(gè)品種里有一種酶，豆象不愛(ài)吃，它們吃了會(huì)不消化?！标愋陆榻B，如今，高抗豆象品種已形成“蘇綠2號(hào)”“蘇綠6號(hào)”“中綠5號(hào)”三大品種入駐種質(zhì)資源庫(kù)，還被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、江蘇省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳認(rèn)定為主推品種，累計(jì)種植面積1800萬(wàn)畝，增收21億元，在江蘇覆蓋率達(dá)到95%以上。

　　5.59萬(wàn)份種質(zhì)資源中，利用最廣的莫過(guò)于“望水白”“蘇麥3號(hào)”。它們是全球最優(yōu)的抗赤霉病資源，目前廣泛應(yīng)用于全世界小麥抗赤霉病品種的選育。顏偉告訴記者，長(zhǎng)江中下游一直是我國(guó)小麥赤霉病流行和暴發(fā)的區(qū)域，這種病堪稱“小麥癌癥”，至今沒(méi)有特效藥物根治，并且正在向其他麥區(qū)蔓延。因此，在種質(zhì)資源庫(kù)中尋找抗性基因成為科學(xué)家的希望。直到我國(guó)科學(xué)家在“蘇麥3號(hào)”“望水白”等長(zhǎng)江中下游抗病品種中找到了關(guān)鍵基因Fhb1，為戰(zhàn)勝小麥赤霉病提供了有力的武器。

　　夯實(shí)種質(zhì)資源根基，打造硬核農(nóng)業(yè)“芯片”

　　種質(zhì)資源庫(kù)建設(shè)的最終目的還是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，顏偉坦言，我們的主糧種子不缺，但還有相當(dāng)一部分高端蔬菜種子掌握在發(fā)達(dá)國(guó)家手中，推進(jìn)種質(zhì)種業(yè)產(chǎn)業(yè)化任重道遠(yuǎn)。

　　今年1月初，中央一號(hào)文件提出“打好種業(yè)翻身仗”?！拔依斫獾姆N業(yè)翻身仗，可能更多意味著在高檔農(nóng)作物種子領(lǐng)域進(jìn)行攻堅(jiān)戰(zhàn)?！苯K省種業(yè)科技工程研究中心主任張紅生認(rèn)為，種業(yè)翻身仗一是要解決“種源”問(wèn)題，二是要解決技術(shù)創(chuàng)新問(wèn)題。種業(yè)不僅僅是種源本身，還包含研發(fā)和生產(chǎn)、銷售和售后服務(wù)等相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，以及涉及種質(zhì)資源發(fā)掘、保護(hù)與創(chuàng)新技術(shù)、新品種培育技術(shù)、種子生產(chǎn)和加工技術(shù)等。

　　顏偉介紹，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部于2015年啟動(dòng)了第三次全國(guó)農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動(dòng)，搶救性收集保護(hù)農(nóng)作物地方種質(zhì)資源?！翱茖W(xué)家要與時(shí)間賽跑，搶在資源消失之前，搶救性保護(hù)地方特色資源，確保資源不喪失。”顏偉說(shuō)，我省于2016年啟動(dòng)了第三次農(nóng)作物種質(zhì)資源普查項(xiàng)目，組建調(diào)查隊(duì)對(duì)全省60個(gè)農(nóng)業(yè)縣進(jìn)行了普查，并選取17個(gè)生態(tài)代表縣進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查。

　　這5年時(shí)間里，省農(nóng)科院專家們跑遍了全省各地，征集和收集到在本地種植了30年以上的農(nóng)家種質(zhì)資源3700多份，并進(jìn)行了初步的分類鑒定、性狀評(píng)價(jià)以及繁殖，最終將優(yōu)質(zhì)的樣本提交到國(guó)家農(nóng)作物種質(zhì)資源庫(kù)。

　　收集這些種質(zhì)資源成為農(nóng)業(yè)種業(yè)的振興之寶，最終還要依靠科技的力量。“對(duì)于育種人來(lái)說(shuō)，沒(méi)有壞的種質(zhì)資源?！鳖亗ジ嬖V記者，種質(zhì)資源庫(kù)中收集的大多數(shù)品種，可能看起來(lái)品相不好、產(chǎn)量不高或某些抗性不強(qiáng)，難以直接利用，但其中蘊(yùn)含著豐富的遺傳多樣性，需要通過(guò)表型和基因型研究，挖掘優(yōu)異基因，比如優(yōu)良食味水稻、抗赤霉病小麥、抗豆象綠豆等。顏偉建議，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)種質(zhì)資源的精準(zhǔn)鑒定和深度評(píng)價(jià)，“我們是資源大國(guó)但不是資源強(qiáng)國(guó)，儲(chǔ)藏資源中經(jīng)過(guò)深度鑒定評(píng)價(jià)的不足10%，在優(yōu)異資源的發(fā)掘利用方面與發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大距離?！?/p>

　　值得一提的是，為了促進(jìn)種質(zhì)資源的共享與產(chǎn)業(yè)化推廣，研究所還對(duì)4.7萬(wàn)余份種質(zhì)材料的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理整合，設(shè)計(jì)開通了江蘇省農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源信息共享服務(wù)系統(tǒng)，為超8萬(wàn)人次提供網(wǎng)絡(luò)查詢服務(wù)；向中國(guó)農(nóng)科院作物所、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)等近300家科研育種單位提供種質(zhì)材料數(shù)萬(wàn)份次，有力支撐了作物育種、科研和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　(新華日?qǐng)?bào)記者 張宣)