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【南方日報】探訪農(nóng)業(yè)“芯片”育成之路
華南最大農(nóng)作物種質(zhì)資源“圖書館”建成，成為廣東種業(yè)振興基礎(chǔ)工程
如果說種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”，那種質(zhì)資源就是制造“芯片”的“晶圓”。
要實現(xiàn)種源自主可控、種子品種優(yōu)良，需要利用大規(guī)模保存的種質(zhì)資源進行品種研發(fā)、改良，將農(nóng)作物在自然狀態(tài)下發(fā)展出的優(yōu)良性狀集成在一個品種上?？梢哉f，離開種質(zhì)資源，種業(yè)科研的核心突破幾乎不可能。
如今，廣東有了屬于自己的種質(zhì)資源“圖書館”，它將成為廣東種業(yè)振興和農(nóng)業(yè)科研的基礎(chǔ)工程。
日前，“廣東省農(nóng)作物種質(zhì)資源庫（圃）建設(shè)與資源收集保存、鑒評”項目（下稱“項目”）通過驗收，華南地區(qū)最大的農(nóng)作物種質(zhì)資源“圖書館”宣告落成。項目由省財政投資5000萬元，依托省農(nóng)科院建設(shè)，歷時3年多打造完成。
“種質(zhì)”是指生物體親代傳遞給子代的遺傳物質(zhì)，植物的種子、果實、根、莖、苗、芽等繁殖材料都是種質(zhì)資源的組成部分。目前，省農(nóng)科院共收集保存6.3萬余份農(nóng)作物種質(zhì)資源，涵蓋190個物種，占全省保存農(nóng)作物資源的70%以上。
位于廣東的這座“圖書館”里究竟藏了哪些種質(zhì)？這些種質(zhì)又是如何保存的？科學(xué)家如何將其用于種業(yè)科研？本期科技能見度帶你揭開華南最大農(nóng)作物種質(zhì)資源“圖書館”的神秘面紗。
■收集
分類保存6.3萬余份種質(zhì)資源
在種質(zhì)資源收集保存方面，廣東起步已有一個世紀(jì)。省農(nóng)科院院長陸華忠告訴記者，本次項目的驗收，極大提升了我省農(nóng)作物種質(zhì)資源安全保存的能力與水平。
項目負責(zé)人、省農(nóng)科院副院長易干軍告訴記者，項目實施以來，新收集特色農(nóng)家種、地方品種和野生資源等8129份。目前，省農(nóng)科院已保存6.3萬余份各類農(nóng)作物種質(zhì)資源，占全省保存農(nóng)作物種質(zhì)資源的70%以上。
不同的農(nóng)作物生活習(xí)性和繁衍方式不同，其種質(zhì)資源保存方式亦隨之不同，這也給相關(guān)工作帶來了難度。
除了常見的保存種子，有些作物的種質(zhì)資源需要以試管苗形式保存；荔枝等木本果樹培育時間長、占地面積大，須圃地保存整棵果樹作為種質(zhì)資源；花生、芝麻等作物則可以用冷庫保存干燥的種子，但種子的活性也隨時間推移而減弱，所以每隔固定時間，需要把種子種下去重新繁育，得到新種子后再保存。
為妥善保存海量的種質(zhì)資源，項目耗費3年多時間，對現(xiàn)有的種質(zhì)資源保存場地、設(shè)施進行了改造提升，并新建了一批種質(zhì)資源圃、離體庫及DNA庫，形成了可對種質(zhì)資源進行全方位保存的廣東農(nóng)作物種質(zhì)資源保護體系。
目前，該體系擁有21個省級以上種質(zhì)資源庫（圃）、1個DNA庫、一批離體保存庫、一批原生境保護區(qū)。項目驗收通過后，省農(nóng)作物種質(zhì)資源庫（圃）成為華南地區(qū)規(guī)模最大、系統(tǒng)最全的農(nóng)作物種質(zhì)資源公益性科研平臺。
■開源
共享資源提高育種研發(fā)效率
對于一線科研人員而言，省農(nóng)作物種質(zhì)資源庫（圃）的“開源”特性為種業(yè)科研賦予了新的想象空間。
“開源”可讓更多人參與種業(yè)研發(fā)，在浩如煙海的種質(zhì)資源中挖掘更優(yōu)良的基因性狀?！氨热缤瑫r作為藥材、蔬菜及觀賞花卉的石斛，若大家共享利用種質(zhì)資源，石斛菜、藥、花三方面的育種效率都將得到提升?！笔∞r(nóng)科院環(huán)境園藝研究所一名科技人員告訴記者。
相關(guān)負責(zé)人介紹，接下來，在繼續(xù)加強農(nóng)作物種質(zhì)資源收集，實現(xiàn)應(yīng)收盡收、應(yīng)保盡保的基礎(chǔ)上，要重點做好資源的精準(zhǔn)鑒評、創(chuàng)新利用和共享服務(wù)。比如，加快推進種質(zhì)資源的深度評鑒，構(gòu)建分子身份證或指紋圖譜，實施知識產(chǎn)權(quán)保護，遏制基因的流失；建立分子育種技術(shù)體系，實現(xiàn)育種技術(shù)的轉(zhuǎn)型升級；建設(shè)農(nóng)作物表型組學(xué)研究平臺，規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化篩選與鑒定優(yōu)異種質(zhì)資源；建設(shè)農(nóng)作物種質(zhì)資源數(shù)字化共享平臺，實現(xiàn)種質(zhì)資源的數(shù)字化統(tǒng)一管理和基于數(shù)據(jù)的高效挖掘、精準(zhǔn)利用，打通資源信息鴻溝，促進共享開發(fā)利用等。
■育種
特色種養(yǎng)助力鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興
發(fā)展特色種植養(yǎng)殖、尋找差異化賽道，一直是全面推進鄉(xiāng)村振興過程中各地的工作重點。因此，培育特色農(nóng)作物新品種也是助力鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興的重要方式。
在省農(nóng)科院的特種經(jīng)濟作物種質(zhì)資源圃中，記者發(fā)現(xiàn)了茨菇、空心菜、馬蹄、沙葛等極具廣東特色的作物品種?！半m然尚未有團隊進行充分的育種研究，但這些土生土長的本地品種，對未來豐富種植內(nèi)容，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，助力鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興等方面有很大潛力?！毕嚓P(guān)負責(zé)人告訴記者。
若推廣種植農(nóng)作物品種單一，則有“果賤傷農(nóng)”“菜賤傷農(nóng)”的風(fēng)險。比如，我國曾經(jīng)沒有加工用香蕉品種，導(dǎo)致香蕉產(chǎn)業(yè)鏈短、鮮果售價大起大落，影響產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展；而我省菠蘿主產(chǎn)區(qū)種植菠蘿品種單一，“豐產(chǎn)不豐收”也曾困擾產(chǎn)業(yè)多年。隨著項目建設(shè)的推進，“美食蕉”系列香蕉和“粵甜菠蘿”系列的推出，將有望解決上述產(chǎn)業(yè)問題。
除水果外，依托豐富的農(nóng)作物種質(zhì)資源，省農(nóng)科院近年來還育成并推廣多個高經(jīng)濟價值的農(nóng)作物品種。比如，省農(nóng)科院蔬菜研究所培育的“鐵柱冬瓜”，因其表皮堅硬、外形整齊，解決了困擾相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展多年的儲運問題，因而在南北十幾個?。▍^(qū)）累計推廣超過150萬畝，目前市場占有率超過40%。
在省農(nóng)作物種質(zhì)資源庫（圃）中，記者看到多個葡萄品種正在茁壯成長，其中不乏陽光玫瑰葡萄等“明星”品種。葡萄這一品種能夠突破緯度限制，在廣東落地生根，有賴于農(nóng)用大棚等農(nóng)業(yè)設(shè)施的發(fā)展，而農(nóng)業(yè)設(shè)施專用品種的培育也正在加速。
全國范圍看，“設(shè)施專用”農(nóng)作物品種的培育尚在起步階段。截至2021年，省農(nóng)科院設(shè)施農(nóng)業(yè)研究所已經(jīng)收集了近2000份種質(zhì)資源，涵蓋櫻桃番茄、苦瓜、西瓜、甜瓜、葡萄、甜椒等種類?！澳壳埃覀円雅嘤龣烟曳研缕贩N‘粵科達101’等，有望打破國外高端櫻桃番茄品種壟斷?！笔∞r(nóng)科院設(shè)施農(nóng)業(yè)研究所所長張長遠說。
■推廣
一批廣東優(yōu)質(zhì)品種走向全國
廣東人多地少，發(fā)展水稻等大田作物的空間有限。但是，通過關(guān)鍵性種質(zhì)資源的保護、發(fā)掘與利用，廣東培育出一批走向全國的水稻、玉米、甘薯、蔬菜等重要品種。
改革開放以來，廣東率先開展優(yōu)質(zhì)稻育種，引領(lǐng)了中國優(yōu)質(zhì)秈稻的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，中國推廣面積最大的雜交稻與常規(guī)稻、配組組合最多的不育系與恢復(fù)系、應(yīng)用面積最廣的不育系與恢復(fù)系的前10名品種（系）以及水稻生產(chǎn)中“大品種”的親本血緣，不是“廣東造”就是“廣東芯”。
其中，“黃華占”是2018年以來全國推廣面積最大的優(yōu)質(zhì)常規(guī)秈稻品種，在我國11個省份準(zhǔn)入并大規(guī)模應(yīng)用，迄今累計推廣約1.75億畝；“美香占2號”是首批認定的廣東絲苗米品種之一，通過了7個省份的品種審定或引種許可，在華南稻區(qū)以及江西、湖南、云南、四川、陜西等省份大面積應(yīng)用；雜交稻優(yōu)質(zhì)不育系“泰豐A”的出現(xiàn)，有效解決了雜交稻“高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)”的瓶頸問題，利用該不育系育成了42個優(yōu)質(zhì)雜交稻通過國家或省級審定，其中15個次品種獲國家或省級優(yōu)質(zhì)稻食味鑒評金獎和銀獎，相關(guān)成果推廣面積累計超過4億畝，帶動了雜交稻種業(yè)和優(yōu)質(zhì)稻米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
因地形地貌復(fù)雜，且水資源時空分布不均勻，水稻并非廣東所有地區(qū)的耕作首選。比如，湛江雷州半島、汕尾海陸豐等地地勢平坦且多有紅砂土，更適宜發(fā)展甘薯、馬鈴薯等旱地作物種植。
近年來，省農(nóng)科院培育的甘薯品種“廣薯87”，憑借其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)異等特性，迅速在上述地區(qū)推廣，還不斷向全國累計推廣超過1000萬畝。該品種也深受北方產(chǎn)區(qū)青睞，如今已實現(xiàn)一個甘薯品種“從湛江種到新疆”的創(chuàng)舉。
“對糧食作物而言，兼顧產(chǎn)量與效益的良種將提高農(nóng)民種植的積極性?！笔∞r(nóng)科院作物研究所相關(guān)負責(zé)人告訴記者，隨著良種的普及，“種糧不賺錢”問題的解決，為遏止土地“非農(nóng)化”“非糧化”提供了很大幫助。
