找回“丟失”的優異抗逆基因(春耕春管上新了)
原標題:找回“丟(diu) 失”的優(you) 異抗逆基因(春耕春管上新了)
2月25日,河南大學省部共建作物逆境適應與(yu) 改良國家重點實驗室的試驗田裏,麥苗青青如茵,水肥正通過滴灌帶汩汩流淌,為(wei) 小麥根部輸送“營養(yang) 餐”。
如果不是地上放置的標牌,你很難發現這塊麥田“大有乾坤”——15畝(mu) 地種了3萬(wan) 份寶貴的抗逆材料。
這些材料就是種質資源,被譽為(wei) 種子的種子。“我省小麥常規育種全國領先,但要打破傳(chuan) 統育種天花板,實現產(chan) 量與(yu) 抗逆兼得,就需要發掘作物種質基因資源,培育出抗逆和高產(chan) 優(you) 質的新品種。”河南大學農(nong) 學院副院長、實驗室科研人員李浩介紹,在小麥馴化過程中,人們(men) 曾因過度追求某些性狀(如產(chan) 量、麵粉品質等)而“弄丟(diu) ”了另一些重要基因,他們(men) 的工作就是找回“丟(diu) 失”的優(you) 異抗逆基因。
試驗田緊挨著實驗室。實驗室步入式培養(yang) 箱裏,一株株節節麥的麥穗幹癟細長,麥芒很短。李浩介紹,節節麥環境適應性特別強,一旦撒到麥田裏,能長到1米多高。節節麥在農(nong) 民眼裏是“雜草”,但在科學家心目中卻是小麥遺傳(chuan) 改良的基因“寶庫”。
挑選優(you) 異基因的過程,就是成千上萬(wan) 次比對試驗的過程。研究發現,節節麥裏有4萬(wan) 多個(ge) 基因,其中1萬(wan) 多個(ge) 基因與(yu) 現有小麥品種不一樣。通過節節麥與(yu) 小麥雜交,將1萬(wan) 多個(ge) 基因分散到幾萬(wan) 份小麥材料裏,便實現了節節麥優(you) 異基因向小麥的轉移,進而創製出普通小麥的種質資源庫。在此基礎上,研究人員模擬鹽堿地、旱地等條件,在同樣的光照、濕度和溫度條件下,觀察不同植株的響應情況。
“篩選出的抗旱材料可以放到旱地裏做田間試驗,如果抗旱性狀表現好,產(chan) 量也不錯,說明這個(ge) 材料有成為(wei) 小麥新品種的潛力。如果產(chan) 量表現不太滿意,也可以與(yu) 現有高產(chan) 品種聚合雜交,將抗旱材料的優(you) 異區段轉移到現有品種上,在高產(chan) 穩產(chan) 的同時,提高現有品種的抗旱抗逆性。”李浩解釋說,篩選出的抗逆材料既服務於(yu) 育種生產(chan) ,也可以通過基因測序,分析出哪些基因來自於(yu) 節節麥,進而提高小麥育種基礎研究水平。
中國農(nong) 科院作物所新鄉(xiang) 基地已經開始了這方麵的嚐試。去年,實驗室篩選出了一些表現好的抗旱材料在基地試種。今年5月份,到小麥抽穗灌漿期便可以觀察這些材料的抗旱性狀以及產(chan) 量等綜合性狀,然後通過大田試驗篩選出更優(you) 異的抗旱材料。
如今,實驗室已經創製出近10萬(wan) 份節節麥衍生的種質材料。這些種質材料將成為(wei) 我國小麥的重要原始創新資源庫,同時也能與(yu) 全國乃至全球科研工作者共享。
“挖掘作物本身的生產(chan) 潛能及抗逆性能,對於(yu) 從(cong) 本質上解決(jue) 製約作物產(chan) 量和抗逆性同步提高的‘瓶頸’至關(guan) 重要。”實驗室主任宋純鵬表示,希望能盡快選育出高抗、穩產(chan) 、高產(chan) 的“智慧作物”,在不同生長環境的土地上開花結果,智慧地應對各種逆境脅迫,最終為(wei) 培育具有自主知識產(chan) 權的作物優(you) 良品種、從(cong) 源頭上為(wei) 保障國家種業(ye) 發展和糧食安全作出貢獻。
記者手記
作為(wei) “國字號”實驗室以及“生物學”國家雙一流學科的關(guan) 鍵機構,河南大學省部共建作物逆境適應與(yu) 改良國家重點實驗室始終聚焦河南省及黃淮海地區的區域特點和作物逆境適應領域的重大科學問題開展科研攻關(guan) 。肩負重大使命,實驗室裏匯聚了農(nong) 學、生物學、計算機學、大數據等方方麵麵的人才。
2023年中央一號文件提出,要深入實施種業(ye) 振興(xing) 行動,構建開放協作、共享應用的種質資源精準鑒定評價(jia) 機製。河南大學省部共建作物逆境適應與(yu) 改良國家重點實驗室創製小麥抗逆材料資源庫,相信在不久的將來,將培育出適應各種環境和土壤的“智慧作物”“超級種子”。借力“國字號”重點實驗室推動種業(ye) 原始創新的同時,我省聚焦種質資源保護利用等六個(ge) 主攻方向,推進國家生物育種產(chan) 業(ye) 創新中心、神農(nong) 種業(ye) 實驗室和中原研究中心建設,聚力打造國家級、國際化農(nong) 業(ye) 創新高地,加快建設種業(ye) 強省,在國家“新一輪千億(yi) 斤糧食產(chan) 能提升行動”中貢獻河南種業(ye) 力量。
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