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    光明日报 2023年10月10日 星期二

    培育良种 播撒希望

    ——记设计“农业芯片”的粮食育种研究者

    作者:本报记者 殷泽昊 《光明日报》( 2023年10月10日 12版)

        西北农林科技大学农学院(农业科学院)教授李停栋在实验室进行小麦组织培养。

        中国农业科学院作物科学研究所副研究员谢永盾在评估小麦长势。

        山东省农业科学院作物研究所研究员曹新有在田间进行小麦杂交工作。

        天津市农业科学院农作物研究所研究员彭勃在筛选鲜食玉米优良组合。

      【到新时代新天地中去·粮食育种研究者】

      种子是每一株作物的生命起点。当基因密码被破解,作物完整生命周期的特征、品质都可以在种子形态时就得以设定。育种研究者便是这样的“设计师”。

      我国耕地面积占全球约7%,这个数字与14亿多的庞大人口形成强烈对比,“藏粮于技”对粮食安全的重要性不言而喻。对粮食育种研究者来说,他们要做的便是在育种之技上精益求精,让更多种子长出饱满优质的粮食。

      这是一项艰难的事业。

      金秋是收获的季节,对粮食育种的研究者来说也是劳动的季节。记者走进各地的农科院时,他们有的刚从地里收获种质资源,在实验室纯化;有的准备把组配好的新杂交品种播种到田间地头……

      他们热爱这项“要往返实验室与田野”的工作,因为这项工作常常和“希望”一词联系在一起。这些“希望的播种者和收获者”的故事,正在广袤大地上书写。

    1.不停地逢山开路遇水搭桥

      十多年前,中国农业科学院作物科学研究所副研究员谢永盾在实验室拿到了从太空“飞”回来的小麦实验种子,心情“像去车站接自己很久没回家的孩子”。

      在这之前,谢永盾收集到一份优质的种质材料,它具有高产、抗病等多个特征。美中不足的是,这份材料的花期比其他小麦品种晚,导致它无法与其他品种杂交,更不用说把优质的特性遗传下去。

      谢永盾想到了太空诱变的方法——让种子的遗传物质在太空的特殊条件下产生突变,从而产生重要性状变化。在这一批诱变群体中,谢永盾成功找到了一株早熟单株,它的花期比其他材料提前了一个月,于是杂交授粉可以进行了。

      在谢永盾看来,育种工作“无非就是遇到问题、解决问题”。相比谢永盾“硬核”的解决方案,天津市农业科学院农作物研究所研究员彭勃则用“接地气”的办法应对研究中的难题。

      果皮厚度是鲜食玉米的重要性状,它会直接影响到玉米的口感。

      长期以来,在审定鲜食玉米品种时,果皮厚度的测定一直“让人头疼”:如果用品尝的方式,主观性太强;如果使用显微测微尺法,则效率太低。

      一次在汽修店补漆的经历激发了彭勃的灵感,他注意到修车师傅手中的油漆测厚仪能精确测量油漆的厚度。“油漆的厚度都能精确测量,果皮也行!”经过研究改造,彭勃研制了一款专门用于玉米果皮测厚的仪器,并在2022年获得了专利。

      许多育种研究者有着和彭勃相似的经历,他们认为这份研究“没有那么多高深莫测”,逢山开路、遇水搭桥,从容地对待每一个问题是在研究之路上更进一步的不二法门。

    2.生产消费“两头顾”

      2010年的秋播时节,刚刚入职山东省农业科学院的曹新有第一次跟随老专家到农户耕地调研。在这次调查冻害影响的调研中,有一个情况是曹新有没想到的:不仅作物会受寒,农民种植优质小麦的热情也会“降温”。

      优质小麦种植面积萎缩的现状,立刻让曹新有内心起了波澜。问了当地的老乡,曹新有恍然大悟,原来优质小麦产量不高,带来的效益少,农户的种植意愿越来越弱。

      村民的反馈深深触动了曹新有:“研发新品种不能‘想当然’,必须深入了解农民的实际需求。”有志于小麦育种事业的曹新有进一步明晰了自己的志向——促进小麦产量和品质的协同提升,突破“高产不优质,优质不高产”的育种瓶颈。

      2018年,曹新有带领团队研发的优质小麦“济麦44”通过山东省审定。集超强筋、高产、广适、抗病等特点于一身的“济麦44”,让小麦既高产又优质的梦想变成现实。

      育种研究者的研制动力不仅来自农作物的生产者,也来自消费者。今年6月,彭勃带领团队研发的“津白甜糯1号”,通过了天津市农作物品种审定委员会的审定,这是一个根据消费市场追求“甜”“糯”的需要应运而生的新品种。

      然而,新品种“不是从地里冒出来的”,它离不开育种研究者一点一滴的耕耘。即使彭勃对花粉过敏,在新品种培育过程中,他仍坚守在田间地头。在炎热的授粉期,彭勃用面罩和袖套等装备抵御花粉的侵袭,同时他不得不忍受高温给身体带来的负担。这种不怕艰苦的作风,在团队其他成员身上也能看到:有的同事对玉米穗上感染的霉菌过敏而发烧,仍在坚持工作,毫不退缩。

      为了快速推进育种进程,彭勃会带着实验材料来到海南岛开展种子南繁工作。彭勃早已习惯在天津市武清基地和海南省南繁基地来回奔波。每年5月中上旬,彭勃在天津武清播种玉米。9月收获新一代种子后,彭勃会在11月中上旬送种子“去海南开大会”,一年之内在不同的地点完成两次播种。那时的海南,总会聚集来自全国各地的育种工作者——这种像候鸟一样的育种方式,已成为他们工作的常态。

      这是他们了解粮食生产者实际情况和消费者真实需求之后,必做的“功课”。

    3.蕴藏无限潜能的种子让希望常在

      “紧急,紧急!”回忆起2021年秋那场久不见停的雨,谢永盾脑海中浮现的词语只有这一个。

      那一年,全国有近1.1亿亩小麦受秋季持续降雨影响而迟播,形势严峻。

      2022年初春,全国各地的小麦专家赶赴小麦生产一线,展开了一场轰轰烈烈的科技“救苗”。作为一名“对小麦再了解不过”的育种工作者,谢永盾也在这支队伍中。

      查看墒情、分析苗情,谢永盾在皖南地区指导当地的农户成功闯过了这次难关。同时,他也在想:“一场秋雨就能对粮食安全产生影响,农科人不能就这样被动应战。”

      自那以后,谢永盾开始研究选育具有耐迟播特性的小麦品种。2022年,“航麦802”研制成功。经鉴定,“航麦802”具有良好的耐迟播能力。就在当年,在迟播一个月的情况下,它的亩产量达到500公斤以上。

      在育种研究者看来,育种就像给一座城池固防,每当出现新“敌情”,就要相应地添加一项新防御工事,完美的防御才能“固若金汤”。一颗优秀的种子,在育种研究者手中不断拥有新特性,才能在它成长的过程中尽可能避免寒、旱、病等多种问题。

      同样为小麦“巩固防御”,曹新有在这一过程中有了意外的发现。

      曹新有关注小麦品种的“全面发展”,尤其在小麦产量和品质上,他倾注了不少心血。去年山东东营的试验田收获时,他接到村民打来的电话。出乎意料的是,那位村民说的第一句话,并不是夸小麦的产量或品质。

      “这种小麦挺耐盐碱的,这块地里长得格外好。”村民的一句话让他又兴奋又惊喜,在黄河入海口附近的盐碱地上长得“格外好”,说明耐盐碱性很强啊!曹新有立刻投入对这批小麦杂交亲本的分析和梳理,确定了一个具有高产、耐盐碱等优势的小麦品种——“济麦60”。

      在面对成千上万份实验材料时,育种研究者八成都会遇到不符合预期的情况。长年累月,曹新有早已“情绪稳定”,这段经历是曹新有科研生涯中难得的一次“喜出望外”。

      育种工作会经历无数次试错,育种研究者却不会失落。因为,他们相信蕴藏无限潜能的种子能让希望常在,他们会一直坚持这项“培育希望”的研究。

      (本报记者 殷泽昊)

      (本版人物照片均为受访者提供 光明图片/视觉中国)

      (本期选题支持:赵秋丽 陈 晨 冯 帆 李 洁)

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