首页  >  院士动态  >  院士动态详情

盖钧镒院士:中国大豆如何传遍世界

2020-05-27   新华日报   阅读量:48

    大豆,在华夏大地上已有5000多年的栽培历史,是五谷之一。然而,从20世纪起,我国的大豆种植面积逐渐减少,但世界大豆种植范围却越来越广。2017年至2018年,我国大豆产量为0.14亿吨,仅占同期世界产量的4.1%。

    “我们想知道,起源于中国的大豆是怎么传播到世界的、从最初传播到现在经历了什么变化,以及各个种系之间的关系等。”中国工程院院士、南京农业大学作物遗传育种学教授盖钧镒说。

    即便已到耄耋之年,84岁的盖钧镒仍如年轻人一般保持着清晨到办公室、工作到深夜的作息。在60余年的研究生涯中,他和同事的脚步走遍全国每一寸生长大豆的土地:收集、整理大豆种质资源1.5万余份,创新大豆群体和特异种质2万余份,主持参与了20多个大豆新品种的选育工作,长江中下游的3000多万亩豆田,也在他们的指导下实现了产业化生产。

    经过多年研究发现,大豆向全球传播有四条模式途径,分别是从起源中心到亚洲北部、东部和南部,及从中国东北到欧洲和美洲。这些发现为理解全球大豆的系统地理学提供了详细的说明。相关研究成果近日发表于《作物学报(英文版)》,第一作者为南京农业大学博士刘学勤,通讯作者为盖钧镒。

    “关于大豆的传播路线,一直都有科研人员在研究,从形态性状到蛋白标记,再到分子标记。但由于受到材料的限制,都只能说明大豆向部分地区的传播情况。因此我们希望,能利用地理来源更广泛的大豆材料和覆盖全基因组的分子标记,全面地提出大豆向世界传播的路线。”刘学勤说。

    研究人员搜集了来自世界上13个地理区域的371份大豆种质,统一在南京农业大学江浦实验站进行种植。盖钧镒介绍说:“我们采集的大豆样品既有热带地区的,又有寒冷地区的,为了保证样品之间的可比性,所有种质在春季播种条件下都要生长成熟或接近成熟。因此,实验地的纬度很关键。南京正好处在世界各地大豆都能生长、开花、结实的纬度。”

    但在实验过程中,还是遇到了困难,“世界各地的材料都拿到南京在春季进行播种,就会出现‘水土不服’的问题。8月份,来自高纬度地区的大豆就已经成熟了,但由于生育期变短,植株变矮,节数少自然产量低。而来自低纬度地区的大豆,由于日照时间变长,可能到了11月份还在‘长个’,却不结荚。”刘学勤说。

    因此,实验需要通过人为调控光照时间来满足大豆的生长条件。通过表型研究发现,大豆性状的变异范围非常广,开花期为30至123天,成熟期为75至200天,主茎节数为4至35节。这表明,随着大豆向世界各地的传播,它逐渐适应了不同的生态环境,即日照长度和温度条件。

    而后,研究团队对所有材料进行了基因组测序,共标记20701个位点。利用软件对371份材料的所有位点进行了统计分析,并计算不同地理群体之间的遗传距离、分化系数、相似系数等,最终得到了全球的传播路径和种群分布特征。

    “我们的实验验证了大豆的传播路径和传播关系,同时也有利于种质资源的应用和筛选,给育种提供了可参考的价值和方向。”直到今天,盖钧镒还保持着每天早上喝一杯豆浆的习惯。他希望,通过此项成果引起人们对大豆研究的重视。“我国在大豆领域的研究上存在差距,把饭碗端在中国人自己手里,研发力度有待加强,科学研究和产业的紧密结合非常重要。”

    本报记者 王 拓