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科技支撑藏粮于地、藏粮于技——三位院士谈作物杂种优势与生物育种前沿

2024-07-02   科技日报   阅读量:413

    科技日报记者 马爱平

    “全国棉花单产从1958年到2023年,每10年增加17公斤。今后10年还能否再增产17公斤?回答是肯定的!”7月2日,在新疆伊宁举办的第一届全国作物杂种优势与生物育种学术大会上,中国工程院院士张献龙如是回答。

    作物杂种优势利用与生物育种技术的融合,可加快高产、优质、绿色、高效作物新品种培育,提升我国种业核心竞争力,助力打赢种业翻身仗。2024年中央一号文件强调推动生物育种产业化扩面提速。本届大会上,中国工程院院士张献龙、中国科学院院士谢华安、中国工程院院士胡培松三位院士,聚焦“种业新质生产力与国家粮食安全”主题,共话作物杂种优势与生物育种前沿。

    资源与技术创新驱动棉花品种迭代升级

    棉花单产如何实现再增产?“再增产的途径首先是产棉田转产,改种其他作物,也是解决目前供大于求的需要;其次是中产棉田变高产棉田;第三是高产棉田变稳高产棉田。”张献龙指出。

    随着我国种植业结构调整,我国90%以上的棉花产能集中在新疆,如何针对新疆的气候和土壤环境培育棉花品种成为产业的关键需求。

    “20世纪70-90年代,内地棉花育种家通过远缘杂交产生了多种类型的种质资源,在棉花育种中发挥了重要作用。今后,新疆的棉花育种工作者应更加重视棉花种质资源的创新、筛选和评价,为现代品种的选育注入新的遗传背景,扩大现代品种的遗传多样性和适应性;同时,要创新育种技术,创造出传统育种方法得不到的遗传资源,提升育种效率,培育突破性品种。”张献龙。

    “四性”综合育种培育高产高效水稻品种

    当下以及未来一段时间内,水稻能不能再大量增产?在人们由吃饱向吃好的需求转变下,是否单纯地追求“高产”?这些问题,成为水稻可持续发展的绿色课题。

    为此,谢华安带领团队着手研究培育高产、高效、高质的超级稻品种。“现代种业的目标是育成丰产性、优质性、抗性和广适应性综合在较高水平上的品种,要取得这‘四性’的‘最大公约数’,因此我提出了‘四性’综合育种。”他说。

    在培育出“明恢63”“汕优63”这些“东方神稻”之后,谢华安带领团队攻关“四性”综合的水稻品种,又培育出“汕优77”等明星品种。

    “‘四性’综合育种培育的水稻新品种,品种抗性和适应性强,可节约农药与化肥,使种植业更加绿色、环保、可持续。今天的育种要求更高,难度更大。面向未来,想要提高育种水平,就要综合各个学科的优势进行协作创新。”谢华安建议,未来水稻育种要坚持多学科协作联合攻关,培育“四性”综合品种,保障粮食生产绿色、安全、高效,实现藏粮于地、藏粮于技。

    智能设计育种成为水稻育种重要发展方向

    “虽然我国农业科技整体水平处于世界第一方阵,但目前我国原创性、前瞻性、引领性科技创新依旧缺乏。”胡培松认为,面向2030年,农业科学的突破机遇将聚焦在传感技术、数据科学与农业食品信息学、基因组学和精准育种、微生物组以及跨学科研究和系统方法等方面。而人工智能将在未来农业科技创新中发挥重要作用。

    智能设计育种正在成为水稻育种的重要发展方向。在海量的基因组数据面前,怎样的基因组合才能产出最优的作物品种?如何不用大规模田间试验,就能预测和推演这些基因聚合后作物的生产表现?依托生物技术、人工智能、大数据的智能设计育种应运而生。

    “作物智能设计育种首先需要破解作物的重要性状是如何形成的?它取决于哪些遗传因素和分子机制?与传统的高投入、大规模的田间试验相比,智能设计育种可在计算机中对基因组序列进行虚拟诱变,并利用模型预测变异的后果,挑选符合我们预期目标的变异序列进行实验验证,实现低成本、高效率的定向设计育种。”胡培松表示。

    本届大会由农业农村部中国农村技术开发中心指导,中国生物工程学会、北京科技大学、黑龙江大学、国际种业科学家联合体共同主办。

    责任编辑: 陈可轩

胡培松
中国工程院院士
水稻品质遗传改良专家
张献龙
中国工程院院士
植物生物工程专家
谢华安
中国科学院院士
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