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攀登小麦科研高峰 扛稳粮食安全重任 ——河南科技学院茹振钢教授畅谈小麦育种新成果

更新时间:2019-04-03    点击次数:13704次    文章来源:河南科技报

图:茹振钢教授正在介绍新培育的杂交小麦。(资料图片)


“杂交小麦技术已经成熟,待解决制种成本问题后就可以申请审定推广,其产量优势不可估量……”
“针对不同的地理气候条件,可以在实验室定制不同的品种……”
“把杂草的优良基因移植到小麦中,创造一种新的物种,这个我们已经实验成功……”
阳春三月,面对记者的采访,河南科技学院教授、我国著名小麦育种家茹振钢“泄露”了其小麦科研团队的最新成果。
3月8日,习近平总书记在参加全国人大二次会议河南代表团审议时指出,河南“要扛稳粮食安全这个重任”。全国两会结束后,中原大地迅速掀起认真学习贯彻习近平总书记重要讲话精神和全国两会精神的热潮。作为河南农业科技界的代表,茹振钢教授表示,坚决响应党和政府的号召,勇攀小麦科研高峰,保障国家粮食安全。
“扛稳粮食安全这个重任,关键要靠科技。”熟悉茹振钢的人都知道,无论何时何地,只要谈起小麦,他立即神清气爽、口若悬河。“几十年来,河南科技学院小麦中心不仅培育出了系列全国主导品种,而且形成了40多人的科研团队,其中博士22人,一大批中青年才俊走上主导地位。”而其研究方向也从选育良种向探索全新的育种技术方向转变。“目前我们研究的内容主要包括三个层面,一是常规育种技术,二是杂交种育种技术,三是新物种创制技术。”
所谓常规育种,就是通过亲本资源的研究与创新(形态育种)、生理机能的测试与调控(生理育种)、生化潜能的挖掘与调配(生化育种)等技术进行小麦优良品种的选育,目前国内大部分科研机构处于这一育种阶段。
茹振钢领衔育成的矮抗58是常规育种的一个典范,自2008年大面积推广以来,已连续十多年成为我省小麦主导品种,累计种植面积3亿多亩,增产小麦150多亿公斤,仅增产部分就能让河南人民吃两年,净增效益300多亿元,成为我国年种植面积在4000万亩以上的特大品种,最高年份占全国小麦播种总面积的十分之一,以其为亲本育成的小麦品种有80多个。
茹振钢科研团队利用“逆天”的技术培育高光效小麦百农4199是常规育种的另一个典范。该品种大田种植亩产在700~750公斤,已经是常规育种登峰造极的品种。
茹振钢指出,目前,常规育种技术已经达到顶峰,很难再有重大的突破。2000年左右,为了给粮食生产储备新成果,茹振钢科研团队联合全国育种专家,向“世界100年、中国60年”没有攻克的难题——BNS型杂交小麦发起冲锋。
“美国在玉米杂交育种上掌握了话语权,袁隆平院士在水稻杂交育种上占领了制高点,我们要在杂交小麦上抢得先机!”茹振钢教授说到做到。经过十几年的艰苦攻关,目前,茹振钢团队育成的小麦雄性不育系BNS,成为我国杂交小麦研究利用的热点,已经连续几年大田试种,表现喜人。2017年,茹振钢和他的团队成功培育出BNS型二系杂交小麦,使杂交小麦制种纯度达到99.9%,亩产最高达898公斤,成功突破了杂交小麦这道“世界难题”+“世纪难题”。
在记者问及何时能够审定推广时,茹振钢教授回答,目前正在解决制种成本问题,而且已到最后关头。届时,我国将完全掌控世界杂交小麦话语权。
在农作物进化史上,水稻是由一种草直接演进而来,玉米是由一种草进化而来,而小麦则是由3种草在偶然的机会下发生传粉杂交形成。因此,研究小麦的难度系数是最高的,因为其基因复杂程度远超水稻和玉米。
在茹振钢科研团队掌握小麦杂交技术后,他们设想,遵照小麦演化历史,能不能把一些草种的优良特性杂交到小麦中,产生新的物种,使其具有我们所希望的高产、抗病、抗逆性能。为此,河南科技学院小麦中心依托强大的科研团队优势,开始了世界小麦科研史上的创举。
小麦是三碳作物(光合作用后的最初产物是三碳化合物3-磷酸甘油酸的植物),玉米是四碳作物。四碳作物对光的利用能力要比三碳作物强得多,如何使小麦从三碳向四碳进化呢?茹振钢说:“坐飞机到俄罗斯、澳大利亚、智利、荷兰考察,在飞机上,俯视万物,你可以跳出固定思维,产生一种俯视思维。”最终,他们在澳大利亚找到了一个草种,通过与小麦成功杂交培育出了新的小麦物种。目前,其系列物种正在河南科技学院小麦中心的人工气候室和智能温室进行栽培试验,从现在的进展来看,出现真正颠覆性的科研成果为期不远。

“对于小麦育种,过去我们曾经说,要推广一批,贮备一批,研发一批,设想一批。在新物种创制技术取得突破后,对未来的影响已远超小麦育种,我们可以在遵循自然规律的基础上,有计划有目的地创造任何我们所需要的物种,进而满足人类不断提高的物质生活需求。”  (本报全媒体记者 郭俊娟 文/图)