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【成果快訊】原載於《科技日報》 在種子庫裏“淘寶”,讓大米高產又好吃
發布時間:2022-05-18

◎本報記者 張 曄

吳紀中團隊在中國南方冬麥區的2100多份地方品種裏,篩選出380份抗性資源,通過基因分析與表型鑒定,最終找到了5個新的抗病基因位點,其中一個位於小麥染色體6BL上的基因顯著性最強,有希望成為新的“禦敵武器”。

  近期,長江中下遊地區被蒙蒙細雨籠罩,麥農們又在為赤黴病煩惱:這樣的天氣,特別適合赤黴病菌(禾穀鐮刀菌)傳播生長,小麥一旦染菌得病,就會大幅減產。

  位於南京六合區的江蘇省農科院實驗基地裏,江蘇省農科院小麥種質資源創新團隊首席專家、研究員吳紀中也種下了一畝小麥,與麥農們種的小麥不同,這裏的小麥有大棚為其遮風避雨。但是,吳紀中卻讓助手打開噴淋設備,大棚裏頓時下起了一場人工雨。

  “我們模擬多雨天氣,就是要讓小麥得上赤黴病。”吳紀中告訴科技日報記者,這個季節農民在打藥抗病,他們反其道而行之,目的是對種子庫中的種質資源進行抗性鑒定,篩選出高抗資源進行基因精細定位。

  吳紀中口中的種子庫就是江蘇省農作物種質資源庫,建成十餘年來,這裏收集保存了5.5萬份作物種質資源。近年來,科學家們在種子庫中挖掘出許多優秀基因資源,有力支持了相關單位的科技創新和新品種選育,在保障種源安全和支撐區域農業發展方麵發揮了重要作用。

  地方品種基因有望阻擊“小麥癌症”

  小麥赤黴病堪稱“小麥癌症”,至今沒有特效藥物。吳紀中告訴記者,在種質資源庫中尋找抗性基因成為科學家根治赤黴病的希望。

  通過多年努力,在江蘇省農作物種質資源庫保存的“蘇麥3號”“望水白”等地方品種裏,科學家發現了關鍵基因fhb1,為戰勝小麥赤黴病提供了有力的武器。通過分子標記輔助選擇的方法,將fhb1導入到傳統品種中,長江中下遊的小麥赤黴病得到有效控製。但是,隨著全球氣候變暖,小麥赤黴病正在向華北糧倉黃淮麥區蔓延,當務之急是加快抗病基因的發掘利用。

  吳紀中團隊在中國南方冬麥區的2100多份地方品種裏,篩選出380份抗性資源,通過基因分析與表型鑒定,最終找到了5個新的抗病基因位點,其中一個位於小麥染色體6BL上的基因顯著性最強,有希望成為新的“禦敵武器”。

  “6BL上這個片段還比較寬泛,相當於找到了抗病基因所在的街道,想要得到具體的門牌號必須進一步精確定位。”吳紀中說,如果把6BL的抗病基因與fhb1結合,有望得到高抗赤黴病的小麥品種。

  針對淮南麥區小麥品種間遺傳背景同質化嚴重的問題,他們還引進高產優質資源,利用攜有抗赤黴病基因的資源與綜合抗性較好且品質較優的引進品種進行雜交配組與係統選育,培育出一批抗赤黴病性較好的優質小麥新品種。“十三五”以來,該團隊培育國審小麥新品種2個,省審小麥新品種5個,獲得國家植物新品種權12項,把資源利用的故事譜寫在廣袤的田野上。

  為1497份傳統水稻品種建檔立戶

  江蘇自古以來就是魚米之鄉,其中太湖流域擁有超過8000年的稻作史,是我國著名的稻米產區,也是粳稻重要的起源中心,稻種資源的遺傳多樣性十分豐富。

  早在20世紀30年代,農業科技人員就開始收集太湖稻種資源,目前種子庫裏保存了1497份“太湖粳稻”資源,成為開展粳稻遺傳育種研究的寶貴財富。

  江蘇省農科院種質資源與生物技術研究所副所長張雲輝告訴記者,為了用好老祖宗留下的珍貴遺產,水稻種質資源團隊幾代人持續開展鑒定挖掘工作,篩選出一批優良品種供給科研和生產應用。

  “十三五”以來,他們對代表性太湖稻種資源開展全基因組深度重測序,獲得60萬個分子標記。通過全基因組關聯分析獲得14個優異基因相關位點,從中克隆了多個與品質、產量、生育期等相關的新基因,目前正在開展優異基因的應用評價。

  “目前,我們已經完成400份太湖稻種的基因精準鑒定,接下來要再做600份。”張雲輝說,通過全基因組關聯分析,結合表型鑒定,發掘出更多的優異基因用於水稻育種,同時可以利用關聯的標記位點進行高效精準選擇,大幅提高了水稻的育種效率。

  為了培育既高產又好吃的大米,江蘇省農科院糧食作物研究所王才林團隊收集了數千個粳稻品種,其中就包括“關東194”,從中發現了控製水稻食味品質的關鍵基因wx-mp。曆經十多年耕耘,他們培育出了適合太湖流域種植的“南粳46”,品質可與日本的“越光”水稻相媲美。隨後,又持續研發出“南粳5055”“南粳9108”等係列優良食味軟米品種。其中,“南粳9108”為全國推廣麵積最大的粳稻品種之一。

  據不完全統計,2021年江蘇軟米品種達34個,優良食味軟米品種種植麵積已占江蘇水稻生產麵積的45%,占粳稻麵積的54%。為“蘇米”品牌振興貢獻了巨大力量。

  同時,針對人民群眾對稻米營養的個性化需求,研究人員還研發出適合高血糖人群的高抗性澱粉品種RS1,適合高血壓人群的巨大胚品種JP1,適合腎髒功能障礙人群食用的低穀蛋白品種DGR1,以及富含花青素的優質紫米紫香糯1號等。

  種質資源庫就是一座基因寶庫,科技人員在不斷充實資源儲備,挖掘潛在優異基因,隻是為了人類的“飯碗”端得更穩,讓人民吃得更健康。


原載於《科技日報》

原文鏈接:http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2022-05/18/content_535253.htm?div=-1


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