日前,記者從在北京召開的“小麥藏糧于技計劃優(yōu)異抗逆種質資源田間展示暨研討會”獲悉,我國現(xiàn)已收集保存小麥種質資源5萬多份,通過田間和人工模擬干旱、高溫條件,對2.4萬份材料進行了抗旱性鑒定評價,篩選出一批抗旱性和耐熱性比較突出的種質資源,其中抗旱耐熱材料110余份,為培育最“耐渴”小麥品種提供堅實支撐。
小麥是我國的主要口糧作物,干旱缺水和后期高溫等逆境嚴重影響小麥生產的發(fā)展。小麥是我國北方農業(yè)用水大戶,用水量占農業(yè)用水的70%;旱地和非充分灌溉小麥約占總面積60%,常年受旱約1億畝,減產50億公斤。選育利用抗逆高產穩(wěn)產品種能有效提高小麥中低產田的生產水平,是抵御逆境、保障糧食安全的重要途徑。其中抗旱耐熱優(yōu)異種質資源是高效育種的物質基礎。
中國農科院作物科學研究所所長錢前介紹說,2020年,中國農科院正式啟動“藏糧于技”重大科研任務,其中“小麥基因資源挖掘與利用”團隊承擔著為整個小麥“藏糧于技”項目提供小麥共性新技術、抗逆新種質的重任,責任重大。
在中國農科院位于北京市順義區(qū)的實驗基地,記者看到展示的455份小麥種質資源已近成熟,高矮胖瘦各不相同,這里集中種植了我國最大規(guī)模的小麥抗旱耐熱種質資源。景蕊蓮研究員告訴記者,這些材料是幾代農科人歷時39年從2.4萬份小麥種質資源中篩選出來的優(yōu)異種質,其中蘊藏著豐富的抗旱和耐熱基因資源。比如,苗期強抗旱種質可以耐受約4%土壤含水量的水分脅迫,而一般的植物在土壤含水量低于7%的凋萎系數(shù)時就出現(xiàn)永久萎蔫。強耐熱種質在灌漿期高溫脅迫條件下的葉片持綠性強,功能期長,千粒重與非脅迫條件下相當。
對于小麥多樣性的抗旱耐熱種質資源如何利用呢?景蕊蓮進一步解釋道:對于綜合農藝性狀良好的抗旱耐熱種質,經過簡單改造后可以推薦給育種單位直接利用;對于抗旱耐熱性突出但有少數(shù)缺點的種質,例如植株偏高,或者感病等,需要進行改造之后在育種中應用;但對于抗逆性突出而缺點較多的種質,例如農藝性狀較差、抗病性弱等,需要把其中的優(yōu)良基因導入到良好的遺傳背景材料中,然后才能有效利用。
作物的抗旱性和耐熱性都是復雜的數(shù)量性狀,需要多年多點的重復鑒定才能準確評價,費時費力效率低。為提高對目標基因選擇的準確性,科研人員不斷創(chuàng)新和完善抗旱、耐熱性鑒定方法,同時利用分子生物學技術克隆了優(yōu)異基因,開發(fā)功能分子標記。研究表明,利用功能分子標記選擇優(yōu)異等位基因,能提高作物遺傳改良效率,提升育種水平。錢前表示,希望通過種質展示和共享加速優(yōu)異抗逆種質資源在育種中的應用,提升小麥中低產田的生產水平,促進實施“藏糧于技”戰(zhàn)略。