[中國婦女報]從滿足吃飽到追求吃好
-18℃的低溫種子庫里保存著44.3余萬份各類作物的種質(zhì)資源。 楊娜/攝
編者按
對國人來說,雜交水稻是個耳熟能詳?shù)拿~。倘若從20世紀(jì)70年代開始推廣算起,雜交水稻伴隨我們走過了40年的風(fēng)雨歷程。其產(chǎn)量借助科技之手不斷創(chuàng)新高,為填飽國人肚子,雜交稻可謂勞苦功高。隨著科技的進(jìn)步,雜交稻的科技含量也在不斷創(chuàng)新,比如,口感和產(chǎn)量兼得在今天成為新的科研成果。從吃飽到吃好,水稻的求索路上,科技故事知多少?農(nóng)作物品種如何在實現(xiàn)“新舊更替”的過程中保證可持續(xù)發(fā)展?我們請來中國農(nóng)科院和國家種質(zhì)庫兩位專家為讀者做一簡單科普。
民以食為天,食以稻為先。我國65%以上人口以稻米為主食。雜交水稻研發(fā)捷報頻傳、產(chǎn)量不斷提高,“雜交水稻之父”袁隆平獲頒“共和國勛章”、水稻遺傳學(xué)家盧永根事跡成為報章熱點,對兩位國寶級的水稻院士的動態(tài)追蹤,一時帶熱了水稻育種的相關(guān)話題。日前,中國婦女報·中國婦女網(wǎng)記者采訪了中國農(nóng)科院作物科學(xué)研究所水稻分子設(shè)計技術(shù)與應(yīng)用創(chuàng)新團隊首席專家徐建龍研究員和國家種質(zhì)庫陳曉玲研究員。
產(chǎn)量功臣:解決吃飽問題
當(dāng)前,中國的雜交水稻種植技術(shù)已經(jīng)從國內(nèi)推廣到亞非不少國家。那么,我國種植的水稻除了大家廣泛熟知的雜交水稻,還有其他品種嗎?
“現(xiàn)在種植的水稻有雜交稻和常規(guī)稻兩種。”徐建龍告訴記者,常規(guī)稻是可以留種的,也就是說,通過選育、提純保持本品種的特征特性不變,農(nóng)民頭一年種完可以留種下一年繼續(xù)種。雜交稻是將兩個常規(guī)水稻品種雜交(其中母本為不育系,父本為恢復(fù)系),由于雜交第一代優(yōu)勢很強,每年都用它的第一代種子,但不宜再留種。如果雜交稻留種再種,性狀從第二代起會分離,“比如長得高高矮矮、早熟遲熟都有;口感也會變化,出現(xiàn)有的好吃、有的不好吃的情況,并且產(chǎn)量總體也會下降?!?/p>
為什么要發(fā)展雜交水稻?徐建龍介紹,在推廣現(xiàn)代育種技術(shù)之前,老百姓種的叫農(nóng)家品種,是農(nóng)民自己選出來的品種,一般稻稈比較高,風(fēng)一來容易倒伏。其生育期長,一年只能種一季,產(chǎn)量低,一畝能產(chǎn)300斤~400斤左右。二十世紀(jì)六十年代采用雜交育種技術(shù),引進(jìn)矮稈基因?qū)⑥r(nóng)家稻從高稈變矮稈,育成稱之為“綠色革命”的半矮稈水稻品種,從而解決了容易倒伏的問題。半矮稈品種就可以多施肥,因此產(chǎn)量高;其生育期也短,每年可以種早晚兩季。因此,從高稈到半矮稈,水稻產(chǎn)量每季大概提高了15%以上。同樣一塊地每年的總產(chǎn)量就提高很多。
“有一點需要強調(diào)一下,常規(guī)稻也是通過雜交技術(shù)來培育的,而雜交技術(shù)與雜交稻不是一個概念。雜交稻是利用雜種一代的品種,是將不育系作母本,與恢復(fù)系雜交制種產(chǎn)生的雜種用于生產(chǎn)?!毙旖堁a充道,“而對常規(guī)稻而言,從高稈變半矮稈,其本身其實還是常規(guī)稻,只不過是通過雜交手段把高稈變?yōu)榘?、感病變?yōu)榭共?、低產(chǎn)變?yōu)楦弋a(chǎn),育成優(yōu)良性狀比較多的一個品種?!毙旖埜嬖V記者,我國最早的矮稈水稻品種是農(nóng)民在田里選出來的,當(dāng)時雖然是矮株,但可能不抗病、產(chǎn)量不高,育種專家再通過找到抗病高產(chǎn)的品種與其雜交,將各種想要的優(yōu)良性狀集中到一個品種上去,便育成了更優(yōu)良的常規(guī)稻品種。
我國雜交稻的推廣從二十世紀(jì)七十年代開始。到2015年左右,我國水稻種植面積約4.5億畝,雜交稻面積大概占了51%左右,常規(guī)稻種植面積大概49%。而現(xiàn)在雜交稻種植面積下降到了約2億畝,常規(guī)稻種植面積增加到了約2.4億畝左右。常規(guī)稻種植面積超過了雜交稻。“以前,提高糧食產(chǎn)量是首要任務(wù),雜交稻每畝產(chǎn)量大概比常規(guī)稻高15%~20%;解決了溫飽后,現(xiàn)在老百姓強調(diào)的是米質(zhì)和口感,目前的雜交稻總體上沒有常規(guī)稻好吃。加上近年來生產(chǎn)上大面積使用機械插秧和直播,每畝用種量大,使用常規(guī)稻要比雜交稻節(jié)省種子成本。所以,現(xiàn)在優(yōu)質(zhì)的常規(guī)稻種植面積在不斷增多?!毙旖堈f。
技術(shù)再進(jìn)步:雜交稻也可以育出好口感
稻米的好吃和產(chǎn)量真的不可兼得嗎?答案是令人高興的。雜交稻并沒有停留在不好吃的階段止步不前。目前,雜交稻通過育種專家的不斷改進(jìn),也有好吃的。比如廣西、廣東一帶就育成了不少谷粒細(xì)長型、口感好的“絲苗米”。通常,好吃的雜交稻畝產(chǎn)量會比以前口感差的雜交稻低,但是比優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻畝產(chǎn)量則要高。
水稻的優(yōu)質(zhì)、抗病、抗旱等性狀都是由其基因控制的,可以通過各種手段把好的基因轉(zhuǎn)移到同一個個體上去,培育出想要的理想品種。雜交是最常用的方法。“比如說,一種是‘好吃不抗病’的品種,另一種是‘抗病不好吃’的品種,將兩個品種種雜交,可以選出‘好吃又抗病’的品種?!毙旖堈f。針對那些容易將雜交技術(shù)與轉(zhuǎn)基因技術(shù)混淆的“科技小白”,他說,雜交水稻并不是轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。“轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品是指水稻本身沒有這種基因,而把其他物種的功能基因?qū)нM(jìn)水稻里來,是跨物種的。同為水稻但不同品種的水稻之間雜交不叫轉(zhuǎn)基因?!?/p>
“棄而不用”的作物品種,有專庫留存
通過育種技術(shù),農(nóng)作物品種不斷“新舊更替”,那么,原先的作物種子是不是因為不再種植而徹底“滅絕”了呢?其實不是這樣的。徐建龍告訴記者,以水稻為例,無論是農(nóng)民早期種植的農(nóng)家品種,還是變成矮稈以后的常規(guī)品種,“所有審定的品種,在國家種質(zhì)庫里都有留存。”
為了安全保存農(nóng)作物種質(zhì)資源,我國創(chuàng)建了以國家作物種質(zhì)庫(簡稱“國家?guī)臁保楹诵牡拈L期庫、復(fù)份庫、中期庫、種質(zhì)圃、原生境保護點相配套的種質(zhì)保存體系,包括國家種質(zhì)長期庫1座、復(fù)份庫1座、中期庫10座、種質(zhì)圃43個、原生境保護點205個。保存2114個物種的農(nóng)作物種質(zhì)資源50萬余份,位居世界第二。
國家?guī)煅芯繂T陳曉玲介紹,國家?guī)煊?986年建成,總建筑面積3200平方米。到目前為止,國家?guī)煲训蜏乇4嫠?、小麥、玉米、大豆?74種作物(877個物種)44.3萬余份資源,以試管苗方式保存菊芋、山藥、香蕉等40種無性繁殖作物(60個物種)資源537份,超低溫保存蘋果、桃、桑等17種無性繁殖作物(29個物種)資源623份。目前我國保存的作物種質(zhì)資源80%是本土資源。種子保存溫度-18℃,相對濕度<50%,種子初始發(fā)芽率≥85%,種子含水量5%~8%,在該條件下多數(shù)作物種子安全保存壽命可達(dá)50年以上。
那么,國家為什么花人力、物力、財力留存這些不種的種子呢?“保種。舉個例子來講,對于某個品種,如果農(nóng)民不再種了,也沒有收集保存,這個品種就永久消失了。而把種質(zhì)收集保存在種質(zhì)庫就保住了。這樣,在未來需要用到這個品種的時候,就可以在國家?guī)炖镎业健!标悤粤嵴f。
國家?guī)煲牙塾嬒蛉珖s1600多個單位提供了26萬余份農(nóng)作物種質(zhì)資源。一個收集自云南德宏州芒市遮放鎮(zhèn)的地方水稻品種,名曰“毫秕”,其米飯香軟、冷不回生,是“遮放貢米”的一種。二十世紀(jì)六七十年代,隨著高產(chǎn)矮稈水稻大面積推廣,種毫秕的人越來越少,幾乎絕跡?!昂溜酢狈N子則被國家種質(zhì)庫保存下來了。生產(chǎn)上已經(jīng)絕種40年后,經(jīng)從種質(zhì)庫引種,如今已形成了云南遮放地區(qū)優(yōu)質(zhì)稻米品牌。“如果40年前沒有收集入種質(zhì)庫保存,它可能就絕種了,今天就再也吃不到‘遮放貢米’的米飯?!标悤粤嵴f。
“從育種科研的角度也需要留存這些種子?!毙旖堈f。因為不同的品種有不同的基因,好的基因需要通過鑒定才能發(fā)掘出來?!氨热?,一個品種有很好的抗病基因,沒發(fā)病時,你看不出它有抗病基因。但是,如果把它拿到病區(qū)去種植,發(fā)現(xiàn)這個品種抗病,那我們就可以通過育種技術(shù)手段把這種抗病基因找出來。等到育種需要這種抗病基因時就利用起來了?!?/p>
陳曉玲介紹,現(xiàn)有國家?guī)煲扬柡?,無法滿足我國作物種質(zhì)資源事業(yè)發(fā)展的需求。今年2月動工的國家作物種質(zhì)庫新庫正在施工中,新庫保存容量為150萬份(低溫種子庫110萬份、試管苗庫10萬份、超低溫庫20萬份、DNA庫10萬份),將滿足今后50年全國作物育種、基礎(chǔ)研究、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面的需求。
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