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四川開建種子“諾亞方舟”
2021年01月06日 09:53 來源:四川日報 編輯:曹惠君
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四川省種質資源中心庫效果圖。(四川省農(nóng)科院供圖)

  一些珍稀資源很可能將在地球上消失,怎么辦?優(yōu)良農(nóng)業(yè)種質資源用于育種的不到10%,怎么辦?

  “這相當于種子的‘諾亞方舟’!”2020年12月31日,四川省種質資源中心庫在邛崍市天府現(xiàn)代種業(yè)園正式開工,省農(nóng)科院副院長楊武云激動不已。

  該項目建成后,將成為國內(nèi)唯一的省級綜合性種質資源庫。

  種質資源是生物體親代傳遞給子代的遺傳物質,是保障國家糧食安全與重要農(nóng)產(chǎn)品供給的戰(zhàn)略性資源,被喻為農(nóng)業(yè)的“芯片”。不久前召開的中央經(jīng)濟工作會議將“解決好種子和耕地問題”納入今年八大重點任務之一!跛拇ㄈ請笕襟w記者史曉露

  A為什么建

  種質資源保存方式落后,一些珍稀資源正在消失

  得知四川省種質資源中心庫開工的消息,省農(nóng)科院作物所副研究員、水稻育種專家羅大剛難掩興奮。他早就盼望著,為他照管了30多年的水稻種子換個“新家”。

  在省農(nóng)科院作物所的一間儲藏室里,記者見到,一部分種子用口袋、紙袋密封后碼放在存放架上,還有一部分存進了冰柜和冰箱。“這些保種方式都比較傳統(tǒng),溫度、濕度不能很好控制,最多存5年就要繁種一次!绷_大剛說。

  保存方式和設施設備落后,也是全省種質資源保護的普遍現(xiàn)狀!叭〉姆N質資源分散保存在各科研院校和部分育種家手中,保存數(shù)量小而分散,資源種類不全,優(yōu)良資源發(fā)掘利用效率低!笔∞r(nóng)業(yè)農(nóng)村廳種業(yè)發(fā)展處處長楊春國介紹,以水產(chǎn)種質資源為例,目前多以活體方式保存,缺乏凍精、受精卵、胚胎、DNA等現(xiàn)代化保存方式。

  由于缺乏保護和發(fā)掘,一些優(yōu)異性狀和基因資源也正在丟失。2019年11月,省農(nóng)科院生物技術核技術研究所的余桂容博士在宜賓長寧縣梅硐鎮(zhèn)進行野外調查時,發(fā)現(xiàn)了一種優(yōu)質糯玉米。“該品種糯性強、口感好,且維生素、微量元素豐富。”余桂容說,該種子只存于當?shù)匾粦艮r(nóng)家中,再不保存起來,很可能就將在地球上消失。余桂容把種子帶回成都,決定先把優(yōu)質基因上交到國家種質資源長期庫保存。

  2018年我省啟動農(nóng)作物種質資源系統(tǒng)調查與搶救性收集行動,搜集到的上千份資源,許多具有極高的利用價值,但情況不容樂觀:珍貴的古稻品種“米易梯田紅米”目前僅存于米易縣新山傈僳族鄉(xiāng);久負盛名的四川麻鴨、金陽絲毛雞、彭縣黃雞、四川白兔等地方品種也瀕臨滅絕……

  B如何建設

  落戶國家級種業(yè)園區(qū),是國家種質資源庫重要部分

  四川省種質資源中心庫位于邛崍?zhí)旄F(xiàn)代種業(yè)園核心區(qū)內(nèi),項目占地10畝左右,總投資9223萬元,預計2023年建成并投用。

  在楊春國看來,選址邛崍,因為這里具有得天獨厚的優(yōu)勢。邛崍是“國家級雜交水稻種子生產(chǎn)基地”,制種面積和制種量居成都第一。

  天府現(xiàn)代種業(yè)園是國家首批布局的5個以種業(yè)為主導產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園之一,也是西南地區(qū)唯一一個。該園區(qū)立足建設“中國西南種業(yè)中心”,將搭建起四川省種質資源中心庫、四川省水稻產(chǎn)業(yè)技術應用研究院、西南種業(yè)創(chuàng)新孵化中心等“一庫一院五中心”重大功能平臺,未來將成為集科技研發(fā)、雙創(chuàng)孵化、博覽交易為一體的種業(yè)經(jīng)濟新高地!跋喈斢跇嫿ㄆ鹆朔N業(yè)的保、育、測、繁的產(chǎn)業(yè)集群。”楊春國說。

  四川省種質資源中心庫是綜合性保存庫,涵蓋農(nóng)林牧漁草,集收集保存、研究利用與科普展示功能“三位一體”!安粌H立足四川,還將輻射西南,成為國家種質資源庫的重要組成部分!睏畲簢榻B,按規(guī)劃設計,中心庫可保存農(nóng)作物(含林草)種子資源52.4萬份,保存畜禽基因資源105萬劑,保存水產(chǎn)基因資源26萬劑。

  楊武云介紹,種子在保存過程中會自然衰老,需要通過先進技術手段讓種子持續(xù)保持活力。不同物種的種質資源,保存方式又存在差異。因此,需要通過長期庫、中期庫、試管苗庫、超低溫庫、DNA庫等進行分區(qū)分類保存。

  具體來看,植物種質資源中有性繁殖作物通常以種子方式,需要放入低溫種子庫進行保存;無性繁殖植物、野生珍稀瀕危植物等通常在種質資源圃、植物園、原位保護點(區(qū))進行培育保存,或通過試管苗庫、超低溫庫、DNA庫進行保存;水產(chǎn)、畜禽物種的種質資源則以活體保存、細胞保存和分子(DNA)等保存方式為主。

  長期庫要滿足未來50年的需求,中期庫要考慮滿足未來30年以上的需求!皽囟、濕度的控制很重要!睏钗湓平榻B,庫內(nèi)的溫度和相對濕度越低,種子的安全貯藏期越長,比如長期儲存種子冷庫,庫內(nèi)溫度要在-18℃以下,庫內(nèi)相對濕度應低于50%,種子理論上可以保存50年。

  C有何作用

  提升保存數(shù)量和水平,促進良種選育實現(xiàn)新突破

  “農(nóng)業(yè)每次質的飛躍,都是種子變革主導,沒有現(xiàn)代種業(yè)的支撐就沒有農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化。”省委農(nóng)辦主任、省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳廳長楊秀彬表示,該項目建成后,將填補我省沒有現(xiàn)代種質資源庫的空白,對四川乃至西南地區(qū)種質資源保護與利用、推動現(xiàn)代種業(yè)育種創(chuàng)新、保障糧食安全和主要農(nóng)產(chǎn)品供給產(chǎn)生重大影響。

  從功能上看,四川省種質資源中心庫承擔著種質資源收集、中期保存、特性鑒定、繁殖和分發(fā)等功能。省農(nóng)科院院長牟錦毅認為,建好種質資源庫一方面可以把傳統(tǒng)優(yōu)質的種質資源保留下來,提高全省種質資源保存的數(shù)量和水平,避免珍貴、特異、野生和地方品種資源的消亡。另一方面,種質資源保存可以為育種提供支撐。

  以糧食作物為例,近年來,省農(nóng)科院水稻育種團隊以引進香稻資源與地方優(yōu)異資源結合育成長粒香型不育系,選育以“川優(yōu)6203”為代表的新品種集優(yōu)質高產(chǎn)高效性狀于一體,改變了四川不產(chǎn)優(yōu)米的歷史。小麥育種團隊將節(jié)節(jié)麥野生資源與地方優(yōu)異資源人工合成新種質,育成新品種解決了小麥抗病高產(chǎn)抗穗發(fā)芽的問題,創(chuàng)造南方畝產(chǎn)792.8公斤的高產(chǎn)紀錄。玉米育種團隊以引進的溫帶種質資源改良山區(qū)常用自交系,育成耐瘠高產(chǎn)新自交系及系列品種,創(chuàng)造了南方畝產(chǎn)1282公斤高產(chǎn)紀錄。

  瞄準天府現(xiàn)代種業(yè)園的資源優(yōu)勢,水稻育種專家、四川農(nóng)業(yè)大學水稻研究所原所長李平教授和團隊已經(jīng)把辦公室搬到了天府現(xiàn)代種業(yè)園,“利用種質資源庫中保存的資源,可以廣泛尋找影響水稻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和品質的功能基因,讓我們的品種在保持高產(chǎn)的前提下,實現(xiàn)好看、好吃、好種和好賣的綜合提升!

  此外,通過對“川字號”種質資源的保護與開發(fā)利用,也有助于培育“川字號”優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè),擦亮四川農(nóng)業(yè)大省金字招牌。

  以生豬產(chǎn)業(yè)為例,四川是全國生豬第一大省,但川內(nèi)90%的仔豬屬于洋種豬的后代!氨就梁谪i雖然存在生長速度不快、肥肉率較高、出肉率偏低等短板,但肉質好、風味優(yōu)!彼拇ㄞr(nóng)業(yè)大學教授姜延志說,2015年以來,他們利用巴克夏豬和成華豬雜交選育出天府黑豬,實現(xiàn)生長周期縮短2個月,性能提高30%以上,“建立種質資源庫,通過國內(nèi)外引種,可以為育種提供豐富的材料,本土黑豬的良種選育也將進一步加速。”

  D如何利用

  鑒定評價種質資源,建立共享機制提高利用率

  “當前用于品種改良的水稻種質資源只占5%!崩钇秸f,還有95%的品種資源的特征特性、優(yōu)異基因情況不明。

  保存不是目的,重要的是充分利用,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務。然而,由于信息共享機制不完善、科研投入不足、技術實力不強等因素,當前對種質資源的深度挖掘不夠,優(yōu)異基因利用率還很低。前期調研發(fā)現(xiàn),目前全省應用于育種創(chuàng)新的農(nóng)業(yè)種質資源不到10%。

  “雖然我國已建立中國作物種質資源信息網(wǎng),但涵蓋品種太多,無法反映西南地區(qū)品種資源特色,研究還不夠深入。”李平說,四川種質資源庫可對地方品種做精細研究。

  種質資源研究屬于基礎性工作,投入大,且難出成果!爱斍皩ζ髽I(yè)育種的支持力度不大,他們都不愿意搞鑒定評價,基因測序、分子育種方面的科研實力不強,這也是四川的短板。”楊春國介紹。

  “種質資源中藏著哪些東西,要先搞清楚。”楊武云說,未來將對入庫資源開展一次大規(guī)模的品種篩查和鑒定評價,特別是要以地方品種為重點,發(fā)掘出四川本土的特殊優(yōu)良基因,為育種服務。

  以農(nóng)作物為例,除了通過田間種植鑒定性狀外,還將對品種資源進行基因組測序,再把有用的資源分享給育種專家!盎蚍治隹梢源蟠筇岣哔Y源研究效率,通過基因組測序先把特性特征摸個家底,也可以為分子設計育種提供基礎!崩钇秸f。

  牟錦毅透露,省農(nóng)科院將與國內(nèi)基因測序龍頭企業(yè)深圳華大基因合作。

  種質資源的保護和利用屬于公益性事業(yè)。按照相關法規(guī),對于符合條件的從事科研或育種的單位和個人,種質資源中期庫應當免費為申請者提供適量種質材料。作為種質資源中期庫,四川省種質資源中心庫也將加強信息共享,建立全省種質信息網(wǎng)絡系統(tǒng)。“每一份種質資源的情況,例如性狀表現(xiàn)、特征特性、優(yōu)良基因等信息,育種家都可以在網(wǎng)站查詢、下載!蹦插\毅說,我省將研究成立種質資源保護與利用管理委員會、專家理事會等,構建完善的中期庫運行機制。

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