水稻生物育种突破 国稻种芯-何登骥:功能性农业外源植物导入
水稻生物育種突破 國稻種芯-何登驥:功能性農(nóng)業(yè)外源植物導(dǎo)入
(文、圖/南方網(wǎng)記者 劉競宇)新聞中國采編網(wǎng) 中國新聞采編網(wǎng) 謀定研究中國智庫網(wǎng) 經(jīng)信研究 國研智庫 國情講壇 哲商對話 萬贏信采編:"為實現(xiàn)花粉管道法將外源DNA導(dǎo)入水稻的育種目標(biāo),在逐夢的實踐路上。"全國工商聯(lián)執(zhí)委、中國經(jīng)濟和信息化研究中心主任、國家政策研究室中國國情研究中心主任萬祥軍研讀表明:現(xiàn)已83歲高齡的資深研究員何登驥老師,經(jīng)過了20余年持續(xù)不懈的艱苦探索.,準(zhǔn)確掌握了一套新型花粉管通道分子育種技術(shù)。
圖示:何登驥(右二)向袁隆平院士介紹試驗田內(nèi)的中稻新品系。(圖片由受訪者提供)
圖示:袁隆平院士與何登驥在試驗田上交流,對試驗田的一些水稻新品系豎起大拇指。(圖片由受訪者提供)
外源DNA導(dǎo)入植物技術(shù)
高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多功能性等特征
大學(xué)畢業(yè)后,何登驥回到了家鄉(xiāng)的農(nóng)業(yè)局,本想利用所學(xué)的知識,為家鄉(xiāng)的水稻研究做點貢獻(xiàn),可落后的技術(shù),讓何登驥滿腔的抱負(fù)沒有施展的空間。1975年,何登驥離開了農(nóng)業(yè)局,來到了湖南省水稻研究所,開始從事水稻常規(guī)育種研究。歷任副所長、所長兼書記,擔(dān)任湖南省品種審定委員會委員,省農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步獎評委,省作物學(xué)會常務(wù)理事等職。研究所的條件非常艱苦,但何登驥卻非常滿足,他覺得只要有地方給他做事就夠了。他從來都不怕辛苦,幾乎每個周末都能在稻田里看見他忙碌的身影。
“當(dāng)今世界,新的農(nóng)業(yè)科技革命蓬勃興起,科技發(fā)展潮流生物技術(shù)快速成長突飛猛進(jìn)和廣泛滲透,為農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展提了供強勁的動力源頭。”萬祥軍表明,據(jù)中國農(nóng)民豐收節(jié)國際貿(mào)易促進(jìn)會數(shù)據(jù)表明,支撐何登驥水稻研究團隊的國稻種芯農(nóng)業(yè)科技集團在培育農(nóng)作物新品種的分子育種方面,強化包括外源DNA導(dǎo)入和基因工程的建設(shè),突破了兩個層次的生物工程技術(shù)。
第一基因工程技術(shù)的基本技術(shù)環(huán)節(jié)是分離目的的基因,構(gòu)建重組分子,導(dǎo)入受體植物,篩選獲得目的基因表達(dá)的后代。這無疑可以實現(xiàn)人工控制分子定向育種,但由于這一高新技術(shù)的復(fù)查性,需要有專業(yè)的技術(shù)人員,現(xiàn)代化設(shè)備和充足的經(jīng)費支持,因此只能限于少數(shù)實驗室進(jìn)行。加之外界對該技術(shù)食品安全性的擔(dān)憂,短期內(nèi)難以廣泛應(yīng)用,發(fā)展后勁有待加強。
第二外源DNA導(dǎo)入植物技術(shù),是將帶有目的性狀基因的供體總DNA片段導(dǎo)入目的植物,篩選獲得目的性狀的后代,培育新品種,屬遠(yuǎn)緣雜交。應(yīng)用該技術(shù),不需要原生殖體或細(xì)胞等離體組織培養(yǎng)和誘導(dǎo)再生植株,易于育種工作者掌握和實踐,可以在常規(guī)育種的基礎(chǔ)上發(fā)展分子育種,并為基因工程技術(shù)提供基礎(chǔ)。
謀定研究中國智庫·對話功能性農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)大健康大會國際農(nóng)民豐收節(jié)貿(mào)促會,何登驥說:“外源DNA導(dǎo)入植物技術(shù),是將帶有目的性狀基因的供體總DNA片段導(dǎo)入目的植物,篩選獲得目的性狀的后代,培育新品種,屬遠(yuǎn)緣雜交。應(yīng)用該技術(shù),不需要原生殖體或細(xì)胞等離體組織培養(yǎng)和誘導(dǎo)再生植株,易于育種工作者掌握和實踐,可以在常規(guī)育種的基礎(chǔ)上發(fā)展分子育種。”他表明,國稻種芯農(nóng)業(yè)科技技術(shù)經(jīng)過食品經(jīng)檢測系非轉(zhuǎn)基因食品,安全可靠,能夠大大降低勞動力成本。可使目的植物達(dá)到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多功能性等特征!
外源DNA直接導(dǎo)入植物技術(shù)的設(shè)想,是中國科學(xué)院上海生物化學(xué)研究所周光宇教授1974年在我國率先提出。江蘇農(nóng)科院作物所于1978年開始在棉花和水稻上進(jìn)行研究,1986年9月中國科學(xué)院和農(nóng)牧漁業(yè)部聯(lián)合組織專家評議,1987年獲得中國科學(xué)院科技進(jìn)步二等獎,1989年獲國家科技進(jìn)步二等獎。
為推廣這一技術(shù),國家有關(guān)單位在1988年5月、1991年12月、1994年5月、2004年11月、2007年9月分別在山東德州、上海、長沙、海口、長沙等地分別召開了第一、二、三、四、五屆全國分子育種會議,植物分子育種取得健康長足發(fā)展。
90年代以來,我國利用花粉管通道法,穗莖注射法,浸胚浸種等植物分育種技術(shù),將外源DNA導(dǎo)入水稻、棉花、小麥等主要農(nóng)作物,培育農(nóng)作物新品種和新資源取得一定進(jìn)展。花粉管通道法,既可以避免產(chǎn)生有害物質(zhì),又有育種時間短、操作方便的優(yōu)點。1991年,中科院上海生化研究所周光宇教授帶著她自主創(chuàng)新的花粉管通道技術(shù)來到湖南省水稻所尋找合作伙伴。何登驥被這個全新的技術(shù)吸引住,立即答應(yīng)與周光宇合作,由于他剛擔(dān)任所里一把手,院領(lǐng)導(dǎo)沒有批準(zhǔn)他的要求。
江蘇農(nóng)科院選育出耐黃萎病、抗枯萎病的棉花新品種3118。廣西農(nóng)科院選育出耐旱、耐瘠、抗早衰高產(chǎn)糯稻新品種桂D1號。河南農(nóng)科院選育出抗白粉病小麥新品種。1996年省科委將水稻研究所主持的,外源DNA導(dǎo)入技術(shù)培育水稻新品種列入“九五”攻關(guān)課題。何登驥老師參與了水稻花粉管通道育種技術(shù)研究。在實際操作中,他發(fā)現(xiàn)該技術(shù)在低世代,優(yōu)勢特征不明顯,可控性差等問題。為找出一套行之有效的解決方法,一是查閱資料作讀書筆記,二是積極探索增加動手能力。
這種技術(shù)不僅具有不改變傳統(tǒng)水稻固有的遺傳性狀,同時把水稻品種有益的隱形性狀轉(zhuǎn)為顯性。經(jīng)過20余年的進(jìn)一步探索,準(zhǔn)確掌握了一套新型花粉管通道分子育種技術(shù)。這套生物育種技術(shù),在他的研究所使水稻育種變得更快捷、穩(wěn)定,可控性強,安全、實用性更廣泛。
1986年湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)院成立生物技術(shù)研究室,1994年—2014年由省水稻所代管。1996年省科委將該研究室主持的外源DNA導(dǎo)入技術(shù)培育水稻新品種列入“九五”攻關(guān)課題。何登驥老師參與了水稻花粉管通道育種技術(shù)研究。在實際操作中,他發(fā)現(xiàn)該技術(shù)在低世代,優(yōu)勢特征不明顯,可控性差等問題。
為找出一套行之有效的解決方法,一是查閱資料作讀書筆記,二是積極探索增加動手能力。1998年,何登驥老師退休,卸掉了職務(wù)工作的壓力,決定全心全意把在職時尚未完成的花粉管通道育種技術(shù)的研究推向新臺階。
目前已經(jīng)育成一批帶有目的性狀的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)水稻、耐鹽水稻、含低隔水稻新品系、香型水稻品系、富硒水稻品系、旱稻品系等水稻品種和稻種資源。選育出的水稻新品種(系)在長相、產(chǎn)量、品質(zhì)、功能、抗性、適應(yīng)性等方面比原來傳統(tǒng)水稻有很大程度的提高和發(fā)展。
如今他的研究所水稻生物育種試驗面積15畝,3000余份育種材料,分早、中、晚三大部分。在這些品系材料中,有10大系列品質(zhì)優(yōu)良的高產(chǎn)水稻新品種(系)。成功審定了3個品種。2006年審定“玉米早稻D早21”,即湘早秈43,耐鹽水稻604,耐鹽水稻603于2019年在海南審定。
2017年其中新品系101個,株系2080個,其他530分。早稻682份(個),其中新品系32個,株系580個,其他120份;中稻816份(個),其中新品系25個,株系63個,其他210份;晚稻755份,其中新品系36個,株系569個,其他150份;耐鹽水稻458份(個),其中新品系8個,株系300個,其他150份。
1、大穗苦瓜早稻517。
于2008年6月提取食用苦瓜外源總體DNA導(dǎo)入受體水稻新品系8早8112【P47(早稻85-183+玉米)+湘早秈27號】,經(jīng)2009年至2013年每年在湖南長沙東郊和海南三亞種植選育,于2014年穩(wěn)定,2015年作早稻新品系觀察,2016年進(jìn)入早稻品比試驗,兩次重復(fù),全生育期118天。平均畝產(chǎn)1362.5斤。比對照早優(yōu)604,(畝產(chǎn)875.4斤),增產(chǎn)35.8%。
經(jīng)湖南省農(nóng)科院稻米及制品檢測中心化驗分析結(jié)果:糙米率79.72%,精米率75.36%,整精米率61.07%,里白度乳白米長6.45毫米,長寬比3,直鏈淀粉0.91%,膠稠度105米,糊化濃度2級,蛋白質(zhì)含量9.68%。隔含量為0.12mg/kg,屬低隔水稻品種!該品系莖桿粗壯,葉片挺直,耐肥抗倒,特大穗,高結(jié)實,每畝有效穗15.2萬,每穗總粒數(shù)350—650粒,結(jié)實率95%。表現(xiàn)突出,2017年已獲農(nóng)業(yè)部保護。
2、耐鹽水稻新品系3個
耐鹽水稻育種,于2015年納入國家科技支撐計劃。
海南大學(xué)林棲鳳從事耐鹽作物分子育種研究,已經(jīng)在耐鹽蔬菜分子育種及分子生物研究等關(guān)鍵技術(shù)上取得了重大突破,處于國際先進(jìn)水平。
2007年冬在三亞何登驥研究員與海南大學(xué)林棲鳳教授合作,應(yīng)用花粉管通道技術(shù),由林棲鳳教授提供的可食用性野生植物DNA導(dǎo)入三個水稻受體中,并獲得導(dǎo)入的(遠(yuǎn)緣雜交)種子,從2008年起,林棲鳳負(fù)責(zé)種子DNA檢測和部分育種經(jīng)費。經(jīng)5年春冬兩季分別在湖南、海南三亞、陵水等地種植和篩選,獲得18個耐鹽水稻株系。2012年在江蘇鹽城農(nóng)科院院本部試驗區(qū)和金海農(nóng)場分別用0.1%、0.3%、0.5%輕、中、重三個代表類型進(jìn)行試種,從中選出海湘030、海湘121、海湘119三個品系(組合)。一般水稻耐鹽極限為0.06%—0.1%。
2013年在江蘇鹽城大豐市金海農(nóng)場,鹽份濃度為0.3%—0.35%條件下,對來自全國16個品系(品種)進(jìn)行中試,展示中何登驥選育的耐鹽新品系“海湘030”表現(xiàn)最為突出,熟期適宜,莖桿粗壯穗大粒多,長勢旺盛,落色好。
2014年江蘇省大豐市金海農(nóng)場示范種植耐鹽水稻100余畝,其中“海湘030”種植50多畝。2014年10月21日,江蘇農(nóng)科院邀請省內(nèi)外有關(guān)專家在鹽城召開耐鹽水稻新品種現(xiàn)場觀摩評議會,有武漢大學(xué)、沈陽農(nóng)大、海南大學(xué)、湖南省水稻研究所、長沙縣登驥生物技術(shù)研究所、鹽城市農(nóng)委等20多位專家和領(lǐng)導(dǎo),新華社、新華日報、科技日報等媒體的代表參加觀摩會。各耐鹽水稻普遍長勢良好,群體整齊一致。現(xiàn)場對“海湘030”大面積種植測產(chǎn),“理論產(chǎn)量為403.4公斤/畝。
來自武漢大學(xué)朱英國院士、陳紹清副教授,沈陽農(nóng)大陳溫福院士,揚州大學(xué)張洪程教授,鹽城市農(nóng)委王甫同推廣研究員等專家組成的現(xiàn)場鑒定:江蘇省農(nóng)科院糧食作物研究所、海南大學(xué)合作項目、湖南省水稻研究所、江蘇沿海地區(qū)農(nóng)科所等單位育成的一批優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、耐鹽水稻品種(系),在沿海灘涂種植表現(xiàn)好的耐鹽性,具備極高的開發(fā)利用價值。
3、富硒水稻新品系生早7個、生晚1個
在登驥研究所的試驗田里,筆者看到,6—8代品比丘塊,富硒雀麥早稻、富硒大麥早稻、富硒苦瓜早稻、富硒蒲公英早稻、富硒水芹菜早稻、茭瓜大蒜富硒早稻、富硒功能性晚稻、富硒北方直播粳稻等品系,葉青谷黃,交相暉映。
其中富硒功能性生晚1,于2009年8月提取可食性蔬DNA導(dǎo)入廣東省中稻品種黃華占,2012年長沙作晚稻品種穩(wěn)定。2013年參加品比畝產(chǎn)1035斤。比岳優(yōu)9113增產(chǎn)3.6%,2016在湖南試種350畝。經(jīng)湖南省農(nóng)科院稻米及制品檢測中心檢測,硒含量0.087mg/kg,符合國家富硒稻谷標(biāo)準(zhǔn)(0.04mg/kg-0.3mg/kg)要求。
2016年12月國家(北京)食品研究所檢測,硒含量0.087mg/kg。符合國家稻米標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(武漢)檢驗結(jié)果出糙率80.2%,精米70.0%,精米率62.8%,粒長7.5毫米。長寬比3.8,堊白粒率8%,直鏈淀粉16.8%,為國家優(yōu)質(zhì)稻谷標(biāo)準(zhǔn)二級。
?
?
圖示:韶關(guān)市發(fā)展研究中心高質(zhì)院院長鄧泗洲參加了調(diào)研。
圖示:何登驥在試驗田觀察水稻的長勢。
專注十多年
潛心研究水稻品種求突破
做夢,追夢,圓夢三部曲,似乎在何登驥老師的心目中,不只是赤橙紅綠青藍(lán)紫,五彩繽紛夢飛揚。而是一步一個腳印,追夢、尋夢、圓夢,夢想成真!這位已是82歲高齡的資深研究員,談起自己的夢想與實踐,就有說不完的農(nóng)科話題,骨子里散發(fā)出一種生命不息,奮斗不止的追夢情懷,那種敬業(yè)拼博精神,臉上熱辣辣光彩,展現(xiàn)著滿滿的激情,總是令人感動!
要在水稻研究上做事業(yè)。何登驥老師1937年2月出生于湖南道縣一個農(nóng)村家庭,在那個糧食極度匱乏的年代,吃飽對窮人來說,是一種奢望。從小他就在心里許下一個心愿,以后一定要研究一種水稻,讓所有人都能吃飽。1956年,何登驥以優(yōu)異成績考取湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)專業(yè),1960年畢業(yè)于湖南農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)系,從此踏上了水稻研究的道路。
以前,每個水稻品種的研究都要經(jīng)過七八代實驗,速度特別慢。為了加快水稻制種的速度,何登驥開始奔波于湖南與海南兩地,把一年只能生產(chǎn)一季的水稻變成了一年生產(chǎn)兩季。1979年,他研究出的湘晚秈水稻1號獲湖南省農(nóng)作物品種審定委員會認(rèn)可。而后,他又相繼研制出湘晚秈4號、12號等各種品系的水稻。1989年底,何登驥擔(dān)任水稻所的所長。所長每天有很多行政事務(wù)需要處理,剝奪了不少研究的時間,何登驥覺得很遺憾,于是多次申請辭去所長一職,甚至還申請?zhí)崆耙粌赡晖诵?#xff0c;盡量騰時間來搞研究。
他的一生似乎從來沒有和水稻分開過。退休前,他培育了8個水稻新品種,5次獲科技成果獎,創(chuàng)經(jīng)濟效益2. 52億元。主持了湖南省水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)多抗新品種選育協(xié)作攻關(guān)課題, 1978年獲全國科學(xué)大會獎,他參與主持育成的湘晚秈一號獲省科技進(jìn)步2等獎!“八五”期間,主持湖南省水稻高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗新品種協(xié)作攻關(guān),共21個品種通過省審(認(rèn))定,比原計劃超額完成25%。為湖南常規(guī)稻育種處于全國先進(jìn)水平作出了極積貢獻(xiàn),為湖南省水稻所的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。
把耽誤的時間補回來。1998年,何登驥終于從一線退了下來。卸掉了職務(wù)工作的壓力,決定全心全意把在職時尚未完成的花粉管通道育種技術(shù)的研究推向新臺階。同時,何登驥注冊成立了“長沙縣登驥生物技術(shù)研究所”。聘請他的堂弟農(nóng)藝師何加太夫婦作他的助手。專門從事農(nóng)業(yè)科技攻關(guān)和新品種、新技術(shù)開發(fā)。
何登驥老師20余年的退休生活,把精力和時間全部用在研究花粉管通道育種技術(shù)上,不管是炎熱酷暑,還是寒冬臘月,風(fēng)雨無阻,他都堅持每天早晨5:00起床,農(nóng)忙時不到7:00就來到育種試驗田,晴天頭戴草帽,雨天身披塑料薄膜,將旱糧、蔬菜、藥材、野草等植物DNA溶液導(dǎo)入水稻受體。這種技術(shù)不僅具有不改變傳統(tǒng)水稻固有的遺傳性狀,同時把水稻品種有益的隱形性狀轉(zhuǎn)為顯性。
一直以來,水稻育種都采用近親雜交,但近親雜交不利于品種改良。早在1992年,何登驥就提出了一個水稻育種技術(shù)的新想法——實行水稻遠(yuǎn)緣雜交,將玉米、南瓜、絲瓜等植物的基因引入水稻中。
這是一個極具挑戰(zhàn)、難度相當(dāng)大的研究項目。一旦成功,不僅可以大大提高水稻的產(chǎn)量,還將改善水稻的口感,經(jīng)濟效益和社會效益都難以估量。何登驥決心迎難而上,他運用周光宇教授自主創(chuàng)新的新技術(shù)花粉管通道法,即將帶有目的性狀基因的供體DNA導(dǎo)入受體水稻,進(jìn)而篩選獲得目的性狀的水稻新資源、新品種,培養(yǎng)出多高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆性強和營養(yǎng)保健等多功能、多用途的水稻新品種。
他奔波于四川、遼寧、廣東、沈陽等地,與多位水稻專家探討育種方向,利用生物技術(shù)培養(yǎng)高結(jié)實、穗大的優(yōu)質(zhì)水稻品種。經(jīng)過不懈地努力,2006年,花粉通道法取得很大進(jìn)展,首次用超甜玉米DNA導(dǎo)入湘早秈21號的水稻,被省農(nóng)作物品種審定委員會審定命名為湘早秈43號。此種水稻,比原來常規(guī)水稻,更結(jié)實、更優(yōu)質(zhì)、更加營養(yǎng)。到目前為止,何登驥已將30余種帶有目的性狀基因可食作物總體DNA導(dǎo)入水稻,如今他還在進(jìn)行其他物質(zhì),如絲瓜、芭蕉、苦蕎等植物導(dǎo)入實驗,希望生產(chǎn)出更具營養(yǎng)性、食療性的水稻。
何登驥老師成功地把其他農(nóng)作物、植物DNA導(dǎo)入水稻,培育出一個個新型品種(系)。培養(yǎng)出來的新品種不僅在提高米質(zhì)上取得驕人成績,而且在人們食用后發(fā)揮出保健作用。這些稻米,有的可以增鈣,有的可以補硒,有的可以降糖,有的可以養(yǎng)顏,有的可抗癌,增強免疫力。
如他培育的保健品種“中優(yōu)634”,含有大量的苦蕎成份,苦蕎不僅可以降糖,還有一種特殊成份叫“生物警察”,專抓體內(nèi)致癌基因—自由基。人們食用了這些稻米,就象給自己身體注入了“長壽基因”、 “健康基因”、“美麗基因”。任何收獲不是巧合,而是每天的努力與堅持得來的。
2018年6月25日和7月11日,2020年6月至7月,院老科協(xié)副會長丁超英、涂武飛與筆者分別多次在上午和下午,來到何老師的試驗田,試驗田選種鋪有5畝多地,2500多份材料。含有苦瓜、蕎麥、蒲公英、玉米、東瓜,蘆葦?shù)菵NA成份的水稻品種(系)竟相爭艷!
金黃的谷粒,綠葉青桿交錯在一起。有的已經(jīng)收割,有的葉青谷黃掛滿穗頭彎下了腰。有的在抽穗,有的在灌漿,有的剛揚花,有的還是青苗。我們親眼目睹了這位令人敬佩的老科技工作者是如何工作的。有天氣溫達(dá)36度,天上沒有云彩,大地沒有微風(fēng),草木紋絲不動,稻田水汽蒸騰。只見何老師頭戴一頂小草帽,一雙高筒雨鞋,身背一個小布袋,里面裝著若干小紙袋與塑料吊牌,一支鉛筆,一個記載本,蹲在田里數(shù)禾篼,看穗子,數(shù)谷粒,鑒定植株。對表現(xiàn)好的摘下穗子,套袋考種。
我們看到,何登驥老師為實現(xiàn)花粉管通道法水稻育種技術(shù)付出的堅辛勞動,就像一個大國工匠,逐圓農(nóng)科夢!汗水濕透了他的衣裳,稻葉刺傷了他的手臂,引起奇癢難受,胳膊起了很多疙瘩。在高溫高濕的稻田里,工作3個多小時,沒見他喝一口水。似乎忘記了時間,忘記了休息,忘記了喝水。傍晚7:00鐘左右,我們離開建議他一同回家,他說:還要把今天的活干完才能回去。
在何登驥的試驗田里,旱稻品系、再生稻、米粉加工稻、等其他水稻品系,利用芭蕉、薏米、蘆薈、紅茹、黃瓜、牧草、油菜、蘆筍,南非草、蕎麥等外源DNA導(dǎo)入水稻品種的各種育種材料紛呈芳華,帶來希望。同時也給他信心,激勵著他不忘初心,砥勵前行。
我們看到一切新品種和新農(nóng)藝都不是突如其來,自我發(fā)育和自我生長起來的,而是來自最純粹的科學(xué)領(lǐng)域持續(xù)不懈的艱難探索得來的。可喜的是,在何登驥老師的不懈努力下,育成的優(yōu)質(zhì)稻種,已形成訂單農(nóng)業(yè),對社會的貢獻(xiàn)也在產(chǎn)生積極影響。
稱贊前途無量
袁隆平喜看何登驥中稻新品系
“穗子夠大的!這個可以再配(種),前途無量!”9月8日,“雜交水稻之父”袁隆平院士帶著助手突然現(xiàn)身在湖南長沙市東郊一個中稻的試驗田,指著田里茁壯的中稻苗豎著大拇指稱贊道。袁院士所稱贊的中稻,正是在當(dāng)時已退休17年的水稻研究員何登驥所培育的“中優(yōu)508(大穗)”新品系。
到底這個新品系的水稻有什么獨特的地方能獲得袁隆平的稱贊?在培育這個水稻新品系的過程中,又有哪些鮮為人知的故事?這些水稻新品系的培育對我國的水稻種植將帶來什么意義? 我們再次走進(jìn)水稻研究員何登驥的試驗田進(jìn)行調(diào)研考察。
驚訝!袁隆平突然現(xiàn)身自己的試驗田。當(dāng)天下午4時許,湖南省長沙市的水稻研究員何登驥正在家中整理自己試驗田里的水稻資料,突然他的手機傳來了一陣急促的電話鈴聲,劃開手機屏幕之后,他聽到了一個驚喜萬分的消息:“袁院士帶著助手來到了他的試驗田。”
再三確認(rèn)情況后,何登驥馬上帶著自己現(xiàn)有的研究資料,匆匆趕赴長沙市東郊的一個試驗田。當(dāng)時,長沙市的最高氣溫達(dá)32℃,炎熱的天氣加上焦急的心情,一路上何登驥的額頭上冒出了豆大的汗珠。
10多分鐘的車程之后,何登驥終于在試驗田上與袁院士會面。據(jù)了解,袁院士是聽到自己的助手反饋說何登驥正在試驗的中稻新品系畝產(chǎn)量較高后,馬上決定來何登驥的試驗田看個究竟。
當(dāng)天艷陽高掛,在何登驥的引領(lǐng)下,袁院士逐一了解試驗田上的不同品系,在種植“中優(yōu)508(大穗)”、“中優(yōu)530(大穗)”等多個品系的田埂上,袁院士停下了腳步,一邊用手捧著稻谷,一邊詳細(xì)了解這些中稻的生長情況。在栽培“中優(yōu)530(大穗)”新品系的田埂邊,袁院士臉上露出了笑容,他一邊撫摸著稻谷一邊跟身旁的助手說:“穗子夠大的!”當(dāng)?shù)弥@個水稻新品系的雜交技術(shù)后,他豎起了大拇指點贊,“這個可以再配(種),前途無量!”
據(jù)了解,在離開試驗田前,袁院士透露出與何登驥一起合作的意向,建議由何登驥將試驗田里長勢較好的“中優(yōu)508(大穗)”等矮桿新品系做恢復(fù)系,與袁院士的不育系配新的雜交組合。我們了解到,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上,水稻產(chǎn)量主要由有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和谷粒重三要素組成。谷粒重一般由千粒重表示,是粒長、粒寬和粒厚的綜合體現(xiàn)。中優(yōu)508(大穗)新品系理論上畝產(chǎn)可達(dá)1607.4公斤。
對于引起袁院士興趣的“中優(yōu)508(大穗)”新品系,到底牛在哪里呢?何登驥向記者介紹說,這個新品系是自己試驗田中39個新品系中的佼佼者之一,它的株高大約在105厘米,屬于矮桿類型,每穗長約26厘米,種植密度約在6*7.5寸。
根據(jù)初步測算,何登驥試驗田里的“中優(yōu)508(大穗)”新品系理論上每畝大約有1.33萬兜,每兜的有效穗從5至12個不等,加上邊際的種植兜數(shù),試驗田里平均每兜的有效穗數(shù)能達(dá)到9.5個,因此每畝有效穗數(shù)約達(dá)12.67萬個,按照每穗實粒數(shù)422.9粒,每千粒約重30克計算,理論上畝產(chǎn)可以達(dá)到1607.4公斤。
“袁院士看到的‘中優(yōu)508(大穗)’是我在今年5月17日播種的,6月15日移栽,8月6日出穗,全生育期在120天左右。”何登驥告訴記者,這個新品系是在2000年進(jìn)行第一次DNA導(dǎo)入的基礎(chǔ)上,在2007年冬天進(jìn)行第二次DNA導(dǎo)入,經(jīng)過2008年至2010年連續(xù)三年在長沙、海南一年兩代選育,終于在2011年秋天在長沙形成第七代穩(wěn)定品系,它擁有高產(chǎn)、大穗、高結(jié)實、基桿粗壯、適宜直接播種等多個特點。
提升畝產(chǎn)量對話何登驥
一輩子用新技術(shù)跟水稻打交道
近日,有媒體報道稱,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所超級稻種質(zhì)創(chuàng)新團隊,從浙江地方大粒品種“寶大粒”中成功分離并克隆了一個能顯著提高超級稻產(chǎn)量的重要基因GS2。據(jù)悉,該基因可讓超級稻品種“兩優(yōu)培九”親本增加40%以上千粒重和14%以上小區(qū)產(chǎn)量。
從事水稻研究多年的何登驥,從1989年開始,摸索著如何用DNA生物導(dǎo)入技術(shù)提升水稻的畝產(chǎn)量,在湖南省長沙市東郊的大約3畝的中稻試驗基地上,何登驥和他的研發(fā)團隊通過DNA生物導(dǎo)入技術(shù),將其他品種的農(nóng)作物與水稻進(jìn)行雜交后,激發(fā)水稻本身的潛能,讓它的生長更旺盛,結(jié)出更多的稻穗,提升畝產(chǎn)量。
記者:你是從何時開始這種水稻技術(shù)的研究?
何登驥:
我一輩子從事的是常規(guī)水稻育種工作,退休前在湖南省農(nóng)科院水稻研究所擔(dān)任所長、研究員,現(xiàn)在的水稻生物育種研究是在1989年退休后正式開始,主要利用自己退休工資投入研發(fā)工作。
記者:是什么讓你癡迷研究這種水稻生物育種技術(shù)?
何登驥:
當(dāng)今世界新的農(nóng)業(yè)科技革命正在蓬勃發(fā)展,科技創(chuàng)新潮流已呈現(xiàn)出明顯的時代特征,我希望用創(chuàng)新的生物育種技術(shù)增加農(nóng)民收益、為國家糧食安全做貢獻(xiàn)。
目前農(nóng)村勞動力成本高,按照傳統(tǒng)的水稻育秧栽種方式,一個農(nóng)民一天只能勉強能插一畝田,長沙近郊一天的平均勞動力成本是250元,現(xiàn)在越來越多的農(nóng)民進(jìn)城務(wù)工,農(nóng)村勞動力明顯減少,農(nóng)民也不可能像以前那樣精耕細(xì)作打理農(nóng)田,所以我一直在探索用創(chuàng)新的技術(shù)來提高農(nóng)民的畝產(chǎn)量,增加他們的收入,此外,如果我研發(fā)的水稻新品系能大面積推廣使用直播技術(shù),農(nóng)民今后種植水稻就可以省去育秧和移栽的步驟,不僅節(jié)省了人力,還能更充分利用土地,以后1個農(nóng)民就能輕松打理30畝左右的農(nóng)田。
記者:你所說的DNA生物導(dǎo)入技術(shù)是怎樣的?
何登驥:
我們試驗培育的100多個穩(wěn)定的水稻新品系,均采用了“外源DNA導(dǎo)入技術(shù)”,該技術(shù)是由上海生化所周光宇教授在1974年提出來,這種技術(shù)是將帶有目的性狀基因的供體總DNA片段導(dǎo)入目的植物,篩選獲得目的性狀的后代,培育新品種,屬于植物學(xué)上的遠(yuǎn)緣雜交。簡單來說,我們將玉米、稗草、高粱、苜蓿草、芭蕉、苦瓜等50多種可食性作(植)物作為父本與傳統(tǒng)的水稻進(jìn)行遠(yuǎn)緣雜交,通過DNA生物導(dǎo)入技術(shù)培育出多個高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的水稻新品系,激發(fā)水稻本身的潛能,讓它的生長更旺盛,適應(yīng)性更強,結(jié)出更多的稻穗,提升畝產(chǎn)量。
記者:這種生物導(dǎo)入技術(shù)是否屬于轉(zhuǎn)基因呢?
何登驥:
這絕對不是轉(zhuǎn)基因!我們?nèi)ツ暝?jīng)把通過這種導(dǎo)入技術(shù)培育的種子送檢,農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗測試中心(長沙)后來出具了一份《檢驗報告》,檢驗結(jié)論一欄寫到:依據(jù)農(nóng)業(yè)部953號公告—6—2007檢驗判定,送檢的樣品“雜優(yōu)匯湘晚1”未檢出CaMV35S啟動子基因、Nos終止子基因、BT基因,檢測結(jié)果為陰性。2004年,由我主持研發(fā)的“湘晚秈43號”獲得國家相關(guān)部門的審定,定性為“遠(yuǎn)緣雜交”技術(shù)。
記者:在過去近20年的研究中,你大概培育了多少個新品系?
何登驥:
經(jīng)過十幾年不間斷的投入,我們每年培育15畝左右的水稻試驗田,包括早、中、晚稻等,目前已有129個穩(wěn)定的、通過生物育種技術(shù)培育的新品系。我的試驗田分布在湖南、海南、江蘇、廣東等多個地方,根據(jù)不同地方的實際情況進(jìn)行不同品系試驗,如在湖南省耒陽市,我們有小規(guī)模的直播中稻試驗基地,在湖南省桃源縣,我們針對當(dāng)?shù)厣絽^(qū)的特點,開展了旱稻種植的研究,在江蘇一些地方的試驗田,我們開展了耐鹽稻的種植研究。
精耕細(xì)作育新苗
既為農(nóng)民減負(fù)也為農(nóng)民增產(chǎn)
經(jīng)實踐表明,該技術(shù)食品經(jīng)檢測系非轉(zhuǎn)基因食品,安全可靠,能夠大大降低勞動力成本。可使目的植物達(dá)到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多功能性等特征!萬祥軍說:“這套一系列花粉管通道法的生物育種技術(shù),在何登驥老師的研究所使水稻育種變得更快捷、穩(wěn)定,可控性強,安全、實用性更廣泛。目前已經(jīng)育成一批帶有目的性狀的多功能的水稻新品系和稻種資源。選育出的水稻新品種(品系)在長相、產(chǎn)量、品質(zhì)、功能、抗性、適應(yīng)性等方面比原來傳統(tǒng)水稻有很大程度的提高和發(fā)展。
謀定研究:功能性農(nóng)業(yè)·農(nóng)業(yè)大健康,對話何登驥教授,感觸最深的是何教授對水稻研究的那份癡情。他40多年如一日,把全部的心血付諸水稻育種技術(shù)的研究和探索;退休之后,癡心不改。他對水稻的愛,完全融入到骨子里。
再就是,在他身上看到了科學(xué)無止境。從單季稻到雙季稻,從近親雜交到遠(yuǎn)緣雜交,幾十年來,何登驥和他的同仁不斷將水稻育種技術(shù)研究推向新的高度。最后,領(lǐng)悟到生命的意義在于創(chuàng)造。何登驥退而不休,要做一個永不退休的家庭院士,并樂此不疲,充分展示了一個真理——只有在創(chuàng)造中,生命才能變得永恒;只有在創(chuàng)造中,生命的價值才能得到展現(xiàn)。
精耕細(xì)作育新苗,既為農(nóng)民減負(fù)也為農(nóng)民增產(chǎn)。中國自古以來就是農(nóng)業(yè)大國,在民以食為天的國度,大米是全國60%的人的主食。在我國4.5億畝的水稻種植面積上,如何讓水稻畝產(chǎn)提高、耕種成本降低,是何登驥等水稻種植專家日夜思索的問題。
對話中,何登驥若有所思地表示,隨著社會的發(fā)展和時代的變遷,目前農(nóng)村的不少勞動力正向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移,留守在農(nóng)村的勞動力也越來越少,改變耕作方式、減少勞動力支出、增加單位面積產(chǎn)量、提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)是他們在過去十多載的研究出發(fā)點,“我們希望未來能用更少的人耕種更多的水稻田,而且畝產(chǎn)量能比目前翻幾番。”此外,他們希望研發(fā)的新品系水稻種子能更適合大型集約化直播、機播的種植需求,滿足種糧大戶的實際需要。
在2014年6月,國家農(nóng)業(yè)部部長韓長賦在全國產(chǎn)糧大縣培訓(xùn)班上曾表示,讓自己的飯碗裝滿自己的糧食關(guān)鍵要做到“兩藏”:“首先是藏糧于地,守住耕地紅線,其次是藏糧于技,讓科技成為糧食增產(chǎn)的根本出路。”從1998年起,何登驥在試驗田上孜孜不倦的耕耘,通過生物育種技術(shù)的手段,研發(fā)出多個高產(chǎn)低耗的水稻(品種)新品系,無疑是用實際行動來踐行“藏糧于技”的理念。
“常規(guī)種植的水稻一般是畝產(chǎn)1000斤左右,但我們現(xiàn)在培育出的多個水稻新品系理論畝產(chǎn)可以達(dá)到3000斤以上。”8月24日下午,在湖南省長沙市東郊的中稻試驗基地,水稻研究員何登驥指著正在抽穗的“中優(yōu)508(大穗)”稻苗興奮地告訴記者,歷經(jīng)近20年時間,他們終于研發(fā)出比常規(guī)水稻畝產(chǎn)更高、種植成本更低的水稻新品系。
雖然今年種植的水稻還需要等待半個月才能收割,但根據(jù)目前的長勢,何登驥信心滿滿地告訴記者:“這兩個中稻新品系理論畝產(chǎn)達(dá)到3000斤不成問題,甚至很可能更高,實際產(chǎn)量以明年大面積試種實際收割產(chǎn)量為準(zhǔn),這個我們充滿信心!”何登驥解釋,以每畝有效穗約為16萬株,平均每穗總粒數(shù)400粒,結(jié)實率在90%以上,每千粒約重30g,“因此理論上這兩個中稻新品系的畝產(chǎn)可以達(dá)到1700公斤/畝。”
水稻生物育種突破 國稻種芯-何登驥:功能性農(nóng)業(yè)外源植物導(dǎo)入
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的水稻生物育种突破 国稻种芯-何登骥:功能性农业外源植物导入的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇: 初入Linux,M35作业第一弹,500
- 下一篇: java 对象流_java 对象流的简单