找回“丟失”的優(yōu)異抗逆基因——探訪創(chuàng)制小麥抗逆材料的“國字號”重點實驗室

　　2月25日，河南大學(xué)省部共建作物逆境適應(yīng)與改良國家重點實驗室的試驗田里，麥苗青青如茵，水肥正通過滴灌帶汩汩流淌，為小麥根部輸送“營養(yǎng)餐”。

　　如果不是地上放置的標(biāo)牌，你很難發(fā)現(xiàn)這塊麥田“大有乾坤”——15畝地種了3萬份寶貴的抗逆材料。

　　這些材料就是種質(zhì)資源，被譽為種子的種子。“我省小麥常規(guī)育種全國領(lǐng)先，但要打破傳統(tǒng)育種天花板，實現(xiàn)產(chǎn)量與抗逆兼得，就需要發(fā)掘作物種質(zhì)基因資源，培育出抗逆和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的新品種?！焙幽洗髮W(xué)農(nóng)學(xué)院副院長、實驗室科研人員李浩介紹，在小麥馴化過程中，人們曾因過度追求某些性狀（如產(chǎn)量、面粉品質(zhì)等）而“弄丟”了另一些重要基因，他們的工作就是找回“丟失”的優(yōu)異抗逆基因。

　　試驗田緊挨著實驗室。實驗室步入式培養(yǎng)箱里，一株株節(jié)節(jié)麥的麥穗干癟細(xì)長，麥芒很短。李浩介紹，節(jié)節(jié)麥環(huán)境適應(yīng)性特別強，一旦撒到麥田里，能長到1米多高。節(jié)節(jié)麥在農(nóng)民眼里是“雜草”，但在科學(xué)家心目中卻是小麥遺傳改良的基因“寶庫”。

　　挑選優(yōu)異基因的過程，就是成千上萬次比對試驗的過程。研究發(fā)現(xiàn)，節(jié)節(jié)麥里有4萬多個基因，其中1萬多個基因與現(xiàn)有小麥品種不一樣。通過節(jié)節(jié)麥與小麥雜交，將1萬多個基因分散到幾萬份小麥材料里，便實現(xiàn)了節(jié)節(jié)麥優(yōu)異基因向小麥的轉(zhuǎn)移，進而創(chuàng)制出普通小麥的種質(zhì)資源庫。在此基礎(chǔ)上，研究人員模擬鹽堿地、旱地等條件，在同樣的光照、濕度和溫度條件下，觀察不同植株的響應(yīng)情況。

　　“篩選出的抗旱材料可以放到旱地里做田間試驗，如果抗旱性狀表現(xiàn)好，產(chǎn)量也不錯，說明這個材料有成為小麥新品種的潛力。如果產(chǎn)量表現(xiàn)不太滿意，也可以與現(xiàn)有高產(chǎn)品種聚合雜交，將抗旱材料的優(yōu)異區(qū)段轉(zhuǎn)移到現(xiàn)有品種上，在高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的同時，提高現(xiàn)有品種的抗旱抗逆性?！崩詈平忉屨f，篩選出的抗逆材料既服務(wù)于育種生產(chǎn)，也可以通過基因測序，分析出哪些基因來自于節(jié)節(jié)麥，進而提高小麥育種基礎(chǔ)研究水平。

　　中國農(nóng)科院作物所新鄉(xiāng)基地已經(jīng)開始了這方面的嘗試。去年，實驗室篩選出了一些表現(xiàn)好的抗旱材料在基地試種。今年5月份，到小麥抽穗灌漿期便可以觀察這些材料的抗旱性狀以及產(chǎn)量等綜合性狀，然后通過大田試驗篩選出更優(yōu)異的抗旱材料。

　　如今，實驗室已經(jīng)創(chuàng)制出近10萬份節(jié)節(jié)麥衍生的種質(zhì)材料。這些種質(zhì)材料將成為我國小麥的重要原始創(chuàng)新資源庫，同時也能與全國乃至全球科研工作者共享。

　　“挖掘作物本身的生產(chǎn)潛能及抗逆性能，對于從本質(zhì)上解決制約作物產(chǎn)量和抗逆性同步提高的‘瓶頸’至關(guān)重要。”實驗室主任宋純鵬表示，希望能盡快選育出高抗、穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的“智慧作物”，在不同生長環(huán)境的土地上開花結(jié)果，智慧地應(yīng)對各種逆境脅迫，最終為培育具有自主知識產(chǎn)權(quán)的作物優(yōu)良品種、從源頭上為保障國家種業(yè)發(fā)展和糧食安全作出貢獻。

　　記者手記

　　作為“國字號”實驗室以及“生物學(xué)”國家雙一流學(xué)科的關(guān)鍵機構(gòu)，河南大學(xué)省部共建作物逆境適應(yīng)與改良國家重點實驗室始終聚焦河南省及黃淮海地區(qū)的區(qū)域特點和作物逆境適應(yīng)領(lǐng)域的重大科學(xué)問題開展科研攻關(guān)。肩負(fù)重大使命，實驗室里匯聚了農(nóng)學(xué)、生物學(xué)、計算機學(xué)、大數(shù)據(jù)等方方面面的人才。

　　2023年中央一號文件提出，要深入實施種業(yè)振興行動，構(gòu)建開放協(xié)作、共享應(yīng)用的種質(zhì)資源精準(zhǔn)鑒定評價機制。河南大學(xué)省部共建作物逆境適應(yīng)與改良國家重點實驗室創(chuàng)制小麥抗逆材料資源庫，相信在不久的將來，將培育出適應(yīng)各種環(huán)境和土壤的“智慧作物”“超級種子”。借力“國字號”重點實驗室推動種業(yè)原始創(chuàng)新的同時，我省聚焦種質(zhì)資源保護利用等六個主攻方向，推進國家生物育種產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心、神農(nóng)種業(yè)實驗室和中原研究中心建設(shè)，聚力打造國家級、國際化農(nóng)業(yè)創(chuàng)新高地，加快建設(shè)種業(yè)強省，在國家“新一輪千億斤糧食產(chǎn)能提升行動”中貢獻河南種業(yè)力量。（記者 劉曉波）

　　轉(zhuǎn)自：河南日報

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