河南日?qǐng)?bào)客戶端記者 劉曉波
2月25日，河南大學(xué)省部共建作物逆境適應(yīng)與改良國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)田里，麥苗青青如茵，水肥正通過(guò)滴灌帶汩汩流淌，為小麥根部輸送“營(yíng)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(wàn)份寶貴的抗逆材料。
這些材料就是種質(zhì)資源，被譽(yù)為種子的種子?！拔沂⌒←湷Ｒ?guī)育種全國(guó)領(lǐng)先，但要打破傳統(tǒng)育種天花板，實(shí)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。”河南大學(xué)農(nóng)學(xué)院副院長(zhǎng)、實(shí)驗(yàn)室科研人員李浩介紹，在小麥馴化過(guò)程中，人們?cè)蜻^(guò)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(yàn)田緊挨著實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)，麥芒很短。李浩介紹，節(jié)節(jié)麥環(huán)境適應(yīng)性特別強(qiáng)，一旦撒到麥田里，能長(zhǎng)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(kù)”。
挑選優(yōu)異基因的過(guò)程，就是成千上萬(wàn)次比對(duì)試驗(yàn)的過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn)，節(jié)節(jié)麥里有4萬(wàn)多個(gè)基因，其中1萬(wàn)多個(gè)基因與現(xiàn)有小麥品種不一樣。通過(guò)節(jié)節(jié)麥與小麥雜交，將1萬(wàn)多個(gè)基因分散到幾萬(wàn)份小麥材料里，便實(shí)現(xiàn)了節(jié)節(jié)麥優(yōu)異基因向小麥的轉(zhuǎn)移，進(jìn)而創(chuàng)制出普通小麥的種質(zhì)資源庫(kù)。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(yàn)，如果抗旱性狀表現(xiàn)好，產(chǎn)量也不錯(cuò)，說(shuō)明這個(gè)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(shí)，提高現(xiàn)有品種的抗旱抗逆性。”李浩解釋說(shuō)，篩選出的抗逆材料既服務(wù)于育種生產(chǎn)，也可以通過(guò)基因測(cè)序，分析出哪些基因來(lái)自于節(jié)節(jié)麥，進(jìn)而提高小麥育種基礎(chǔ)研究水平。
中國(guó)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(shí)驗(yàn)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(guò)大田試驗(yàn)篩選出更優(yōu)異的抗旱材料。
如今，實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)創(chuàng)制出近10萬(wàn)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(guó)小麥的重要原始創(chuàng)新資源庫(kù)，同時(shí)也能與全國(guó)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(duì)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(shí)驗(yàn)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(zhǎng)環(huán)境的土地上開花結(jié)果，智慧地應(yīng)對(duì)各種逆境脅迫，最終為培育具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的作物優(yōu)良品種、從源頭上為保障國(guó)家種業(yè)發(fā)展和糧食安全作出貢獻(xiàn)。
記者手記
作為“國(guó)字號(hào)”實(shí)驗(yàn)室以及“生物學(xué)”國(guó)家雙一流學(xué)科的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)，河南大學(xué)省部共建作物逆境適應(yīng)與改良國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室始終聚焦河南省及黃淮海地區(qū)的區(qū)域特點(diǎn)和作物逆境適應(yīng)領(lǐng)域的重大科學(xué)問(wèn)題開展科研攻關(guān)。肩負(fù)重大使命，實(shí)驗(yàn)室里匯聚了農(nóng)學(xué)、生物學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)、大數(shù)據(jù)等方方面面的人才。
2023年中央一號(hào)文件提出，要深入實(shí)施種業(yè)振興行動(dòng)，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(píng)價(jià)機(jī)制。河南大學(xué)省部共建作物逆境適應(yīng)與改良國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)制小麥抗逆材料資源庫(kù)，相信在不久的將來(lái)，將培育出適應(yīng)各種環(huán)境和土壤的“智慧作物”“超級(jí)種子”。借力“國(guó)字號(hào)”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室推動(dòng)種業(yè)原始創(chuàng)新的同時(shí)，我省聚焦種質(zhì)資源保護(hù)利用等六個(gè)主攻方向，推進(jìn)國(guó)家生物育種產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心、神農(nóng)種業(yè)實(shí)驗(yàn)室和中原研究中心建設(shè)，聚力打造國(guó)家級(jí)、國(guó)際化農(nóng)業(yè)創(chuàng)新高地，加快建設(shè)種業(yè)強(qiáng)省，在國(guó)家“新一輪千億斤糧食產(chǎn)能提升行動(dòng)”中貢獻(xiàn)河南種業(yè)力量。