為了配合農(nóng)業(yè)部“科技入戶”工程的實施,加快小麥新品種的推廣,推動小麥育種技術的創(chuàng)新,我院于6月9日主持召開了“矮敗小麥輪選987現(xiàn)場觀摩會”??萍疾哭r(nóng)村技術開發(fā)中心吳遠彬主任、生物工程中心王德平處長,農(nóng)業(yè)部科技發(fā)展中心劉平副主任、科教司高尚斌處長、張文副處長,北京市房山區(qū)王貴平副區(qū)長,我院翟虎渠院長、劉旭副院長、莊巧生院士以及有關農(nóng)業(yè)管理和推廣部門的領導和專家共100多人參加了會議。
代表們先后參觀了矮敗小麥育種技術試驗田、“輪選”品種(系)示范田和位于北京順義區(qū)和房山區(qū)的千斤千畝示范田。在現(xiàn)場展示、觀摩與座談中,與會領導和專家對矮敗小麥育種技術和所選育出來的品種給予了高度評價。一致認為,矮敗小麥是我國特有的遺傳資源,以矮敗小麥為工具的輪回選擇育種技術國際領先,且適合在全國任何地方應用。利用矮敗小麥育種技術選育出的國審品種“輪選987”長勢旺盛,抗病性好,在千畝示范田中,平均產(chǎn)量可達500公斤,更有田塊可超過600公斤,是少有的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種?!拜嗊x987”產(chǎn)量潛力大,實用效果好,有望成為我國北部冬麥區(qū)更新?lián)Q代的首選品種。
矮敗小麥——理想的輪回選擇工具
近百年來,世界各國的小麥育種都采用人工去雄授粉的傳統(tǒng)方法,現(xiàn)代生物技術雖已用于育種實踐,但還不能有效進行綜合性狀的改良。輪回選擇可以使數(shù)十個親本的基因進行大規(guī)模交流與重組,并使群體與個體的遺傳構成不斷得到優(yōu)化,進而從中選育出優(yōu)良品種。但其關鍵是必須有可用于小麥輪回選擇的育種工具。
我院作物科學研究所博士生導師劉秉華研究員帶領課題組,歷經(jīng)20多年的努力,成功創(chuàng)制了以矮稈基因標記的太谷核不育小麥——“矮敗小麥”,并建立了方便實用的矮敗小麥高效育種技術新體系,培育出以“輪選987”為代表的一批高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、廣適的“輪選”系列小麥優(yōu)良新品種,實現(xiàn)了我國小麥育種技術研究的重大突破,該成果屬國際首創(chuàng),達到國際領先水平。
矮敗小麥是用太谷核不育小麥作材料,以“矮變一號”為標記供體,從雜交后代群體中篩選到顯性雄性不育基因與顯性矮稈基因在小麥4D染色體短臂呈緊密連鎖遺傳的材料,其交換率僅為0.18%。
劉秉華說,矮敗小麥接受其它任何品種的花粉,其后代群體中矮稈株為雄性不育,非矮稈株為雄性可育。特點是雄性敗育徹底,不育性穩(wěn)定,異交結實率高,克服了太谷核不育小麥早期育性難于鑒定的困難,同時也避免了輪選群體株高漸升的弊端,是開展小麥輪回選擇育種的理想工具。這一人工選育出的集矮稈特性和雄性不育特性于一體的特異材料,是我國獨有的小麥遺傳資源。
矮敗小麥輪回選擇育種技術體系——高效的小麥良種加工廠
經(jīng)過多年的實踐,該課題組已經(jīng)研制出一套方便實用且相對量化的輪回選擇技術新體系。矮敗小麥改良群體的遺傳構成也得到了顯著改進,其產(chǎn)量、品質(zhì)、抗病性、株型等性狀都得到較大幅度提高,群體內(nèi)每個可育株都相當于常規(guī)雜交育種的一個復合雜交組合,數(shù)量大,類型多,性狀整體水平高,從中選育出優(yōu)良品種的概率明顯增加。矮敗小麥為小麥育種研究提供了一個先進的技術平臺,就像一個良種加工廠、孵化器,育種材料通過它加工后,可以源源不斷地創(chuàng)造出新種質(zhì),并培育出滿足不同需求的新品種。
表現(xiàn)優(yōu)異的品種品系矮敗小麥經(jīng)過10輪選優(yōu)、去劣和不斷引入優(yōu)異種質(zhì)(基因),已選育出“輪選981”、“輪選987”、“輪選201”等小麥新品種及一批新品系。其中“輪選987”株高85厘米,具有抗倒伏強,抗白粉病和條銹病,成熟落黃好等優(yōu)點,2003年已通過了國家審定?!拜嗊x987”在所參加國家小麥區(qū)域試驗的北部冬麥區(qū)試中,產(chǎn)量都名列第一,比主栽品種(“京冬8號”、“京411”)平均增產(chǎn)14.8%,并在2004年國家黃淮南片區(qū)域試驗中創(chuàng)造了小區(qū)折合畝產(chǎn)715公斤的高產(chǎn)記錄。矮敗小麥育種技術不僅表現(xiàn)在育種效率高,而且選育的品種產(chǎn)量水平也表現(xiàn)突出,在2002~2003年度國家新品種展示中,有46個品種(系)參試,“輪選987”、“輪選981”和“輪選201”分列第一、二、三名。
在座談會上,吳遠彬主任說,中國農(nóng)科院作為國家農(nóng)業(yè)科研的國家隊,充分利用自身在人才、資源、技術方面的優(yōu)勢,形成了一套新的技術創(chuàng)新體系,矮敗小麥育種體系的創(chuàng)建與發(fā)展也正是基于這種創(chuàng)新體系。矮敗小麥育種體系對進一步充分利用各種種質(zhì)資源,快速選育生產(chǎn)中所需要的不同類型的品種奠定了平臺,是一項重大的突破。這項工作不是在短期內(nèi)形成的,其中凝聚了科技工作者們數(shù)十、甚至幾十年的辛勤付出。作為科技管理部門,在今后的工作中,特別是在“十一五”的規(guī)劃中,應該加強對類似矮敗小麥這樣育種創(chuàng)新技術體系的支持,而不僅僅是對品種的支持。要通過技術體系的推廣,使更多的育種單位育出更多、更優(yōu)質(zhì)的新品種。
翟虎渠院長指出,矮敗小麥是我國農(nóng)業(yè)科技界的一項開天辟地的、帶有重大自主創(chuàng)新性的科技成果。利用矮敗小麥開展輪回選擇育種,可以使數(shù)十個甚至上千個親本的基因進行大規(guī)模的反復重組,并不斷優(yōu)化,進而使群體得到改良,極大地提高育種效率。矮敗小麥群體相當于一個小麥新品種選育的生產(chǎn)車間,應用這個育種平臺,今后可以成批量生產(chǎn)小麥新品種,可比常規(guī)小麥育種方法提高功效上百倍,是我國小麥育種技術研究的革命性突破。翟院長希望作物科學所利用這個平臺,加快高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、專用小麥新品種的選育,促進我國小麥生產(chǎn)的發(fā)展,為保障中國糧食安全,為解決“三農(nóng)”問題,特別是為農(nóng)民增收,農(nóng)業(yè)增效作出應有的貢獻。(攝影 吳京凱)
我院作物科學研究所博士生導師劉秉華研究員帶領課題組,歷經(jīng)20多年的努力,成功創(chuàng)制了以矮稈基因標記的太谷核不育小麥——“矮敗小麥”
代表們參觀矮敗小麥育種技術試驗田、“輪選”品種(系)示范田和位于北京順義區(qū)和房山區(qū)的千斤千畝示范田
利用矮敗小麥育種技術選育出的國審品種“輪選987”
利用矮敗小麥育種技術選育出的國審品種“輪選987” 長勢旺盛,抗病性好,在千畝示范田中,平均產(chǎn)量可達500公斤,更有田塊可超過600公斤,是少有的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種
科技部農(nóng)村科技發(fā)展中心吳遠彬主任、生物工程中心王德平處長,農(nóng)業(yè)部科教司張文副處長、科技發(fā)展中心劉平副處長,北京市房山區(qū)王貴平副區(qū)長,我院翟虎渠院長、劉旭副院長、莊巧生院士以及有關農(nóng)業(yè)管理和推廣部門的領導和專家共100多人參加了會議