记者走进湖南省农作物种质资源库,探秘农业“芯片”的保存和利用

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湖南省农作物种质资源库展示厅里,各种玻璃装置里的种子格外引人注目。

长沙晚报全媒体记者 徐运源 通讯员 刘维帅

种子是农业的“芯片”,也是国家粮食安全的命脉。春生夏长秋收冬藏,对于收集和保存好种子的湖南省农作物种质资源库的工作人员来说,时下正是整理和入库好种子的旺季。为了让种子始终保持在低温低湿的库房中,这里365天包括春节每天都有人值守。种子是怎样保存的?什么样的种子才能入库?日前,记者走进该资源库一探究竟。

“镇库之宝”:一粒种子可以救活一个产业

湖南省农作物种质资源库位于湖南省农业科学院内,是我省第一个综合性农作物种质资源保存利用的服务性公益平台,保存了来自全球59个国家(地区)、全国32个省(市)的种质资源3万余份,涵盖粮食、蔬菜、油料、绿肥等56种农作物。

走进资源库,首先映入眼帘的是展示厅各种玻璃装置里的种子,既有让湖南引以为傲的水稻,还有在第三次全国农作物种质资源普查与收集行动中收集的湖南特色种质资源,比如本地䅟子、八年白玉米等。

湖南省农作物种质资源库研究员段永红介绍,资源库有不少“镇库之宝”。她指着一份标有“江永香稻”的种子说,“它带有的香味基因,救活了当地的一个特色产业”。

原来,江永香稻有上千年种植历史,在唐代时就被列为贡米,仅产于永州市江永县源口乡的几十亩田。2017年,当地在申请“一县一特”农产品时,却发现当地种植的香稻不香了。湖南省水稻研究所及时伸出援手,利用分子标记提纯资源库1982年收集的江永香稻,从中选取代表型优势单株扩繁,恢复了香稻原来的香味。2018年,“江永香米”获国家农产品地理标志登记保护。

“镇库之宝”江永香稻种质资源救活了当地的特色产业。长沙晚报全媒体记者 刘晓敏 摄

种质资源也是培育新品种的物质基础。段永红指着一份标有“80-66”的种子介绍,“这是特优籼型香稻基础种质资源,是我父亲那一辈育种家从国外引进的,经过一代代水稻人的努力,已依托它育成以‘玉针香’为代表的优质稻品种65个以上,现在我国南方地区种植的香稻绝大多数都有它的基因。”

依托“镇库之宝”“80-66”,已育成以“玉针香”为代表的优质稻品种65个以上。长沙晚报全媒体记者 刘晓敏 摄

“建立种质资源库,就是为了保存植物的遗传多样性,随着现代化城镇化进程加快,很多地方的种质资源不保护起来,就永远消失了。”段永红介绍,种质库自建库以来累计向18个省市分发种质资源近3万份次,实现了我省与国家种质资源平台的优势互补,对湖南省乃至长江流域农作物育种发挥了关键作用。

“种子选手”:从采集到入库需经历10多道“关卡”

“-17.5℃、21.4%”“-3.9℃、34.2%”“4.9℃、36.1%”……在展示厅一侧,种质库冷库自动控制监控系统平台正24小时显示着长期库、中期库、短期库等5个库房的温湿度。在这里,种子最长可以保存50年以上,在有需要的时候能随时被“唤醒”。

打开厚重的铁门进入库房,记者看到一排排3米高的架子上,整齐摆放着各种袋装和盒装的农作物种子,上面标注着入库编号、作物类型及“身份证号”。

当日下午3时,正值助理研究员余亚莹从库房取种准备去海南扩繁。“种子随着年份的增长,活力会相应下降。我取出来的是上世纪九十年代的水稻种子,通过在温室或送到气候更适合的海南进行精细化培育,将会收获一批全新的充满活力的种子。”余亚莹说。

完成浸种后,余亚莹回到电脑前核对数据。从2015年开始,湖南参与第三次全国农作物种质资源普查与收集行动,种质库作为资源保存分发平台,负责全省上交资源的接收、登记、临时保存和转移等工作。余亚莹核对的就是每一份种质的采集编号、来源地、种子质量等信息。

据统计,7年间,该库完成了全省5092份种质资源样本的统一接收,分类整理后转移到相关科研单位鉴定评价,分类存入国家资源库和有关资源圃,涵盖湖南地区长期栽培的所有作物类型。

一旁的实验室里,助理研究员唐潇博士同样忙得不可开交,上午对繁殖更新的稻穗一穗一穗地进行对比,甄别入库的种子纯度,下午又忙着对一年来从田间采集的水稻植株表型数据进行分析研究,以期挖掘表现优良的种质材料,为新品种的培育提供物质基础。

唐潇博士在短期库里查看种质资源的保存情况。长沙晚报全媒体记者 刘晓敏 摄

“种质资源的收集会紧跟育种的发展方向,甚至会超前一点,比如极端气候越来越多,就会有意识地去收集一些有耐高温、耐低温特性的品种、材质。”唐潇介绍,种质材料采集回来后,想要入库还得经历样品接收、查重核对、整理清选、发芽试验、干燥处理、称重包装等10多道工序,以确保入库的材料50年后还有发芽率。

“创新利器”:筛选水稻好种子,亩产增加50公斤以上

全方位夯实粮食安全根基,确保中国人的饭碗牢牢端在自己手中。段永红对党的二十大报告中的金句印象深刻,“下一步,除了对湖南的种质资源应收尽收、应保尽保,还要对保存的材料作出精准评价,创新利用它们的有利基因,更好地为育种、为种业振兴服务。”

选育好的品种,除了要有丰富的种质资源,还有赖于先进的技术手段。记者在资源库无损检测室看到了一台全新设备——由湖南省农业科学院联合多家单位研发的水稻种子活力检测分选仪。在唐潇的操作下,机器自动甄别筛选,颗粒饱满的种子被一粒粒成功选出。

该成果在去年12月接受由湖南省农学会组织的现场评议。院士专家认为,成果首次采用超连续激光光源,成功实现不同活力水稻种子的自动分选,有效提高了分选后种子的群体质量,填补了行业空白,居国际领先水平,应用前景广阔。

由湖南省农业科学院联合多家单位研发的水稻种子活力检测分选仪应用前景广阔。长沙晚报全媒体记者 刘晓敏 摄

“库里保存的种子能不能发芽、长成壮苗?以前只能不断抽样监测。有了这台仪器,既可以保证资源库保存的每一粒种子都是好种子,也能确保田里种植的每一粒种子都能生长成活力满满的好苗,从而使水稻亩产可以增加50公斤以上。”湖南省农业科学院党委副书记、副院长,湖南省农作物种质资源库主任余应弘介绍。

余应弘介绍水稻种子活力检测分选仪的成效。

目前,水稻种子活力检测分选仪已发展到第四代样机,未来除了提升速度和精度外,还将研发检测玉米等不同种质类型的活力检测设备。

“党的二十大报告提出,以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴,粮食安全是重要基础。我们将弘扬袁隆平科学精神,在种质资源优良基因的挖掘、技术方法的创新、重大品种的选育上持续发力,以一域之光为全局添彩。”余应弘介绍,湖南正在筹划建设新的农业种质资源库,未来将积极对接国家种业实验室建设,为种业科技自立自强贡献湖南力量。

【作者:徐运源】 【编辑:唐英】
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