
為促進大豆產業加快發展,近年來,山西持續加大大豆良種攻關科研力度。圖為大豆良種聯合攻關項目專家在田間考察育種情況。 李云飛 攝

山西省農業農村廳供圖。
2022年1月,山西省吹響全省種業振興集結號,著力推動了種質資源保護與利用、種業創新攻關、種業基地提升、種業企業扶優、種業市場凈化“五大行動”。
山西地處黃河流域中部,東有太行山,西有呂梁山,南北橫跨6個緯度,地形地貌復雜,氣候類型多樣,是中華農耕文明發祥地之一,是粟文化起源中心,素有“小雜糧王國”之美譽。獨特的自然地理條件和悠久的農耕歷史孕育了豐富的農作物種質資源。
到2022年,山西省第三次農作物普查征集種質資源數量補充增加4706份,目前全省共保存農作物種質資源7.5萬余份,其中雜糧種質資源4萬余份,位列全國首位。
如何實現農業種質資源大省向特色種業強省轉變,為攥緊中國種子彰顯山西擔當?
2022年,山西省農業農村主管部門啟動了大范圍的良種聯合攻關項目,圍繞玉米、小麥、大豆、谷子、釀造高粱、馬鈴薯6種農作物和牛、羊、豬等3種家畜,聚焦種業“卡脖子”關鍵技術,聯合省內外具有較強科技創新能力的科研院校、種業企業,開展了良種聯合攻關。
“目的是突破一批制約種業發展的關鍵技術,培育一批具有市場競爭力的突破性優良品種,做強一批優勢種業企業,通過這‘三個一批’來提高種業自主可控水平,加快推進山西種業高質量發展。”山西省農業農村廳副廳長趙文志說。
產業出題 專家攻關
一次構建聯合攻關新模式新機制的山西探索
玉米是山西省第一大糧食作物。據2020年數據顯示,山西玉米播種面積和產量分別占糧食作物的55.7%和68.8%,在山西糧食生產中具有舉足輕重的作用。
“玉米品種審定較多,更新換代較快,針對山西生產上存在的‘卡脖子’問題,我們將攻關目標確定為提高品種的抗旱性,提高品種的莖腐病和穗腐病的抗性,加速高蛋白玉米的品種選育。”山西農大山西有機旱作農業研究院副院長,玉米品種聯合攻關項目首席專家任志強說。
圍繞這一目標,玉米品種聯合攻關項目體系創新了攻關機制,實現了共建共享和合作共贏。
項目開展了“1332”重點攻關,一是建全1套協同創新、利益共享的聯合攻關機制;二是優化3個關鍵育種技術創新體系,即具有山西特色的常規育種技術體系及標準化、流程化的單倍體育種體系和高蛋白種質創新體系,來縮短育種年限、提高育種效率;三是構建3個技術服務體系,即分子育種體系、抗病鑒定體系、抗旱鑒定體系,提升育種創新能力和水平;四是搭建2個品種服務平臺,即多生態區雜交組合鑒定平臺和品種展示轉化平臺,培育耐旱抗病宜機收玉米新品種。
該項目體系要求,科研團隊必須積極參與聯合育種方案的制定和執行,做到公平公正,企業每年育種經費投入須在50萬元以上。目前形成了19家單位協作融合、資源共享、共同發展的格局,用政府190萬元的聯合攻關支持資金撬動了1000萬元以上的企業科研投入。
制定了《種質資源共享試行辦法》,明確了共享種質資源的前提必須是申請了新品種保護權,且已組配出品種的優秀自交系;制定了誰提供的種質資源貢獻大、誰的知識產權占比大的原則;通過共享平臺選育并轉化的品種,根據互惠互信的利益分配原則,其收益按貢獻大小進行合理分配。
齊心協力、融合發展的干事創業機制為玉米品種聯合攻關建立了綠色通道。玉米良種聯合攻關項目組按照《山西省良種聯合攻關實施方案》要求,最終與省內外多個科研團隊和多家企業(基地)簽訂相關協議,聯合攻關玉米創新制種。
9月29、30日,潞玉種業作為品種展示及成果轉化平臺建設的負責單位,組織專家和聯合單位對東陽、原平、文水3個基地32個展示品種進行了田間評價和現場測產,榆次超過噸糧的品種有5個,原平有2個,綜合3個展示點的評價和測產結果,專家們最終優選出3個品種進行重點推廣。同時,展示中表現好的品種,5個品種現場就促成育種單位和企業洽談轉讓協議。
玉米品種聯合攻關的做法,只是山西省科企聯合攻關方式的一個縮影。山西省農業農村部門在聯合攻關項目之處,就創新了攻關方式,確立了由“山西農業大學(省農科院)牽頭+科研院所+種業企業+育種基地”共同實施的辦法,探索了構建聯合攻關的新模式和協同的新機制。
辦法確定,9個良種聯合攻關項目由山西省農業農村廳、山西農業大學(省農科院)組成的工作推進小組和項目組實行雙小組領導制。推進小組主要負責攻關期間部署協調育種聯合攻關工作等事項,項目組采取首席育種專家負責制,由相關專家和企業負責人聯合組成。
“小雜糧王國”山西,谷子位居雜糧之首,全省谷子種植面積在300余萬畝,是全國三大谷子主產省份之一。
“我們采取谷子種業和小米加工龍頭企業出題,常規育種團隊與分子育種團隊協作攻關答題的模式,聯合打造了‘政產學研’谷子種業創新基地。”山西農大谷子所所長、谷子聯合攻關項目首席專家郭二虎說。
據介紹,目前山西五大谷子龍頭企業對谷子品種的需求上,凸顯在三個方面,即品種的優質、矮稈和抗除草劑、抗病性需求,該項目體系依托山西農業大學,聯合本校谷子所、經作所、農學院、高寒所、基因資源中心等11個谷子育種骨干研究團隊聯合攻關,從資源研究創新、生物技術研究應用、常規品種選育、雜種優勢利用等全方位開展了聯合攻關,正在為培育谷子突破性品種,促進谷子種業和產業高質量發展上快馬加鞭。
處于農牧交錯帶的晉北雁門關地區肉羊產業發展迅速,山西“北肉”平臺建設以來,肉羊產業較過去有了大大進步,但是放在全國的天平上,還是顯得規模較小,生產水平較低。
“羊產業發展的瓶頸主要是產羔率低、生長速度慢,核心是肉羊良種供應不足,繁育體系不健全,缺乏自主知識產權的專門化肉羊品種。”山西農大動科學院教授、羊良種聯合攻關項目首席專家劉文忠說。
引來的不一定是最好的種,也不一定適應當地的氣候條件,利用現有資源,培育適應性強、商品性優的新品種必將成為羊產業發展的“芯片”。由此,培育出一只適合雁門關地區的種羊,讓晉北人養好羊“發羊財”成為山西根源牧業有限公司負責人李根源等養殖企業家的一個夢。
圍繞這個夢,一項以湖羊為母本,杜泊羊為父本,兼顧本地血緣,采用雜交育種結合閉鎖核心群育種的方式,培育出生長發育快、產羔多、產肉量高、肉質品質好、適應性強的肉用綿羊新品種“雁云白羊”的選育工作拉開帷幕。
2022年,良種聯合攻關項目的啟動,為“雁云白羊”新品種培育工作迎來了新曙光,并很快踏上新征程。
目前,9個良種聯合攻關項目體系都根據總體目標,在充分匯聚省內優勢育種科研力量的同時,聯合云南農業大學、中國農科院深圳基因組研究所等省內外科研院所和50家骨干種業企業,組建產學研結合的良種聯合攻關團隊,設計了攻關路線,細化了研究方案,落實了攻關任務,撬動了2460萬元企業資金投入,探索了一條合作共贏、可復制推廣的良種聯合攻關新模式。
資源“活”化 品種“芯”化
一幅新時代新征程種業趕考的山西新畫卷
豬糧安天下,生豬產業既關系國計民生,又是保障食品安全的基礎性產業。目前我國的種豬國產化水平較低,支撐產業發展的核心種質長期依賴進口,以至于形成目前“引種-退化-再引種”的產業困局。由于種豬遺傳改良滯后,種質缺乏有效提升,國內母豬平均年提供的斷奶仔豬數只有16頭,遠低于國外發達國家的25頭,商品豬的肥育性能也明顯低于國外先進水平,生豬產業顯得力不從“芯”。
經過20年的不懈努力,山西省科研工作者創新華系豬育種模式,提出以地方品種基因改造國外品種的育種新思路,采用雙軌式、兩步法育種策略將長白、大白這兩個主導性外國豬種的優良基因與我國馬身豬、梅山豬的優特基因集于一身,自主培育出了晉汾白豬這一國家級新品種。
育種團隊在選育品種時,篩選出了調控肌肉發育與脂肪代謝的關鍵基因,使得該品種既保留了生長快、瘦肉多的外種豬特征,又兼容了產仔多、抗病強、肉質好、易飼養的華系豬特點,較好地解決了壟斷中國市場的歐美豬種存在的“肉質差、抗病弱、養殖條件高”等問題。2014年,晉汾白豬通過國家畜禽遺傳資源委員會審定,2015、2016年兩度入選國家主導品種,是山西省唯一通過國審的豬新品種,也是目前我國代表性的“華系”豬種之一。
其中馬身豬,是山西省唯一的地方良種豬資源,是山西省一直列入保種的遺傳基因財富,它具有產仔多,護仔性強,在高寒低營養水平下仍能維持正常繁殖。
“在多年的推廣應用中,晉汾白豬多系祖建系所具有的豐富遺傳變異得到充分釋放,表現出巨大的選擇潛力和種質提升預期,也預示著通過品系選育和合理配套,是進一步提高晉汾白豬種質利用率的重要途徑。下一步,我們將繼續開展汾白豬本品種選育和優質風味系、高效快長系的選育,開展雜交配套研究,篩選出雜種優勢強的雜交組合2個。”山西農業大學副校長、豬品種聯合攻關項目首席專家李步高教授說。
“太行云牛”的培育歷史可追溯到20世紀70年代初,從1973年引進西門塔爾牛改良山西和順本地黃牛開始,到90年代末已有改良牛15萬頭,占當時全省改良牛總數的51%,并逐漸形成了適應太行山區氣候的中國西門塔爾牛太行類群,當時的改良重點是以乳肉兼用為目標,并且從1987年開始引進紅色荷斯坦公牛提高雜交后代的產奶量。
以原山西省農科院畜牧獸醫研究所養牛組為代表的科技人員從黃牛改良開始,到西門塔爾牛太行類群形成,再到“太行云牛”品種的培育過程,40年來,圍繞雜交育種、品種改良、性能測定、先進繁育技術研發應用、營養調控及配套技術開發等進行了大量科研工作,攻克多個技術難點,取得多項省部級獎勵和科研成果。
目前,在中國西門塔爾牛太行類群形成的基礎上,“太行云牛”已完成了四個世代的繼代繁育和選擇,形成了血統清晰、生產性能優良、體型外貌遺傳穩定的肉牛新品種雛形,具有抗病力強、耐嚴寒、飼料轉化率高、屠宰率高、肉質細嫩鮮美等特點,不僅是生產中高端牛肉的理想品種,也成為山西省發展現代畜牧業,實現規模化生產最具優勢和競爭力的品種。
“山西省農業農村廳及時啟動聯合攻關項目,為‘太行云牛’新品種審定和規范化、產業化發展鋪平道路。項目組將進一步結合傳統育種方法與現代分子育種技術,采用商業化芯片對‘太行云牛’全基因組的標記進行檢測和篩選。”牛良種聯合攻關項目首席專家張元慶說。
大豆新品種的選育是山西省科研工作者活化本地種質資源最值得大書特書的一筆。
2022年,大豆良種聯合攻關體系征集了黃淮海地區大豆新品系154份材料進行抗大豆花葉病毒病田間鑒定,利用大豆田間自然發病,在3個不同時期,依據大豆品種對大豆花葉病毒病發病癥狀,進行了田間調查和鑒定。同時,征集了黃淮海地區大豆新品系163份材料,利用集水槽法進行大豆新品系抗旱性鑒定。
在此基礎上,7個育種單位在試驗田設立抗逆、早熟、中晚熟、牧草綠肥、轉基因、有色大豆、鮮食大豆新品種選育等7個育種方向,共種植240余畝。常規育種配制雜交組合663個,牧草綠肥育種配制雜交組合9個,轉基因育種配制雜交組合38個。
特別是在牧草綠肥大豆,既有固氮節約肥料的優點,又有生長旺盛、鮮草產量高、營養成分尤其是蛋白含量與苜蓿相當的特點。由于其是半野生型大豆,人工雜交成功率較低,較栽培大豆來說,牧草品種選育困難更大。
但是該體系勇于擔當,陸續征集野生大豆資源280余份,經田間鑒定,評價出高生物產量資源138份,高度纏繞型資源74份,3級以上抗旱資源39份,短生育期資源44份。
經過多年選育,形成了12個牧草綠肥品系,2個通過山西省審定品種,2份正在參與山西省牧草綠肥大豆區域試驗,1份正參與山西省牧草綠肥專用大豆多點試驗,這些牧草綠肥大豆新品種都取材于山西本地的大豆野生資源,該品系的選育成功,有效打破了我國北方牧草生產壓力、提高土壤質量、飼料糧擠占口糧的瓶頸。
良種加良法 專家種莊稼
一份中國式農業現代化道路上的山西新作為
高粱是我國傳統釀造業的主要原料,山西省是釀造高粱的主要產區和重要育種研究中心。
山西農大高粱研究所在太行和呂梁兩個片區,充分發揮聯合攻關的產學研合作的優勢,聯合神農原糧科技(山西)有限公司、沁縣晉汾高粱開發有限公司等單位,以長治市沁縣為中心,向武鄉、榆社、左權、和順推廣汾酒高粱種植,初步形成了太行山汾酒高粱產業帶,發展高粱種植面積超過10萬畝,農民種植高粱比傳統種植玉米每畝增收超過了200元;以臨汾市永和縣為核心,推廣種植醬香型、濃香型名酒專用高粱品種“晉糯3號”及其配套栽培技術,得到永和縣農民的歡迎和政府的肯定,2022年種植面積達到12萬畝。據臨汾市農業農村局的調研結果,農民種植高粱比種植玉米每畝比較效益高500元。
“聯合攻關以來,我們從數百種的高粱種質資源里篩選出耐鹽、抗旱、葉片上沖的優異種質,創新高粱雜種優勢利用途徑,圍繞高產、優質、抗病蟲、抗逆、適宜機械化生產的釀造高粱新品種目標,進行了選育攻關。同時根據高粱主產區不同的生態條件和立地條件,研究組裝高粱全程機械化栽培、抗逆栽培、水肥高效利用、病蟲草害綠色防控等技術,實現高粱良種良法配套,以產業帶建設為攻關論文,構建了我省不同生態區高粱高產、高效、優質栽培技術體系,將產業落實在了太行呂梁的大地上。”山西省雜糧產業技術體系首席專家、國家谷子高粱產業技術體系崗位專家、釀造高粱良種聯合攻關項目首席專家柳青山研究員說。
馬鈴薯在山西的栽培歷史已有400多年,是山西重要的糧食和經濟作物,也是我國北方馬鈴薯的主要產區和優質種薯基地之一,生產的馬鈴薯在國內享有盛譽。2000年全省馬鈴薯種植面積一度達到482萬畝,近年來,年播種面積穩定在250萬畝左右,年產鮮薯280萬噸左右。平均單產水平由“十一五”末的415.8kg/667㎡提高到2020年的1115kg/667㎡,實現了歷史性跨越。
提到“晉薯16號”,山西種植馬鈴薯的人都不陌生,對它的優點可以說如數家珍。走在晉北、晉西北的土地上,進入眼簾的馬鈴薯地塊種植的大多數是“晉薯16號”,在旱坡地,“晉薯16號”更是有一統天下之勢。每年春天,在其他脫毒原原種、原種積壓滯銷時,“晉薯16號”卻往往脫銷。提到為什么喜歡這個品種,農民會說“產量高啊”“抗旱啊”“抗病啊”“好吃啊”,當然它還有別的優點,比如個頭大、淀粉含量高、商品率高等。
到2021年,“晉薯16號”播種面積達到160萬畝以上,占到全省馬鈴薯種植面積的60%以上,成為山西省馬鈴薯種植區當之無愧的第一大主栽品種。近年來“晉薯16號”還推廣到內蒙古、甘肅、陜西北部、河北及東北等一季作區種植,在內蒙古等地,還成為淀粉加工廠的原料推薦品種。
“晉薯16號”還有B面,芽眼深、薯型差及商品性差制約了其在國內市場的銷售,至今只適宜在山西大面積種植,難以走向國內市場。同時山西省所育品種加工比例低,產品種類少,影響了該省馬鈴薯的消費空間,也造成馬鈴薯加工業發展相對滯后、新產品研發少和加工增值能力弱,最終限制了山西省馬鈴薯產業水平的提升。
基于此,馬鈴薯良種聯合攻關項目體系以“晉薯16號”性狀改良等為主要內容,構建了山西馬鈴薯種業育種攻關聯合體,來提高山西馬鈴薯種業發展的產業化水平,進一步增強山西馬鈴薯自主創新能力和綜合競爭力,打造山西種業品牌。
“比如,將‘晉薯16號’實現芽眼淺、薯型好的品種,再比如利用‘晉薯16號’的高產、穩產、抗旱、耐瘠薄、抗晚疫病、品質好等優良性狀,作為優良的親本材料,采用常規育種、輪回選擇等技術手段,通過抗逆、高產等優異性狀的聚合,培育優質專用型馬鈴薯新品種等。”山西省馬鈴薯產業技術體系首席專家、馬鈴薯良種聯合攻關項目首席專家白小東說。
小麥是山西省第二大糧食作物,其總產和消費量皆居糧食作物之首,年總產量25億公斤左右,人均約83公斤,是人均年需要糧食400公斤的重要組成部分。
小麥良種聯合攻關項目體系以主產區小麥種業龍頭企業山西新翔豐農業科技有限公司、山西瑞恒農業股份有限公司、山西鑫豐盛農業科技有限公司為依托,采用“公司+基地+農戶”的形式,在翼城縣南唐鄉西下坪村、南丁村建立“品育8012”高產示范基地800畝,良種繁育基地5000畝;在新絳縣三泉鎮、澤掌鎮等鄉鎮建立“堯麥30”高產示范基地100畝,標準化種子繁育基地2000畝;在山西中部祁縣、定襄建立“晉太1508”高產示范基地200畝,標準化種子繁育基地1200畝。
建立良種繁育基地和高產、優質示范基地的做法,大大提高了小麥良種覆蓋率及優質品種專用率。選育的新品種、集成的新技術在山西省小麥主產區得到了大面積示范推廣,育成品種累計推廣面積達到50萬畝。
“2022年項目組審定小麥品種12個,其中通過國家審定1個,通過山西省審定11個。”山西農大小麥所所長、小麥良種聯合攻關項目首席專家姬虎太說。
“穩優勢提地位,無論是正在打造的50萬頭晉汾白豬全產業鏈、還是初具規模的太行呂梁高粱產業帶等,山西種業一直在探索以良種聯合攻關為依托的‘種業支撐產業’的發展模式。”山西省農業農村廳種業處處長陰埝埝說。













