上世紀60年代,袁隆平院士在湖南安江農校叩響雜交水稻育種的大門。
如今的湖南,水稻、辣椒、油茶等種質資源規模在全國乃至全球名列前茅。一批批科研人員奮發思進,在雜交水稻育種、辣椒育種、地方豬品種選育、油茶雜交等領域,一批重大創新成果涌現:雜交水稻實現連續5輪高產躍升,超高產雜交稻雙季畝產突破1600公斤,再創新紀錄,超高產、耐鹽堿、特定綠色等重大新品種相繼推出;油菜品種“灃油737”推廣面積連續10年全國第一;魚類遠緣雜交和多倍體育種技術世界領先;首款適用于湘豬等地方豬的液相育種芯片成功開發;辣椒首個胞質雄性不育系和適合于機械化采收的雜交品種率先育成;油茶全基因組密碼被成功破解,新選育油茶品種比傳統品種增產5倍以上……
種質資源豐富、種業高層次人才匯聚,高等院校、科研院所、種業企業協同共進,讓湖南種業一步步迭代升級,種子“中國芯”更強了,中國“飯碗”端得更穩了。近日,記者跟隨“高質量發展調研行”采訪組深入湖南多地,感受著湖南種業由內而外的華麗蛻變。
從模糊到精準,抓好種業關鍵核心技術攻關
種子是農業的“芯片”。種業科研創新,就是要在“芯”的位置上精雕細琢,其難度不言而喻。
以雜交水稻育種為例,常規育種需要歷經多代反復回交、篩選,耗時七八年甚至更長時間,才能選育出較為優良的品種,更不必說育種過程當中若遇上極端天氣,前期的付出將“顆粒無收”。
生豬的傳統育種方法,要判斷一頭豬長得快不快、產仔多不多、脂肪含量高不高、肉質嫩不嫩等性狀,憑借觀察僅能得出一些外部表征,很多內在性狀必須經過屠宰才能得到,然而這種“破壞性”手段容易導致育種樣本的丟失。
如果說傳統育種方法相對模糊而難以把握,那么生物育種則帶領種業走入一個更為精準的時代。
作為岳麓山種業創新中心所依托的關鍵共性技術平臺,在華智生物技術有限公司(以下簡稱“華智生物”),記者見識到了眾多精準瞄定遺傳基因的高科技育種“利器”:基于多層擴充和靶向捕獲技術而研制成功的液相育種芯片打破了國外對育種芯片的壟斷,適用于任何物種進行基因型測序分型,基因型準確率可達99%;高通量自動化基因檢測平臺一天可產生超過20萬的數據點,是普通實驗室的100倍;智慧種質休眠艙采用低溫低氧技術以及智能化、自動化的出入庫管理系統,能有效保護種質資源的活性和遺傳穩定性……
技術進步帶來育種成本大幅下降。“袁隆平院士團隊對‘超優千號’超級雜交稻父本的病害抗性進行改良,傳統育種方法需要5-8年,而采用分子輔助育種技術進行定向改良,只花了2年多的時間。”華智生物分子育種技術智創中心研究員李樂說。
重離子輻射誘變定向育種技術加上突變體高通量篩選技術(M1TDS技術),是我國研發的具有完全自主知識產權的新技術。使用重離子束這種高能帶電粒子輻射,可以在引起目標基因變異的同時,對基因組其他地方影響較小,從而快速形成遺傳穩定的新品系,顯著縮短育種周期。
使用這一技術,湖南科學家很快定向創制出“蓮兩優1號”“韶香100”等既保持了底盤品種優良農藝性狀,又具有鎘低積累特性的水稻基因種質與品種。
“這一技術對豬、羊等畜禽育種意義更大,可破解當下‘卡脖子’問題,實現種業跨越式發展。”雜交水稻全國重點實驗室副主任、湖南雜交水稻研究中心研究員趙炳然表示。
從科研端到產業端,強化企業創新主體地位
科研單位在種業基礎性、前沿性、公益性科研領域取得重要突破的同時,一批種子龍頭企業在商業性、競爭性育種領域大顯身手。他們積極投入研發經費,與科研機構緊密合作,從農民和市場的切實需求中找命題,以高效的團隊協作打通每一個關鍵環節,讓育種走上“工廠化”、商業化的快車道。
20多年來,袁隆平農業高科技股份有限公司(以下簡稱“隆平高科”)的研發團隊培育出15個農業農村部認定超級稻品種,3個全國優質稻品種食味品質鑒評(秈稻)金獎品種以及8個省級金獎品種,170多個綠色品種。這些品種的研發在保障國家糧食安全的同時,還助力農業生產綠色轉型,滿足多元化消費需求。
商業化育種的高效率從何而來?“我們采用‘工廠化、分段式’的研發模式,組建了一個由多支專業團隊構成的體系,每個團隊都專注于其擅長的領域,確保每個環節都能發揮最大的優勢,有效實現從品種資源到品質鑒定的流水線作業。”隆平高科黨委副書記、副總裁紀紹勤形象地介紹,在“多個火車頭”的合力推動下,一個品種的培育周期可從8-10年縮短為4-6年。
效率的提高并不意味著對質量的放松。“商業化育種的落腳點是市場。我們通過降低農民的種植成本、提高農民的綜合收益,讓良種成為更多農民的選擇,最終推動種業創新形成良性循環。”隆平高科人力資源部副總經理黃丹說。
湖南省流沙河花豬生態牧業股份有限公司則是產業端需求倒逼科研端創新的典型。“寧鄉花豬是湖南地方特色豬種,但一度瀕臨滅絕。為什么?因為吃得多、長得慢,脂肪含量高,競爭不過國外進口的豬種,所以慢慢就被市場淘汰了。”公司負責人李述初說。
為了推動寧鄉花豬向產業化方向發展,公司專門成立寧鄉花豬工程技術研究中心,與湖南農業大學印遇龍院士團隊、湖南省畜牧獸醫研究所合作,開展“寧鄉豬基因組血緣關系鑒定”“寧鄉花豬親本及其配套系生長發育研究”等系列課題研究,為寧鄉豬種群保護、種質創新和科學利用提供切實有效的系統性解決方案。
“我們結合寧鄉豬高精度基因組圖譜和營養調控技術開展生物育種,選育兼具優質、高產、高繁殖力、高抗病力等優良性狀的寧鄉豬,在更好地保護地方豬種的同時,增強寧鄉豬的市場競爭力。”湖南農業大學動物科學技術學院副院長何俊說。相較原始品種,如今的寧鄉花豬繁殖率、胴體瘦肉率、肌內脂肪含量都更高,肉質和風味均得到了進一步的優化。
湖南省農業農村廳副廳長馬艷青表示,下一步湖南將有針對性地出臺落實支持政策措施,提升企業牽頭承擔省級農業關鍵核心技術攻關、重點研發計劃等科研項目的比例,提升企業話語權,強化企業在農業創新領域的主體地位。
從實驗室到餐桌,加快種業科技成果轉化應用
在湖南長沙岳麓山種業創新中心種業科技館,記者沿著水稻育種、畜禽培育、油菜增產等眾多種業科研創新成果一一看過去:柏連陽院士團隊育成的特定綠色水稻品種“臻兩優8612”、印遇龍院士團隊育成的湘沙豬配套系、劉少軍院士團隊選育的“合方鯽2號”……走到一幅圖示前面,記者看到了大大的七個字——“湖南院士一桌飯”。
所謂的“湖南院士一桌飯”,并非簡單地把院士開展種業攻關的農業新品種擺在一起做成一桌飯,它代表的是一種種業科技成果轉化應用模式。
“好的科技成果要實現轉化應用,才能發揮其真正的價值。我們所做的就是推動院士團隊的科技成果實現從實驗室到田間到餐桌的‘三級跳’。”岳麓山種業創新中心常務副總經理劉志賢說。以種業科技成果為起點,與產業發展相結合,連通生產、加工、銷售、品牌打造、標準制定、質量檢測等多個環節,推動農業生產高質量發展。
淡水魚類發育生物學國家重點實驗室是全國唯一以“淡水魚類”命名的國家重點實驗室。多年來,在魚類遠緣雜交理論-技術-產品方面形成了一系列國際領先研究成果。“合方鯽”“合方鯽2號”“雜交翹嘴魴”“鳊鲴雜交魚”……創建了一批四倍體、二倍體新品系,以及一系列性狀優良的三倍體、二倍體新品種。
以“合方鯽2號”為例,它是通過遠緣雜交和多倍體育種技術培育出來的,相比普通的土鯽魚蛋白質含量更高、肉質更鮮美。
“我們強調漁業高質量發展,目標要實現淡水魚類良種、良養、良銷。”中國工程院院士、實驗室主任劉少軍說。
目前,實驗室在湖南、廣州等地建立了10余個魚類育種及健康養殖基地。研究團隊秉持“健康養殖”的理念,深入系統研究了稻-魚、荷-魚等生態種養綜合生產模式,提倡設施養殖與池塘養殖、稻漁綜合種養等養殖模式相結合。強調生態設施養殖系統的建立,提出用陶板改善設施材質等提高生態成分的設計。實驗室還研發出合方鯽魚凍產品、以合方鯽系列魚為原材料的高品質魚粉等新產品,讓老百姓在家中就能方便吃到美味的淡水魚產品。
從實驗室到餐桌,上下游有機銜接、產學研緊密協同,構建起創新、研發、轉化、落地的新格局,催動湖南的種業科技向著更廣闊的前景進發。













