G3綠色超級稻試驗田(資料片)。
□于新恬 黑龍江日報全媒體記者 姜斌 劉暢
“別看現在這個G3和常規(guī)的水稻沒啥差別,它的優(yōu)勢是在后期,分蘗能力、抗病性、抗倒伏性,還有穗粒兒多都會慢慢顯現出來……”
14日,在北大荒農業(yè)股份七星分公司農業(yè)技術推廣中心的試驗田里,與以中科院院士張啟發(fā)為首的華中農業(yè)大學“綠色超級稻”院士工作站合作培育的綠色超級稻G3品系的秧苗已經長到七葉,郁郁蔥蔥,十分喜人。
推廣中心主任李曉輝指著秧苗說:“之所以叫‘綠色超級稻’,‘綠色’就體現在節(jié)省農藥和肥料,‘超級’就體現在畝產大大增加。如果以后能大面積推廣應用,1000萬畝水田能增產10億斤糧食?!?/span>
超級合作
“水稻基地”+“水稻專家”
建三江地處三江平原腹地,土地集中連片,三江環(huán)繞、地勢平坦、土質肥沃,以盛產綠色優(yōu)質水稻聞名,有“東方第一稻”和“中國綠色米都”之譽。為了更好地扛起糧食安全“壓艙石”的重任,七星農業(yè)技術推廣中心不斷加強與高等學校和科研院所的合作,為農業(yè)插上科技的翅膀。
長期從事水稻功能基因組和遺傳改良研究的張啟發(fā)院士,是華中農業(yè)大學生命科學技術學院教授。他和團隊構建了大規(guī)模水稻功能基因組研究的技術和資源平臺,鑒定分離了一批具有重要應用前景的水稻功能
2019年,為保障糧食安全和培育綠色優(yōu)質稻米新品種和新品系,以張啟發(fā)為首的華中農業(yè)大學“綠色超級稻”院士工作站落戶七星農業(yè)技術推廣中心,開啟了強強聯(lián)合的超級“稻”路。
2020年,七星分公司與華中農大“綠色超級稻”院士工作站簽訂合作協(xié)議,通過引進水稻品種資源,開展水稻品種抗病性鑒定試驗,對綠色超級稻G3進行配套栽培技術研究合作,加快水稻品種更新?lián)Q代步伐,拓寬農戶對優(yōu)質高產水稻品種的選擇范圍。
2021年,工作站以“綠色超級稻研發(fā)”為課題,充分利用七星水田面積大、基礎設施強、管理標準高等優(yōu)勢,組建專家團隊專項攻堅,利用基因組育種技術,推進水稻品種遺傳改良,實現產學研融合創(chuàng)新發(fā)展。
超級綠色
減少30%氮肥不減產抗病性強
“當時其他水稻葉上都是紅褐色的斑塊,非常明顯,G3的葉片就非常完好,能明顯看出這個品系的高抗菌性……”七星農業(yè)技術推廣中心技術員張金成回憶起2020年那場細菌性褐斑病,對G3的抗病性十分感慨,“當時是連續(xù)陰雨天而且風也很大,葉片互相摩擦就容易產生傷口,加上潮濕多雨的天氣,水稻很容易發(fā)生細菌性病害?!睆埥鸪烧f,當時能看到不少感染了細菌性褐斑病的常規(guī)種植水稻,從試驗田效果上看,G3具有明顯的高抗菌性。
“綠色超級稻”的優(yōu)秀除了對病毒抵抗力超級強,在節(jié)肥減藥上表現同樣出色。多施肥就能多產糧,是很多人對水稻種植的普遍印象,然而“綠色超級稻”憑借著優(yōu)秀的遺傳基因,達到了少施30%氮肥不減產的效果。
“我們常規(guī)種植的水稻,畝施肥量在31公斤左右,G3的話畝施肥量在27~28公斤就完全夠了?!崩顣暂x告訴記者,經過三年的實驗,G3品系氮肥使用量減少了30%,畝產量仍連續(xù)超過1400斤,比照常規(guī)水稻畝增產100斤左右。
超級秘密
給水稻“核酸檢測”保留最優(yōu)基因
節(jié)肥,又高產還抗病……“綠色超級稻”如此“能打”的秘密到底是什么?
“我們通過給水稻做‘核酸檢測’,把抗病、節(jié)肥、高產的遺傳物質保留下來,不斷優(yōu)化升級。”華中農業(yè)大學生命科學技術學院副研究員李旭從2019年開始就長期工作在建三江。
“水稻也是生物體,可以和人一樣進行‘核酸檢測’,其中的某樣核酸,也就是DNA遺傳物質,就能決定植物‘后代’的高矮胖瘦、是否抗病、是否高產。一個水稻品種有3萬~4萬個基因,目前水稻科學家共解析了近4000基因的功能,在此基礎上,張啟發(fā)院士團隊建立了水稻基因組育種技術體系,利用該體系將攜帶優(yōu)質DNA的水稻種子留下,其余淘汰,逐步將性狀穩(wěn)定下來,這樣才能培育出優(yōu)秀的水稻品樣?!?/span>
李旭告訴記者,中國的水稻科研已經走在世界前列,張啟發(fā)院士深耕水稻功能基因組研究多年,其團隊已經克隆了上百個水稻基因,收藏上萬份水稻種質資源,并建設了包含5000余份種質資源的全基因組序列數據庫。
通過多年的研究,張啟發(fā)院士將南方秈稻的很多優(yōu)質屬性慢慢增加到北方秈稻中來,目前項目組針對綠色超級稻進行“植物工廠”實驗,通過特殊的光溫組合,讓水稻可以達到一年四熟,加快品種選育,迭代升級,不斷提高種子質量。破解不少高寒地區(qū)水稻育種的技術和資源瓶頸。
除此之外,張啟發(fā)院士團隊目前還在針對“黑米主食化”進行研發(fā),提高稻米的營養(yǎng)價值,并減少精米加工對糧食產量的損耗,這個項目可以間接提高30%的可食用產量,讓人民群眾不僅吃得飽,還吃得好。
據介紹,目前“綠色超級稻”G3品系和紅米品系已經開始在品種申報中,還需要經過農業(yè)主管部門3~4年的多點評價才能拿到“執(zhí)照”正式進入推廣階段。屆時在我省第三積溫帶種植1000萬畝,可增收水稻10億斤。