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一粒种子万个基因,我国玉米种业的国际竞争力技术与产品

作者:转载     发布时间:2022-5-25 点击数:305

 

玉米是我国种植面积最大、总产量最高和种业市值最大的作物。那么,我国玉米种业发展现状如何,“十三五”期间实现了哪些突破?

撰文/记者 李晶 编辑/吉菁菁

种子被称作“农业的芯片”,从源头上保障国家粮食安全,离不开培育具有自主知识产权的优良品种。2021年年底,北京市农林科学院玉米研究所研究员、农业农村部玉米专家指导组组长、国家农作物品种分子首席专家赵久然曾以《玉米种业的道与策—紧盯国际前沿研发有国际竞争力技术和产品》为题,谈及了我国玉米种业的相关情况。

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▲北京市农林科学院玉米研究所研究员、农业农村部玉米专家指导组组长、国家农作物品种分子首席专家赵久然参加“我国种业发展的‘道’与‘策’”科学传播沙龙并作报告

把种子比作“芯片”是非常恰当的,一个指甲盖大的芯片有数以亿计的晶体管,一粒小小的种子中有数万个基因。对每个基因的改变和重新组合都有增产提质的潜力。

玉米是我国种植面积最大,总产量最高和种业市值最大的作物,种植面积保持在6.2亿亩以上,总产量2.6亿吨以上,种业市值为300亿左右。同时,玉米也是竞争最激烈的作物之一,是杂种优势应用最普及、最成功的作物,转基因等生物技术应用中最主要的作物之一,还曾在遗传学研究方面也发挥重要作用。巴巴拉.麦克林托克以玉米为材料,发现了跳跃基因即转座子,并因此获得诺贝尔医学或生理学奖。

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▲生物学上玉米可分为九种类型(供图:赵久然)

其实,在生物学上,玉米可分为九种类型,包括马齿型、硬玉米、甜玉米、糯玉米等;从收获用途上,又可分为三大类,即籽粒玉米、鲜食玉米、青贮玉米。

“十三五”以来,北京农学会玉米创新团队在育种技术方法创新,新的杂优模式探索,优新种质创制,重大品种选育等方面获得重大突破。选育并通过国家审定品种有100多个,发明专利30多项。

培育出具有高产优质、多抗广适、易制种,特别是耐干旱节水、耐瘠薄节肥、抗病虫节药增突出特点的京科968突破性新品种,连续多年种植超过2000万亩,是目前我国玉米种植面积最大的品种,也被农业部遴选为主导品种,并被赞誉为可与国外玉米相品种抗衡的品种,获得了国家科学技术进步奖。

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▲玉米新品种京科968田间长势(供图:赵久然)

在该品种研发过程中,团队在育种技术方法、核心种质、杂优模式、突破品种等多方面实现了创新,选育出广适、优质系列鲜食玉米品种,已走出国门,大大提升了我国的技术竞争力;甜加糯、高叶酸等营养强化、新型鲜食玉米,现有30多个品种;此外还选育出了甜味糯新品种玉米,带有明显香味的玉米新品种类型,水稻香米味的新种质玉米等。

团队在Nature Plants发表文章,发现许多碱基编辑策略能够提高编辑效率三倍以上,在多个靶点甚至提高十倍以上。此外,还构建了全球数量最大的玉米标准DNA指纹库并得到广泛应用,构建了20000多个玉米品种的SNP-DNA指纹。


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