小麥和冰草怎樣實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交,?一人高的小黑麥,,為何成為西北和中原地區(qū)廣泛種植的飼草、飼糧,?能夠和世界一流強(qiáng)筋小麥媲美的中國(guó)小麥?zhǔn)窃鯓佑傻模?/p>
廣袤平坦的黃淮海平原,,是我國(guó)最大的小麥主產(chǎn)區(qū),種植著超過(guò)2億畝的冬小麥,。時(shí)值三夏,,這里進(jìn)入了一年中最忙碌的收獲季。
在黃淮海麥區(qū)的中心地帶,河南新鄉(xiāng)的平原上,,有一座特殊的農(nóng)場(chǎng),,這里是中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所的實(shí)驗(yàn)基地,常年駐扎著許多農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu),。近日,,麥?zhǔn)罩畷r(shí),基地舉行了一場(chǎng)線上科技開(kāi)放活動(dòng),,展示了農(nóng)業(yè)科學(xué)家們數(shù)十年育種的成果,。
5月7日,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院新鄉(xiāng)基地,,科學(xué)家們線上介紹農(nóng)業(yè)科技進(jìn)展,。中國(guó)農(nóng)科院供圖
遠(yuǎn)緣雜交,讓草成為小麥改良的資源
35年前,,剛剛考上研究生的李立會(huì),,為自己立了一個(gè)“不可能完成”的目標(biāo),攻克“小麥-冰草”遠(yuǎn)緣雜交的難題,,在此之前,,這個(gè)難題已經(jīng)困擾了全球育種家們半個(gè)多世紀(jì)。
冰草是一類常見(jiàn)的野草,,生命力極其頑強(qiáng),,具有優(yōu)秀的抗旱、抗寒,、抗病性,。冰草屬的植物,是小麥的近緣野生種,,它的穗和小麥有點(diǎn)像,,但穗子較大、小穗,、小花更多,。
假如小麥也能具有冰草那樣頑強(qiáng)的生命力和高產(chǎn)能力,必然會(huì)改變小麥種植的歷史,。早在上世紀(jì)30年代,,國(guó)外就有科學(xué)家開(kāi)始嘗試將兩者雜交,但一直到80年代,,半個(gè)世紀(jì)過(guò)去,,無(wú)一成功。李立會(huì)的導(dǎo)師,、著名作物種質(zhì)資源專家董玉琛院士告訴他,,兩者的雜交在國(guó)際上已經(jīng)被判了“死刑”。
35年后,河南新鄉(xiāng)的試驗(yàn)田里,,數(shù)十種小麥和冰草雜交而成的小麥材料即將成熟,,用這些材料育成的新品種,已經(jīng)有15個(gè),,后備新品種也有39個(gè),。15個(gè)新品種中,有高抗的品種,,如甘肅,、陜西兩省審定的小麥新品種普冰151,已經(jīng)是當(dāng)?shù)貤l銹病等病害流行和旱地麥區(qū)的主栽品種,。也有高產(chǎn)的品種,,如國(guó)審新品種川麥93,穗粒數(shù)達(dá)54.2粒,,增產(chǎn)16.7%,。做到這一切,李立會(huì)花了三十多年,。三十多年里,,李立會(huì)和他的團(tuán)隊(duì),解決了小麥和冰草花期不同,、生殖隔離,、雜交胚胎不能正常發(fā)育等諸多問(wèn)題,為小麥育種增添了多種新的種質(zhì)資源,?!皬倪h(yuǎn)緣雜交成功至今,已經(jīng)有5000多種冰草的基因,,通過(guò)雜交進(jìn)入了小麥中,。”中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所所長(zhǎng),、中國(guó)科學(xué)院院士錢前說(shuō)。
基地有1100多畝,,常年駐扎著20多個(gè)育種團(tuán)隊(duì),。中國(guó)農(nóng)科院供圖
“在小麥馴化的過(guò)程中,長(zhǎng)期的近親繁殖,,使得小麥的遺傳相似度很高,。”李立會(huì)說(shuō),,“而小麥-冰草這樣的遠(yuǎn)緣雜交,,引入當(dāng)前栽培小麥缺乏的關(guān)鍵優(yōu)異基因,不僅產(chǎn)量能提高,抗逆抗病害能力也會(huì)增強(qiáng),?!?/p>
5月27日舉行的線上農(nóng)科開(kāi)放日活動(dòng)中,李立會(huì)在河南新鄉(xiāng)的基地中,,以視頻的形式介紹了多種“小麥-冰草遠(yuǎn)緣雜交”的小麥材料,,“比如我手邊的這種,粒數(shù)非常高,,正??梢赃_(dá)到100粒以上,千粒重可以保證在50克以上,,而且株形緊密,,有利于畝穗數(shù)提高?!?/p>
小黑麥,,一人高的麥子其實(shí)是飼草
和普通的麥田中整整齊齊的麥子不同,試驗(yàn)田里的麥子長(zhǎng)得有些凌亂,,高矮不齊,、青黃相間。其實(shí),,在每一塊麥田中,,都種植著數(shù)十上百種育種材料,科學(xué)家們則在其中選育那些性狀優(yōu)良的材料繼續(xù)培育,,一個(gè)新品種的育成,,往往需要漫長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)重復(fù)選育。
中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所副研究員孟凡華的試驗(yàn)田里,,種著很多近一人高的“麥子”,,這些不是普通的“麥子”,而是一種名為“小黑麥”的飼草,、飼糧多用作物,。
小黑麥?zhǔn)切挛锓N,也是優(yōu)質(zhì)的飼糧,、飼草作物,。中國(guó)農(nóng)科院供圖