服務(wù)“國(guó)之大者”,為民族種業(yè)裝上更多“浙大芯”

——浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)設(shè)計(jì)育種研究紀(jì)實(shí)

發(fā)布時(shí)間:2021-10-21來(lái)源:浙大新聞辦作者:柯溢能376

一粒種子,關(guān)乎國(guó)力和民生。

在浙江大學(xué),有一群人日出而作,日落不息,他們轉(zhuǎn)戰(zhàn)南北,追著太陽(yáng)耕作,不分寒暑挑燈,為的是找到最優(yōu)種質(zhì)、培育最優(yōu)品種。

春種一粒粟,秋收萬(wàn)顆子。他們的眼前是九百六十萬(wàn)平方公里土地上豐收的田野,通過(guò)浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)設(shè)計(jì)育種會(huì)聚研究計(jì)劃,構(gòu)建農(nóng)業(yè)生物精準(zhǔn)化高效育種技術(shù)體系,為振興民族種業(yè)貢獻(xiàn)“浙大方案”。

種質(zhì)資源是種業(yè)科技創(chuàng)新的源頭

種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”。

國(guó)際首個(gè)兩系法秈粳雜交稻,由哪里育出?1983年以來(lái)累計(jì)推廣面積最大的常規(guī)水稻品種由哪里育出?全國(guó)常規(guī)品種中含油量最高的油菜,由哪里育出?……

各大品種與成果涌現(xiàn)的背后,是浙江大學(xué)多年來(lái)服務(wù)國(guó)家重大戰(zhàn)略的創(chuàng)新探索。每一次豐收的背后,浙大人思考的是如何讓種子這顆堅(jiān)強(qiáng)的“芯片”,成為中國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

育種,一個(gè)創(chuàng)造變異、選擇變異和穩(wěn)定變異的過(guò)程。創(chuàng)制好的變異就是獲得好的遺傳種質(zhì)資源,如同作戰(zhàn),擁有作為武器的種質(zhì)資源種類越多,能夠做出的排兵布陣也就越豐富。

“沒(méi)有種質(zhì)資源,就是無(wú)米之炊?!闭憬髮W(xué)農(nóng)業(yè)設(shè)計(jì)育種會(huì)聚研究計(jì)劃首席科學(xué)家、農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院張國(guó)平教授說(shuō),種質(zhì)資源是種業(yè)科技創(chuàng)新的源頭。

張國(guó)平就曾帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)利用全球2000多份包括地方品種和野生種的大麥種質(zhì)資源解析遺傳信息,從西藏野生大麥中發(fā)掘到耐鹽堿、耐干旱和耐酸鋁的多個(gè)基因。科研工作者通過(guò)對(duì)種質(zhì)資源耐性機(jī)制的闡釋,進(jìn)而把這些種質(zhì)資源運(yùn)用到育種實(shí)踐中。

農(nóng)為邦本,本固邦寧。圍繞種業(yè)科技前沿,面向國(guó)家重大需求,聚焦全基因組選擇、基因編輯、合成生物等領(lǐng)域的“殺手锏”核心技術(shù),浙江大學(xué)建成種質(zhì)資源精準(zhǔn)鑒定與創(chuàng)新利用平臺(tái),創(chuàng)建種質(zhì)資源數(shù)字化資源管理與保護(hù)體系,重點(diǎn)突破優(yōu)異種質(zhì)形成與演化規(guī)律等生物育種基礎(chǔ)研究。構(gòu)建了水稻相關(guān)物種基因組資源數(shù)據(jù)庫(kù)、棉花多組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)、油菜遺傳資源基因組及其育種利用數(shù)據(jù)庫(kù)和植物單細(xì)胞非編碼RNA數(shù)據(jù)庫(kù),加快了糧棉油等主要作物重要基因資源的挖掘、分析與育種利用。

防治蟲(chóng)害是作物生產(chǎn)中的一大難題。由浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院沈志成教授團(tuán)隊(duì)發(fā)掘的抗蟲(chóng)基因,對(duì)玉米螟防治效果達(dá)96%,目前在北方春玉米區(qū)的對(duì)照研究表明增產(chǎn)6%-10%。“這個(gè)產(chǎn)量增加是通過(guò)降低蟲(chóng)害實(shí)現(xiàn)的,玉米螟的損失基本降為零?!?沈志成說(shuō),國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)基因玉米時(shí)隔十年再次獲得農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的安全證書(shū),對(duì)于玉米育種和產(chǎn)業(yè)是重要的風(fēng)向標(biāo)。

不久前,該學(xué)院的陳昆松教授團(tuán)隊(duì),在西紅柿中發(fā)現(xiàn)一個(gè)兼顧貯運(yùn)性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的調(diào)控因子,為延緩果實(shí)軟化,延長(zhǎng)貨架壽命,并豐富營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)提供了關(guān)鍵靶標(biāo)。陳昆松說(shuō):“探索世界科技前沿,我們要堅(jiān)持‘四個(gè)面向’,不斷向科學(xué)技術(shù)廣度和深度進(jìn)軍?!?/span>

服務(wù)“國(guó)之大者”,走在時(shí)代前列。多年來(lái),浙江大學(xué)收集12000余份水稻、棉花、油菜、大豆等作物種質(zhì)資源,對(duì)優(yōu)異農(nóng)藝性狀進(jìn)行了系統(tǒng)的鑒定,已分享特異材料3000余份,用于育種和基礎(chǔ)研究。學(xué)校完成了水稻、棉花、油菜、大麥、番茄、芥菜等多個(gè)作物基因組測(cè)序與重測(cè)序工作,獲得了一批具有很大產(chǎn)業(yè)化前景的新基因、新材料。

人才驅(qū)動(dòng)發(fā)展

生物馴化與人工選擇是人類文明起源與發(fā)展的基石,基于現(xiàn)代遺傳學(xué)的生物育種進(jìn)步是現(xiàn)代社會(huì)生存與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的根本。

這個(gè)豐收季,浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院舒慶堯教授團(tuán)隊(duì)培育的“江兩優(yōu)7901”水稻新品種,又交出了一份滿意的答卷。作為首個(gè)秈粳兩系雜交稻,產(chǎn)量高、口感好的優(yōu)勢(shì),深受農(nóng)戶和消費(fèi)者的喜愛(ài),已連續(xù)兩年入選“浙江-長(zhǎng)江中下游水稻新品種大會(huì)推薦品種”。

這個(gè)適用于在長(zhǎng)江流域稻區(qū)種植的水稻品種,2018年通過(guò)國(guó)家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定,現(xiàn)已在浙江、江蘇、安徽、湖北等省推廣。

浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院周偉軍教授團(tuán)隊(duì)采用蕓薹屬遠(yuǎn)緣雜交、雙單倍體技術(shù)等分子聚合育種方法,創(chuàng)制了油菜人工合成種異源六倍體、黃籽高含油量油菜以及彩色油菜等一批優(yōu)異種質(zhì)材料,其中“浙大630”含油量(49.21%)居全國(guó)常規(guī)油菜品種榜首,“浙大七彩油菜”已在長(zhǎng)江流域冬油菜產(chǎn)區(qū)以及青藏春油菜產(chǎn)區(qū)大面積示范應(yīng)用,他們助力鄉(xiāng)村振興和美麗中國(guó)建設(shè)。

豐收的大地上,浙大人淡泊名利、孜孜不倦,百折不撓、求是奮進(jìn)。“育種的目的在于出品種,浙江大學(xué)在注重基礎(chǔ)研究的同時(shí),更引導(dǎo)我們將目光聚焦到國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)?!卑颜撐恼嬲龑?xiě)進(jìn)祖國(guó)的大地,周偉軍教授、舒慶堯教授先后獲聘浙江大學(xué)“求是技術(shù)創(chuàng)新崗”。學(xué)校設(shè)立這個(gè)求是專項(xiàng)崗,鼓勵(lì)教師在技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化方面主動(dòng)服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略。

發(fā)展是第一要?jiǎng)?wù),人才是第一資源,創(chuàng)新是第一動(dòng)力?;仡櫿愦蟮挠N發(fā)展,燦若星辰。農(nóng)學(xué)家沈?qū)W年先生在全國(guó)最早開(kāi)設(shè)了《育種學(xué)訊論》;園藝學(xué)專家吳耕民先生引育的浙大長(zhǎng)蘿卜,歷經(jīng)70余年仍在使用;水稻專家夏英武教授培育出的秈稻浙輻802,以此為親本育出新品種多達(dá)幾百個(gè)……在創(chuàng)造一個(gè)有一個(gè)育種輝煌的同時(shí),老一輩科學(xué)家甘當(dāng)鋪路石,未下一個(gè)輝煌鋪路架橋,激勵(lì)青年一代不斷奮斗。

頂天立地、自主創(chuàng)新,今天的浙大育種團(tuán)隊(duì)傳承農(nóng)科精神,接過(guò)前輩的重?fù)?dān),正著力攻克種業(yè)重大基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題,突破基因編輯與合成生物等顛覆性技術(shù),創(chuàng)新現(xiàn)代生物育種技術(shù),加快戰(zhàn)略性品種培育。他們帶著學(xué)生學(xué),幫著農(nóng)民干,默默耕耘在育種這片大田。

沒(méi)有農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化,就沒(méi)有整個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化。發(fā)揮綜合性大學(xué)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),匯聚世界頂尖人才與高水平創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),培育國(guó)家緊缺的復(fù)合型拔尖創(chuàng)新人才,是學(xué)校服務(wù)“國(guó)之大者”的重要舉措。近年來(lái),浙江大學(xué)加快構(gòu)建農(nóng)業(yè)基因組與精準(zhǔn)設(shè)計(jì)育種領(lǐng)域前沿研究與技術(shù)轉(zhuǎn)化推廣的全鏈條創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng),助力我國(guó)從種質(zhì)資源大國(guó)向種業(yè)強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變。

打通最先一公里與最后一公里

遠(yuǎn)在新疆的庫(kù)爾勒,十月份正是棉花的采摘季,在遼闊的大地上,一朵朵白絨絨的棉花好像碧空中的片片云彩。

棉花的生長(zhǎng)過(guò)程中,黃萎病是棉花生產(chǎn)的“癌癥”。農(nóng)藥防治效果差,污染環(huán)境。浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院張?zhí)煺娼淌谂c團(tuán)隊(duì)通過(guò)多年的努力,培育出產(chǎn)量高、品質(zhì)好、抗黃萎病的“浙金研2號(hào)”棉花新品種,解決了新疆棉花生產(chǎn)的難題,有望大面積推廣利用。

育種離不開(kāi)廣闊的試驗(yàn)田,在海南研究院、中原研究院和山東研究院,浙江大學(xué)分別成立了作物設(shè)計(jì)育種中心,培植種業(yè)發(fā)展提供創(chuàng)新沃土。在很多實(shí)驗(yàn)室里,有的儀器是企業(yè)直接提供,學(xué)校積極探索成果共有、利益共享的合作共贏機(jī)制,加快科技成果的熟化與轉(zhuǎn)化,打通產(chǎn)學(xué)研的最后一公里。

可以說(shuō),通過(guò)環(huán)境優(yōu)化和系統(tǒng)創(chuàng)新,一系列人才、技術(shù)要素正向浙大涌入。

足不出戶,在寸土寸金的紫金港校區(qū),也有一塊農(nóng)田,一個(gè)嶄新的育種工廠正在設(shè)計(jì)建設(shè)。“這將大大加快育種的進(jìn)度,通過(guò)校內(nèi)的表型、抗性等指標(biāo)的鑒定,降低繁育成本。”張國(guó)平說(shuō)。

解決“卡脖子”技術(shù),浙江大學(xué)的解決方案是交叉會(huì)聚。學(xué)校通過(guò)水稻與主要經(jīng)濟(jì)作物聯(lián)盟、農(nóng)業(yè)設(shè)計(jì)育種會(huì)聚研究計(jì)劃,推進(jìn)優(yōu)勢(shì)學(xué)科領(lǐng)域的交叉融合與會(huì)聚造峰,培育重大原創(chuàng)成果和顛覆性技術(shù)突破,構(gòu)筑新的學(xué)科增長(zhǎng)點(diǎn),打開(kāi)交叉研究的第一公里。

水稻的返祖是一個(gè)常見(jiàn)的遺傳現(xiàn)象,是指從栽培稻變?yōu)殡s草稻,在與水稻的競(jìng)爭(zhēng)中影響正常稻的生產(chǎn)。經(jīng)過(guò)三年多的努力,浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院樊龍江教授領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì),對(duì)涵蓋各大洲來(lái)自16個(gè)主要水稻生產(chǎn)國(guó)的稻區(qū)都進(jìn)行了抽樣,在對(duì)524份雜草稻的研究中發(fā)現(xiàn)水稻在世界各稻區(qū)均存在去馴化現(xiàn)象。

“在明確進(jìn)化脈絡(luò)后,我們科研團(tuán)隊(duì)在作物野化的危機(jī)中尋找新的育種方向?!狈埥榻B,返祖的雜草稻獨(dú)特的基因表達(dá),能夠度過(guò)田間冬季的嚴(yán)酷環(huán)境,這為水稻抗寒等提供了新的設(shè)計(jì)思路和遺傳資源。

目前,浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)設(shè)計(jì)育種會(huì)聚研究計(jì)劃正在布局融合生物技術(shù)和信息技術(shù)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,促進(jìn)農(nóng)業(yè)育種與生物信息、大數(shù)據(jù)與人工智能等學(xué)科領(lǐng)域的會(huì)聚融合,引領(lǐng)農(nóng)業(yè)育種發(fā)展的新方向,著力培育優(yōu)質(zhì)、高抗的綠色農(nóng)業(yè)新品種。

喜看稻菽千重浪。站在新的發(fā)展階段,一代代農(nóng)學(xué)人服務(wù)“國(guó)之大者”,胸懷使命愿景,想國(guó)家之所想、急國(guó)家之所急、應(yīng)國(guó)家之所需,將種業(yè)自立自強(qiáng)的重任扛在肩上,加強(qiáng)良種技術(shù)攻關(guān),用中國(guó)種子保障中國(guó)糧食安全。