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綠色超級稻擁有“超能力”

【字體: 】【2019/5/15】 【作者/來源 褚燕】 【關 閉
來源:新華網  //www.xinhuanet.com/tech/2019-05/14/c_1124489337.htm

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  中國專家在菲律賓考察綠色超級稻的田間表現。 (資料圖片)

  “為非洲和亞洲資源貧瘠地區培育綠色超級稻”項目完成了全球最大的植物基因組重測序,培育出一批抗旱、耐鹽、耐淹、養分高效的水稻新品種,提高了“一帶一路”沿線18個國家和地區的水稻生產能力,創造了巨大的社會經濟效益

  日前,中國農科院作科所傳出喜訊:由該所黎志康研究員牽頭的“為非洲和亞洲資源貧瘠地區培育綠色超級稻”項目在京結題。

  該項目采用創新的綠色超級稻分子育種技術和策略,為“一帶一路”沿線18個國家和地區培育了高產、優質、多抗的綠色超級稻新品種,創造了巨大的社會經濟效益。

  經濟日報記者采訪了項目總負責人黎志康,探尋綠色超級稻背后的故事。

  適應發展需要

  2004年9月,中國科學院院士張啟發首次提出了“綠色水稻”概念。

  次年,《分子植物育種》發表了3篇學術論文,分別是張啟發撰寫的《綠色超級稻培育的設想》,中國農科院、IRRI(國際水稻研究所)黎志康寫的《我國水稻分子育種計劃的策略》以及上海市農業生物基因中心的羅利軍撰寫的《水稻等基因導入系構建與分子技術育種》。

  3位科學家分別從不同層面和角度思考了同一個問題,即“水稻育種的長遠、可持續發展”。由此,“綠色水稻”正式更名為“綠色超級稻”。

  對于這樣一個新概念,科學界是如何定義的?黎志康用16個字概括:少打農藥、少施化肥、節水抗旱、優質高產。

  那么,由中國人提出的“綠色超級稻”概念,又是如何被國際上認可,從而走向世界各國的呢?

  這恐怕要從黎志康的個人經歷說起。1990年至2003年,黎志康先后在美國德州農工大學和菲律賓國際水稻所工作?;毓?,他擔任國際水稻研究所駐中國代表科學家。

  2008年,微軟創始人比爾·蓋茨來到北京,專門參觀了中國農科院黎志康的實驗室,并與他談了近50分鐘,談話的核心內容就是:如何為第三世界國家解決糧食問題?

  黎志康提出,要用傳統育種和分子育種相結合的方式,研制出一批適應第三世界國家發展需要的水稻品種,從而解決當地老百姓的吃飯問題。

  于是,2008年,“為非洲和亞洲資源貧瘠地區培育綠色超級稻”項目在中國政府與比爾及梅琳達·蓋茨基金會聯合資助下應運而生。

  項目規劃為10年,分3期執行。主要目標國家包括9個亞洲國家(菲律賓、越南、老撾、柬埔寨、印度尼西亞、斯里蘭卡、孟加拉國、印度和巴基斯坦),9個非洲國家(莫桑比克、坦桑尼亞、盧旺達、埃塞俄比亞、烏干達、利比里亞、尼日利亞、馬里和塞內加爾)以及中國五省區(寧夏、貴州、四川、云南和廣西)。

  黎志康表示,項目的10年長期目標是在亞洲和非洲撒哈拉邊緣及中國五省區快速培育和推廣綠色超級稻新品種,使這些地區的小農戶平均水稻生產能力提高20%以上,使目標國家地區3000多萬農民的收入顯著增加。

  截至目前,綠色超級稻項目在18個非洲和亞洲國家試種、審定和推廣,審定高產、優質、多抗的品種78個,累計推廣面積達612萬公頃。

  植入優良基因

  水稻是世界三大糧食作物之一,也是世界上最普遍、最廣泛被人們認可的主食。在綠色超級稻走出國門之前,各國也有自己的水稻品種,但是普遍存在品種不優質、產量偏低、抗自然災害能力偏弱等問題。

  2013年,一場巨大的臺風“海燕”襲擊了菲律賓中部的萊特島,對當地農業造成了毀滅性打擊,大片稻田顆粒無收。

  然而值得慶幸的是,在這場臺風之前,當地一些農民從菲律賓水稻所獲得了一些綠色超級稻8號,并嘗試性地進行了播種。令人驚奇的是,臺風過后,這些來自中國的水稻品種不僅存活了下來,還獲得了一定的產量。

  當地一位農民表示,他從這次試種中采收了12麻袋稻米,并以采收的種子進行了第二次試種,共采收70袋稻米,每袋重45至50千克,比其他品種的收成多了一倍。而且,稻米的品質高,口感好。

  除了生命力頑強和高產,綠色超級稻8號還是一個早熟品種。這意味著農民可以在11月臺風到來之前就開始收割水稻。

  如此好的稻米,是如何被研制出來的呢?

  黎志康介紹說,綠色超級稻所涵蓋的78個品種中,其親本基本是來自中國南方的水稻品種。在此基礎上,黎志康帶領團隊針對各個國家的不同需求,對水稻的親本進行了“設計”和“改造”。

  “想讓綠色超級稻擁有最優良的基因組合,就要在現有優良品種的基礎上,把其所缺少的目標優良基因‘植入’,培育出一批保留原有高產品種的優良性狀但獲得不同新的綠色性狀組合的優異后代?!崩柚究鄧?,比如,在臺風雨水偏多的沿海地區,就需要選取抗澇的品種,在非洲等干旱地區,要選取抗旱品種。

  印度泰倫加納邦瓦朗加爾的一名農民擁有40年水稻種植經驗,他從電視上看到綠色超級稻品種,并在自家5公頃土地上進行了種植,結果讓他驚喜不已。此后,他推薦面臨灌溉和鹽堿性問題的鄰居、朋友都采用這個中國品種。

  項目團隊成員王文生介紹,項目資助了獨立專業人員在菲律賓、越南、孟加拉、印度、莫桑比克和烏干達分別進行了系統的項目社會經濟效益評估。報告顯示,在菲律賓和孟加拉國望天田和灌溉生態系統種植新培育的綠色超級稻品種,比當地主栽水稻品種平均每公頃增產0.89至1.83噸,平均每公頃增收230.9美元。按此推算,到目前為止,非洲和亞洲目標國家的農戶增收達14億美元。

  蓋茨基金會高級項目官員加里·阿特林認為,綠色超級稻項目達到了預期目標,中國一些品種資源在亞洲和非洲國家發揮的作用甚至超過預期,同時,項目還實現了多個國家各層級科研機構、科學家共同合作。

  成果“頂天立地”

  面對全球極端氣候頻繁出現的情況,提高亞洲和非洲大部分雨養地區的水稻生產能力、維持全球灌溉稻田的稻米生產力是未來幾十年全球水稻育種專家面臨的最大挑戰。

  綠色超級稻被定義為在較少投入的情況下能穩定高產的水稻品種,尤其對頻繁氣候變化引起的極端逆境的干擾具有較強抵抗力和恢復力,是為了應對未來水稻生產面臨挑戰而提出的重要概念。項目在實施的10年中,實現了“頂天立地”的重大成果。

  在理論研究上,完成了全球最大的植物基因組重測序項目:3000份水稻核心種質的全基因組重測序,在全基因組水平上剖析了水稻核心種質的基因組多樣性,推動了水稻功能基因組研究成果在育種上的應用。

  在實踐上,采用分子育種技術和策略,培育出一批抗旱、耐鹽、耐淹、養分高效的新品種,實現水稻生產中少用農藥、少施化肥、節水抗旱、優質高產的目標。

  黎志康表示,在短期內要培育更多更好的適應氣候變化的綠色超級稻品種,并配套相應的綠色增產增效技術,最大化地發揮綠色超級稻品種在這些目標國家的增產增效作用,促進目標國家農業的可持續發展,從而真正提高這些目標國家小型農戶收益,這迫切需要育種、栽培、植保、農機和農業經濟等多學科的大協作。同時,急需建立一種靈活、高效和安全的種質資源交換和品種輸出管理新模式,最大限度減少農業技術和品種輸出的政策障礙。

  因此,集中國內優勢力量,在幫助資源貧困國家大力發展農業的同時,緩解我國自身的農業生產壓力,確保我國糧食安全,仍是廣大農業科技工作者面臨的重要課題。

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電子報2012-4-25
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