科技前沿

2010-04-17 06:52:24

中國農(nóng)村科技 2010年4期

關(guān)鍵詞：水稻

科技引領(lǐng)水稻育種創(chuàng)奇跡

大約7000年前，人類就已經(jīng)完全掌握了水稻的種植技術(shù)，并把稻米作為食糧搬上餐桌。如今，高新技術(shù)正在被廣泛應(yīng)用于水稻育種，各類水稻優(yōu)良品種層出不窮，不斷造福人類。據(jù)報(bào)道，孟加拉國科學(xué)家已成功培育出3種能夠抵御洪水襲擊的水稻新品種，其中一種正在農(nóng)田試種并取得了良好的效果。總部位于菲律賓的國際水稻研究所也宣布，已接近完成能耐寒的新稻種的研發(fā)。

據(jù)中國水稻研究所副研究員李春生介紹，在現(xiàn)代水稻育種史上，20世紀(jì)50年代末至60年代初的水稻品種矮稈化和70年代的雜交水稻三系配套是兩個(gè)重要里程碑。這兩次重大突破為水稻改良奠定了基礎(chǔ)。目前，常規(guī)水稻育種已經(jīng)達(dá)到頂峰。世界各國尤其是發(fā)達(dá)國家非常重視基因技術(shù)在作物育種方面的應(yīng)用，大型種業(yè)企業(yè)都競相開展轉(zhuǎn)基因育種研究。

“民以食為天，農(nóng)以種為先”。為了達(dá)到增產(chǎn)的目的，利用水稻亞種間雜交優(yōu)勢培育超高產(chǎn)品種是現(xiàn)階段主攻方向。中國的雜交水稻是高產(chǎn)育種的代表。但是，水稻產(chǎn)量除了與品種的內(nèi)在基因有關(guān)外，還受地理環(huán)境、氣候及病蟲害等因素影響。現(xiàn)代水稻育種目標(biāo)呈現(xiàn)多元化。除了高產(chǎn)育種外，還有抗病蟲育種、抗旱育種、抗?jié)秤N、耐鹽育種、品質(zhì)改良和功能稻育種等。

病蟲害是水稻減產(chǎn)的重要原因，為解決這一問題，通過轉(zhuǎn)入有效基因來控制水稻病蟲害是研究方向之一。國際水稻研究所已通過分子標(biāo)記輔助選擇將4種不同抗稻瘟病基因累加到同一水稻品種，獲得了廣譜抗稻瘟病材料。美國研究人員發(fā)現(xiàn)一種酵母信息素可以阻止稻瘟病菌感染水稻植株。通過基因工程技術(shù)將能夠培育出含信息素的植株，并推廣應(yīng)用。美國康乃爾大學(xué)研究人員則從馬鈴薯中分離出一種基因，這種基因能誘導(dǎo)水稻產(chǎn)生干擾害蟲消化過程的蛋白，進(jìn)而抑制害蟲的食欲，降低蟲害損失。這一成果為開發(fā)新型抗蟲轉(zhuǎn)基因水稻奠定了基礎(chǔ)。預(yù)計(jì)，數(shù)年后轉(zhuǎn)基因抗蟲害的水稻新品種將可以推廣應(yīng)用，這不僅有助于增加水稻的產(chǎn)量，也可減少農(nóng)藥的使用，改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境。

云南農(nóng)大教授成功繁育貢茶“十里香”

“喝水要喝吳井水，吃茶要吃十里香”，這句流傳在老昆明中的一句話曾一度成為遺憾，因?yàn)椤笆锵悴琛痹鴰捉鼫缃^，鮮有人嘗過它的香味。不過，近日從云南農(nóng)業(yè)大學(xué)傳來好消息，由該校教授張芳賜引種的“十里香”茶樹在石林縣獲得成功。目前，種植基地已擴(kuò)大到100余畝，市場售價(jià)達(dá)每公斤五六千元。

這是一種比西湖龍井還香的茶葉，有著“一杯十里香，滿屋都飄香”的美譽(yù)。據(jù)介紹，昆明“十里香”茶歷史悠久，屬云南名茶之一。早在唐代就有栽培，至今有1200多年的歷史。明、清時(shí)期被作為貢茶專供皇家享用，又名“十里貢茶”。據(jù)《昆明縣志》記載：“僅距城十里之鋪及其附近的大麻苴與城西碧雞關(guān)附近等地所產(chǎn)之茶，名為十里貢茶。”

由于歷史原因，昆明十里香茶曾幾乎絕跡。上世紀(jì)50年代，云南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授張芳賜在植物學(xué)家蔡希陶的指導(dǎo)下，花了50年時(shí)間，堅(jiān)持保護(hù)、選育、雜交等研究方法，硬是把“昆明十里香茶”這一珍稀名茶及其悠久文化搶救并保護(hù)下來。

經(jīng)過反復(fù)研究論證，78歲高齡的張芳賜最終證明石林縣特有的砂質(zhì)土壤比較適宜栽培“十里香茶”。目前，農(nóng)大已在石林建立了“十里香”貢茶繁育生產(chǎn)示范基地，占地100余畝，每年可繁育“十里香茶”苗17萬株。

轉(zhuǎn)基因作物年減排144億千克二氧化碳

國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織（ISAAA）2月24日在北京發(fā)布了2009年轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化報(bào)告，這是自1996年以來的第14個(gè)年度報(bào)告。今年報(bào)告中首次提到轉(zhuǎn)基因作物對(duì)二氧化碳減排的積極作用。ISAAA建立者兼主席CliveJames博士在發(fā)言中談到，由于減少施肥和翻耕土地的次數(shù)，2008年通過種植轉(zhuǎn)基因作物共減排144億千克二氧化碳，相當(dāng)于減少了700萬輛車。

今年轉(zhuǎn)基因技術(shù)在生物燃料生產(chǎn)中的作用并沒有像以往一樣被寫入報(bào)告。CliveJames博士解釋：“我們很擔(dān)憂糧食和燃料之間的競爭，不希望糧食作物被用來制造燃料。”在2008年，有25%的玉米被用來制成生物燃料，而在2009年這一比例有所降低。James博士認(rèn)為，即便轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以提高糧食的產(chǎn)量，但下一代生物燃料的來源還應(yīng)是非糧作物。現(xiàn)在巴西正在用甘蔗來提煉乙醇。

湖南梅花栽培技術(shù)突破大批量生產(chǎn)有良方

3月上旬以來，位于湖南省農(nóng)科院園藝研究所的30畝“梅花種質(zhì)資源圃及試驗(yàn)圃”里迎來了又一番梅花盛開的美景，此乃晚花品種美人梅在吐艷報(bào)春。

經(jīng)過近10年努力，由該院張孝岳研究員領(lǐng)銜的課題組篩選出美人梅、綠萼梅、跳梅等62種適合在湖南種植的梅花品種，并建立了一套以青梅扦插苗為砧木的高效繁殖技術(shù)，使青梅的扦插成活率達(dá)到80%，在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。該技術(shù)如獲推廣，梅花將快步走進(jìn)市場。

作為我國十大傳統(tǒng)名花之一，梅花應(yīng)用于園林栽培和觀梅賞梅具有悠久的歷史傳統(tǒng)。但由于在梅花商品化生產(chǎn)技術(shù)方面缺乏系統(tǒng)研究，我國梅花面向國際國內(nèi)市場的步伐很小。特別是在湖南，尚未建有大型專業(yè)梅園，梅花園林綠化僅有零星培植，梅花的商品化開發(fā)更沒有起步。

課題組從全國各地引進(jìn)了252個(gè)梅花品種品系進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)其中62個(gè)優(yōu)良品種適合湖南氣候，且樹型、葉色、花色與花期均不同。

但優(yōu)良品種要實(shí)現(xiàn)商品化生產(chǎn)，得有親和性和成活率高的砧木來嫁接，還得大批量供應(yīng)砧木。課題組通過不同砧木與梅花嫁接組合，發(fā)現(xiàn)青梅砧木組合成活率達(dá)到了95%以上，且苗木質(zhì)量優(yōu)、壽命長。而在每年11月上旬選用合適的生根劑和土壤，并應(yīng)用小拱棚覆蓋，青梅砧木扦插繁殖成活率達(dá)到80%，完全可以適應(yīng)商品化的批量生產(chǎn)。

神奇的“海水農(nóng)業(yè)”

阿聯(lián)酋馬斯達(dá)爾學(xué)院的研究者們，正在阿布扎比一塊2平方公里的干旱且富含鹽的示范農(nóng)場內(nèi)種植海蓬子。海蓬子的種子含有大量的油，可以被轉(zhuǎn)化成燃料。同時(shí)，研究人員還創(chuàng)新性地把種植海蓬子和魚蝦養(yǎng)殖、培育紅樹林結(jié)合了起來。

領(lǐng)導(dǎo)這個(gè)研究項(xiàng)目的馬斯達(dá)爾學(xué)院助理教授司各特?肯尼迪說，傳統(tǒng)的生物燃料有兩大缺點(diǎn)：一是它占用了大量的本可以用來種植糧食作物的土地，二是耗費(fèi)大量的淡水，而他的這項(xiàng)研究的目標(biāo)是既生產(chǎn)生物燃料，又避免這兩大弊端。

肯尼迪和他的同事們，將對(duì)一個(gè)被稱作“綜合海水農(nóng)業(yè)系統(tǒng)”（SBRP）的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)：一開始要從海里開鑿一個(gè)灌溉水渠，水渠把海水引向這個(gè)工程中的幾個(gè)部分。首先，把海水抽到水塘里，或者讓海水流過養(yǎng)著魚蝦的籠子。通常情況下，這樣的水產(chǎn)養(yǎng)殖會(huì)造成“環(huán)境災(zāi)難”，比如養(yǎng)殖使用后的廢水含有大量的渣滓、廢物，導(dǎo)致危險(xiǎn)的赤潮。

但在馬斯達(dá)爾的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，研究人員極具想象力地利用池塘里流出的廢水，用它來給海蓬子提供養(yǎng)料。生長在用海水灌溉過的田地里，海蓬子成熟后就可以像稻麥一樣收割。

富含油分的海蓬子種子，可以使用和壓榨其他油料作物種子，如向日葵一樣的工藝榨油。榨出的油使用霍尼韋爾環(huán)球油品公司（UOP）的專利工藝進(jìn)行精煉，使之可以成為添加入噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)油。植物剩下的部分可以被進(jìn)一步利用，生產(chǎn)液體燃料，或者用來燃燒，產(chǎn)生蒸汽發(fā)電。

灌溉完海蓬子的水，鹽度會(huì)變得更高，同時(shí)還攜帶著來自養(yǎng)魚塘的廢物，和灌溉渠里的水一起流到適合于更高鹽度生長環(huán)境的紅樹林。這樣，紅樹林形成了一個(gè)屏障，使得養(yǎng)魚塘里的水不會(huì)直接排到海里，紅樹林的樹葉還能作為魚蝦的飼料被利用起來。

在生產(chǎn)生物燃料的過程中，肥料的生產(chǎn)和使用通常是一個(gè)巨大的碳排放源，而這種魚塘可以帶來收入，能同時(shí)提供肥料，還能降低整體碳排量。這是因?yàn)椋t樹林的根系可以起到“碳隔絕”的作用。大多數(shù)生物燃料頂多只能達(dá)到“碳平衡”：即他們生長時(shí)吸收的二氧化碳，與被制成生物燃料和燃燒后釋放的二氧化碳等量。而作為研究項(xiàng)目的重要部分，馬斯達(dá)爾將可以確定這個(gè)項(xiàng)目中到底有多少碳可以被商業(yè)性地隔離開來。