王秀娟


引進國外先進技術,與國內數量豐富的種質資源相結合,將是我國打贏種業翻身仗的有效舉措。種質資源是什么?種質資源與種子、種業之間又有著什么樣的關系呢?
表里山河孕育了豐富的種質資源
種質資源,又叫品種資源或遺傳資源,是植物中最原始的東西,是育種的資源和材料。它們當中有古老的地方品種,也有新培育的推廣品種,都承載著能夠將自身性狀遺傳給子代的珍貴信息。它們有的豐產,有的抗旱,有的抗蟲抗病,而這些基因最終決定了品種的特性。山西省有名的玉米金皇后、谷子沁州黃、食用豆大白蕓豆等地方品種,晉谷21號、蕎麥黑豐一號等育成品種,以及野生大豆等,都屬于種質資源范疇。
山西農業大學農業基因資源研究中心主任穆志新說:“種質資源是品種選育的基礎。品種選育的過程,實質上是將不同的種質資源包含的基因聚合在一起的過程??v觀國內外農業史,每一次歷史革命的突破,都離不開種質資源的挖掘與利用,每一份種質資源的挖掘與利用都起到了決定性的作用。比如,袁隆平院士團隊1970年發現了一株天然的雄性不育野生稻谷,成功培育了三系雜交水稻,改寫了國際水稻的歷史,雜交水稻比常規水稻增產20%以上,增產的稻谷可以多養活7 000萬人口,從而根本上解決了中國人吃飯難的問題?!?/p>
山西省地處黃河中游,黃土高原東緣,有太行山、呂梁山、太岳山、中條山等南北走向山脈,汾河、沁河、滹沱河、清漳河等水系貫穿其中,山地、高原、丘陵占80%以上,地形地貌復雜多樣。南北跨越6個緯度,海拔最大高差2 800 m,平均氣溫4~13 ℃,氣候類型多樣,孕育著豐富的農業種質資源。因此,山西省的農業種質資源豐富,審定的主要農作物品種有487個,登記的非主要農作物品種371個,農谷藜麥研究院建成了全球唯一的藜麥基因庫。
穆志新介紹說,山西省是種質資源大省,目前保存有農作物種質資源7.2萬余份,在全國排在前列。另外,我們上交國家庫資源近3萬份,在全國各省排在首位,特別是雜糧資源種類多、數量大,這也是山西省被譽為“雜糧王國”的主要原因之一,現在山西保存著近4萬份的雜糧種質資源,也是在全國排在首位。之所以擁有豐富的種質資源,除了有氣候類型、地形地貌這些自然因素外,主要還得益于山西擁有悠久的農耕歷史。山西是華夏文明的發祥地,同時也是黍文化的起源中心,早在7 000多年以前就開始種植谷子了,發展到西周已經形成了以種植薯物、樹為主的旱作農業,幾千年的農耕文明、不間斷的馴化和選擇,形成了目前豐富的種質資源。
種質資源庫為生物育種提供基因資源
對于企業來說,種質資源意味著什么呢?山西大豐種業有限公司董事長鈕笑曉說:“種業是一個資源型企業,沒有好的品種的話,企業就沒有生存的意義。要選育好的品種,就需要有好的資源。有了好的資源以后,品種才有了可能。企業品種的創新,需要豐富的資源作為基礎和支持。”
在山西農業大學農業基因資源研究中心,保存著山西各地的7.2萬余份作物種子,數量位居全國前列。山西省種質庫主任秦慧彬說:“山西省種質庫是山西唯一一座作物種質資源中期貯存庫,也是山西省農作物種質資源的保存中心。這里存放了35種農作物種質資源,庫存資源中最具特色的是小雜糧作物種質資源,有近4萬份,數量排在全國第一?!?/p>
在這里,一些品質優異、色彩斑斕的特用型種質資源是全國罕見的稀有珍貴種質。秦慧彬說:“以食用豆為例,我們保存了13種食用豆資源,包括菜豆、小豆、綠豆、豌豆、山黧豆等,這些資源形態多樣、色彩各異。再比如,我們常見的大豆資源為黃皮黃瓤,在我們種質庫保存的大豆資源有黑皮黃瓤、黑皮青瓤、青皮青瓤等等多種形態?!?/p>
山西省種質庫中的種質資源有些已經保存長達二三十年之久。秦慧彬表示,當育種的目標導向從以產量為主轉向為品質與產量并重時,一些老的地方品種又會重新進入育種人員的視野。豐富的種質資源,是山西農業的一筆寶貴財富,一個個種質資源都是活著的生命。
穆志新認為,種質資源能夠延續到現在,有兩方面的因素,一方面是農民自發種植,自留種子、代代相傳。另一方面,有組織的收集和保護同樣不可或缺。山西省分別于1956—1957年、1979—1983年組織了兩次農作物種質資源征集,大部分地方品種得到了收集保護。2011—2016年,山西省開展了西北干旱區抗逆農作物種質資源調查,對靈丘、五臺等12個縣的農作物種質資源進行了搶救性收集。
當前,山西省正在響應全國進行的第三次農作物種質資源普查。山西省農業農村廳二級巡視員薛志省表示,農業種質資源是保障國家糧食安全和農產品有效供給的戰略性資源,也是農業科技創新和現代種業發展的物質基礎,2020年啟動的第三次種質資源普查,到目前山西省已經收集了3 456份種質資源,基本上摸清了全省農作物種植歷史、品種更替的演變規律。同時也搶救性地收集了一批古老的地方品種、種植年代久遠的育成品種和重要的野生品種,豐富了山西省種質資源基因庫,為下一步的生物育種和發展提供了基因資源。
讓種質資源優勢成為種業產業優勢
對于種質資源的保護,儲存也是非常關鍵的一環。秦慧彬告訴記者,進入山西省種質庫長期保存的每一份資源都要經過嚴格的流程,包括粒選、干燥、芽率檢測,然后才會進行編目入庫。一個個種質資源在這里搭上了“諾亞方舟”,為山西選育出優質高產的作物品種提供了更多可供選擇的樣本。
“當看到科研人員因為保存不當造成資源喪失,我們感到很可惜也很痛心?;诖?,我們決定開放種質庫,免費為科研人員存放種質資源,保證了私密性和安全性”,穆志新表示。
穆志新介紹,山西省具有雜糧種質資源優勢。對于資源工作者來說,主要是要充分發揮優勢,深入鑒定評價,挖掘其特殊的功能成分,篩選創制適宜精深加工的優異種質,為產業發展提供原材料。目前,已經建立了山西省農作物種質資源共享服務平臺,近3萬份的鑒定數據已經向全社會發布,另外,為企業、育種家、農民提供了種質資源1.5萬余份次。有些資源在生產上也發揮了重要的作用,比如利用提供的資源選育的黑豐一號苦蕎品種,目前是山西種植面積最大的品種,用作苦蕎茶、苦蕎醋的深加工。
種質資源庫,一個是為育種服務,另一個就是為產業服務。
誰掌握了種子,誰就掌握了農業科技的制高點。中國農科院作物科學研究所王紅武教授說,山西從南到北跨越的緯度大,有山區、有平地,有很好的生物多樣性資源,尤其是特殊品質、特殊功能的雜糧品種。怎樣能把這些資源轉化成生產力,或者是轉成重大的產品,需要做一些扎實的工作。首先要做基礎性的工作,就是資源的收集。在收集的基礎上,要加強鑒定。在鑒定的基礎上,還要加強重要基因和重要性狀的挖掘。在種子方面,第一要組織一些重大科研攻關項目;第二要培育一些企業,把研究成果轉化成產品或食品。
當前,世界種業正迎來一場現代生物育種的科技革命,對山西乃至中國而言,是挑戰更是機遇。如何將種質資源優勢發展成為種業優勢?如何讓山西從種質資源大省成為種業強省,在政策支持、機制創新、技術研發環節上實現更大突破?
薛志省表示,企業是市場主體,科研機構是創新的主力,推動科研機構和企業的深度合作,是打好種業翻身仗的一個有效舉措。首先,通過政策的創制,來充分調動育種者、經營者和管理者的銜接性,充分發揮他們的聰明才智,來推動科技創新。第二,要發揮企業的市場主體作用,推動科研機構和企業之間建立有益的利益連接機制,通過機制的建立,推動科研資源、人員等向企業流動和傾斜,引導企業深度整合資源和市場。第三,要加大對種業企業的支持力度,把企業做大做強,使企業真正地連接好科研單位和市場,真正發揮好紐帶作用。