平均单产世界最高,自主选育品种占有率100% 中国小麦育种为何未被“卡脖子”
翻开新中国成立之后我国冬小麦产量的变化史,看到的是一条昂扬向上的曲线。
据中国农科院提供给记者的信息显示,从1949年至2020年,我国小麦总产从1381.0万吨增加至13425.0万吨,是原来的9.7倍；小麦平均亩产从43.0公斤增加至382.8公斤,是原来的8.9倍。
71年来,小麦是我国粮食作物中单产增幅最大的作物,平均单产世界最高,且自主选育品种占有率100%,彻底避免了被“卡脖子”的问题。
千帆奋进
你追我赶育良种
在小麦育种界,提及济麦系列小麦品种,都知道这是赵振东院士、刘建军研究员带领的山东省农业科学院作物研究所小麦遗传育种团队的研究成果。其中包括面包小麦济南17、面条小麦济麦19、面包面条兼用小麦济麦20和高产稳产多抗小麦济麦22,这4个小麦品种声名赫赫,每个品种累计推广面积均超过5000万亩,都曾荣获国家科技进步奖二等奖。
2020年12月25日,记者来到山东省农业科学院,听刘建军讲述济麦系列品种选育的时代背景和艰辛历程。
他说,第一个阶段是把优质专用(兼用)小麦新品种选育作为目标。
新中国成立之后,伴随小麦育种和栽培技术水平的不断提高,我国小麦产量逐年增加,到20世纪80年代,总量基本能满足市场需求。但是,国产小麦品质较差,可用于制作面包、面条的优质专用小麦短缺,不得不依赖进口。于是,20世纪80年代中期,赵振东调整育种方向,带领团队改选育单纯高产的新品种为兼顾高产和优质的新品种。历经十几年,1999年,济南17育成并通过了山东省农作物品种审定委员会审定。它是我国第一个产业化的强筋小麦品种,年种植面积超过1000万亩,可替代进口面包小麦。
2001年,赵振东团队育成的面条小麦新品种济麦19通过山东省审定,2003年,通过国家审定。从2001年到2005年,该品种种植面积均居山东省第一位,至今累计推广种植6210万亩。
2003年,又一个小麦新品种——优质面包面条兼用型小麦济麦20通过山东省审定,此后陆续通过国家和天津、河南、安徽审(认)定。从2004年开始,这个品种连续6年成为原农业部推介的小麦主导品种；2007年种植面积达2255万亩,为当年全国种植面积最大的小麦品种,至今累计推广种植7897万亩。
伴随城镇化、工业化的进程,以及人口数量的不断增加,我国粮食消费需求呈现刚性增长。要维护国家粮食安全,提高单产是有效途径。
20世纪90年代中期,在多年创新亲本的基础上,赵振东团队开始了第二阶段的探索,即超高产广适小麦新品种的选育。他们利用自育中间材料935024和935106分别做母本、父本进行杂交,采用系谱选择法,育成了高产稳产多抗小麦品种济麦22。2006年以来先后通过山东、江苏、安徽、天津、河南等省市审(认)定及国家审定,在黄淮冬麦区和北部冬麦区的七省市大面积推广。济麦22高产稳产,连续8年81个点次亩产超过700公斤；综合抗性强,抗白粉病、条锈病,抗吸浆虫,抗寒、抗倒,节水、耐热；适应性广,连续9年为全国种植面积最大的小麦品种,累计种植超过3亿亩。
近年来,赵振东团队围绕超强筋、中强筋、绿色健康、特色营养等目标,育成济麦44、济麦262、济麦60、济糯麦116、济糯麦1号、济紫麦1号等新品种,为小麦产业提质增效和绿色可持续发展提供了品种支撑。
不只有“山东队”,我国小麦育种取得举世瞩目的成就,依靠的是团体的力量。“四川队”的“绵阳11号”,“陕西队”的“陕农7859”,“江苏队”的“扬麦5号”“扬麦158”,“河南队”的“豫麦13号”“百农矮抗58”等小麦品种推广种植面积均达到数千万亩,为保障国家粮食安全作出了重要贡献。近年来,全国冬小麦单产最高纪录不断被打破,形成了你追我赶的良好态势。
原始创新
打破种源“卡脖子”瓶颈
国家小麦产业技术体系首席科学家肖世和研究员总结中国小麦育种40年成就时称,自1978年以来,我国小麦遗传资源研究得到新的发展,形成引进、交换、收集、保存、研究、利用的全国性组织网络,并与世界各国和国际玉米小麦改良中心等国际组织建立了小麦品种资源交换的固定联系。
打破种源“卡脖子”瓶颈,除了积极开展国际合作,还需要我国小麦育种工作者具备“板凳坐得十年冷”的精神和毅力,进行原始创新。改革开放以来,他们在发掘优异小麦种质资源、培育重要骨干亲本、培育突破性品种方面,取得了一系列原创成果。
中国科学院原西北植物研究所李振声主持选育的“远缘杂交小麦新品种小偃6号”,获1985年度国家技术发明奖一等奖。小偃6号是利用小麦与长穗偃麦草远缘杂交育成的,开创了小麦与偃麦草远缘杂交育种新领域并育成了“小偃”系列品种。小偃6号已成为我国小麦育种的重要骨干亲本,是我国北方麦区的两个主要优质源之一,其衍生品种有50余个,累计推广3亿多亩。
四川农业大学颜济主持选育的“小麦高产抗锈优良种质资源‘繁6’及姊妹系”,获1990年度国家技术发明奖一等奖。“繁6”不仅是一个高产早熟的新品种,还是一份具有特殊抗条锈病的珍贵小麦种质资源。用“繁6”做亲本选育出的30多个新品种,成了四川省20世纪80年代至90年代的当家品种,占四川省小麦种植面积的90%以上。
山东农业大学李晴祺主持的“冬小麦矮秆多抗高产新种质‘矮孟牛’的创造及利用”,获1997年度国家技术发明奖一等奖。“矮孟牛”具有综合性状优异、遗传特点突出的特点。以“矮孟牛”为育种材料,已育成12个大面积推广新品种、78个优良新品系和96份衍生资源,1996年种植面积占黄淮麦区的25%以上。
刘建军主持选育的济麦22,不仅是一个高产稳产多抗广适新品种,还是一个重要的骨干亲本。据不完全统计,用济麦22做亲本选育并通过审定的小麦新品种至今已有60多个,新品系则数以百计。
政策支持
解决产业重大问题
据中国农业科学院作物科学研究所副所长刘录祥介绍,近年来,国家实施创新驱动战略,加大了对小麦等主要农作物育种及产业化项目的支持力度。
2007年,原农业部、财政部启动国家现代农业产业技术体系建设。按照农产品类别,组建了包括小麦、水稻、玉米在内的50个体系,汇聚全国800多个单位的2600多名专家,形成跨部门、跨区域、跨单位、跨学科的优势科技力量。他们携手攻关,联合协作解决产业重大问题。
2015年年底,科技部启动实施水稻、玉米、小麦、大豆、棉花、油菜、蔬菜等七大农作物育种试点专项,重点部署五大任务,即优异种质资源鉴定与利用、主要农作物基因组学研究、育种技术与材料创新、重大品种选育、良种繁育与种子加工。
2016年,农业农村部启动了小麦良种重大科研联合攻关项目。2020年在发布小麦等四大作物绿色品种指标体系的基础上,组织开展了抗赤霉病和节水抗旱小麦观摩,以及优质小麦品质鉴评推介等活动,推动品种更新换代。
在有关政策、资金支持下,近年来,各个攻关组育成了一批绿色优质高效新品种、抗病新品种。例如:选育出中麦578等强筋小麦品种、中麦5051等节水小麦品种、西农511等中抗赤霉病小麦品种。
在有关部门的大力支持下,我国科学家跻身小麦育种基础研究国际前沿。据刘录祥介绍,中国农业科学院作物科学研究所的科研人员完成了小麦基因组660K芯片构建、小麦复杂基因组解析、重要农艺性状基因克隆和基因编辑等工作,主导完成了小麦D基因组精细图谱绘制,克隆了我国特有的小麦基因资源太谷核不育基因MS2,显著提升了我国小麦功能基因组研究的国际影响力。总的来说,在小麦基因组测序、基因克隆、高通量分子标记检测、转基因等方面,我国与欧美发达国家保持同步,部分领域处于领先水平。
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