一位老人与一片蓝色小麦的故事
耿爱民看着眼前的小麦试验田,满心欢喜。(5月24日拍摄)淄博市高青县芦湖街道辖区内,黄河南岸滩地上,生长着一片看似普通的小麦。三夏时节,一位个头不高、头发花白的老者走进麦田,俯身揪下一个麦穗,剥开颖壳,一颗蓝色的籽粒显露出来:呵,蓝色小麦,与众不同的蓝色小麦!
这位老者,名叫耿爱民。3年前,他从滨州市农业科学院研究员、国家小麦产业技术体系滨州综合试验站站长岗位上退休,回到老家高青县芦湖街道菜园村,但他退而不休,继续从事老本行——小麦育种。
这片400来亩的麦田,就是他的育种试验田。试验田里,种着被他视若宝贝的上百个小麦优良品种,其中蓝色小麦则是宝贝中的宝贝。耿爱民说,这种小麦不仅籽粒是蓝色的,还具有“矮”“败”的性状,讲得专业一点,叫“蓝矮败”,这是一种如同中国工程院院士袁隆平发现的引发水稻杂交革命的“野败”那样,有可能引发小麦杂交育种大变革的“神麦”。
营养丰富,
蓝色小麦
走向产业化
蓝色小麦,为何呈现蓝色?耿爱民解释道,这种小麦籽粒含有大量花青素,因此呈现蓝色。
蓝色小麦在生长发育过程中,能富集铬、锌、铁、硒等微量元素。其中的铬可激活胰岛素,降低人体血糖含量。据统计,我国目前约有1.14亿名糖尿病患者。在营养学家看来,用蓝色小麦制作的特殊功能食品,或将为糖尿病患者带来福音。
耿爱民介绍说,蓝色小麦籽粒中的花青素存在于种子的糊粉层及胚乳中,通过正常工艺磨粉就可以将其营养物质保存在面粉中。而紫色小麦中的花青素只存在于种皮中,带“皮”磨成全麦粉才能保留花青素,吃起来自然口感不佳。用蓝色小麦磨成的面粉,可以用来烤制面包,也可以制作水饺、面条、馒头、蒸包等多种大众食品。目前,在耿爱民的协调下,蓝色小麦实现了种植、加工与销售一体化运营,目前每年有数十万斤蓝色小麦面粉投放青岛、淄博等地市场,很受欢迎。
十年磨一剑,
实现“蓝矮败”
遗传背景冬性化
1972年,山西省太谷县的高忠丽发现了小麦不育植株,专家称之为“太谷核不育”。20世纪90年代,中国农业科学院刘秉华团队将太谷核不育基因Ms2与矮秆基因Rht10连锁在4D染色体短臂上,获得国宝级小麦种质“矮败”。四川的田宁、蒲宗君等人将蓝粒性状基因导入“矮败”小麦材料中,于1997年育成了“蓝矮败”——一种蓝粒、矮秆且花药败育的具有弱冬性偏春性的新种质,实现了种子下地前便能区分“可育”与“不育”的飞跃,为小麦杂种优势的利用提供了可能。
四川科学家创制的新种质“蓝矮败”具有弱冬偏春性的背景,要想在我国小麦主产区利用“蓝矮败”种质,必须进行遗传背景的转育,将“蓝矮败”由偏春性转向冬性、半冬性,并组配筛选出适合黄淮海主麦区及北方冬麦区种植的小麦杂交种。
从2008年起,耿爱民带领团队成员研究探索,历经十载,终于实现了“蓝矮败”遗传背景的冬性化,为杂交小麦在不同冬春性麦区的广泛种植奠定了基础。
耿爱民介绍说,利用神奇的“蓝矮败”可以把任何一个小麦品种选育成蓝色的这一品种。利用“蓝矮败”制种时,只要将色选出的蓝粒“蓝矮败”种子作母本,与白粒父本按6:2的行比,在大田里播种,靠自然授粉即可。而且,“蓝矮败”秆矮易于授粉,便于保纯。这些特点,使得杂交小麦的大田制种变得简单起来,像杂交玉米制种一样,杂交小麦的产业化生产成为可能。“蓝矮败”小麦授上白粒品种的花粉,那么同一个麦穗上会结出蓝、白两种籽粒。
如何把“蓝矮败”小麦的蓝粒从中分拣出来呢?单靠人工,工作量太大,无法满足市场需求。科研人员经过艰辛探索,研发成功智能色选机。用它分拣杂交小麦的籽粒,方便又高效,一台七通路色选机每小时可分拣5吨产品,完全可以满足大田用种之需。
了解作物遗传学知识的人都知道,小麦的冬性与春性中,春性为显性。如果说春性“蓝矮败”的成功选育为小麦杂种优势利用增加了一条全新途径,那么冬性“蓝矮败”种质材料的育成,则为我国不同生态区利用小麦杂交种提供了可能。
连接大平台,
小院子里实现
“蓝矮败”转育
记者跟随耿爱民来到菜园村,走进他家的院子看到,大部分没有硬化的地面上,被塑料编织布隔成110个棋盘状的方格子,每一个方格子里都栽植着几行小麦,构成一个转育品系。耿爱民介绍,其中母本均为“蓝矮败”,父本则分别为来自我国各大麦区的主要优异品种,包括济麦22、山农28、泰农33、烟农1212、衡观35、郑麦7698、徐麦36、中麦36等。至今,这些优异品种都进行了“蓝矮败”转育。
耿爱民利用“蓝矮败”小麦拓建了多个性状轮回选择群体与基因库。例如,组建了小麦抗赤霉病轮选群体、抗白粉病轮选群体、抗锈病轮选群体、抗纹枯病轮选群体、强筋轮选群体、抗旱轮选群体等。同时,拓建了一个小麦综合性状改良基因库。
抗赤霉病、抗白粉病、抗锈病、抗纹枯病、抗旱、强筋……内行人透过这一个个关键词或词组便可看到,耿爱民团队关注和攻关的目标,基本涵盖了当前小麦育种的重点、关键点。
当然,按照这样的思路,他们未必一定能在短时间育成大品种,但开启的却是功在千秋、利在子孙的小麦种质保存与持久创新事业。以此为基础,他们可以在较短时间内选育出适应不同区域或者环境的杂交小麦新组合或蓝色小麦新品种。比如,种植在中低产田,甚至旱薄盐碱地的新品种,使之迅速提高产量。
众所周知,农作物运用杂交优势是大幅度提高作物产量的重要途径,在世界三大粮食作物小麦、水稻和玉米中,小麦是迄今为止仍未大面积应用杂交种的粮食作物。
耿爱民说,有了“蓝矮败”这个稀世珍品——蓝籽、矮秆、花药败育三个性状相互标记的特殊小麦种质,依托它作平台,便可能摆脱依靠人力去雄授粉杂交的桎梏,实现小麦杂交育种的规模化、产业化。
这就是耿爱民,一位育种专家的奋斗目标。
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