“飞”向这里！
海南被称为“天然大温室”，是中国适宜大面积冬季作物南繁的区域，利用海南岛作为南繁基地可以将育种周期缩短三分之一甚至一半。在半个多世纪的南繁历史中，几代中国农大人在海南这块热土上辛勤耕耘，不仅创建了中国农业的“绿色硅谷”，还孕育出催人奋进的“南繁精神”。
每年冬春季节，中国农业大学农学院育种科研人员就像候鸟一样，“飞”向海南，开展对玉米、水稻、小麦、甘薯、大豆、棉花等作物的南繁育种工作，育种工作者们时常在南繁基地一待就是半年之久，进行艰苦卓绝的科研攻关，以实际行动践行着强农兴农使命，洒下了辛劳的汗水，培育出希望的种子，传承着南繁精神。
“很多突破性进展都得益于海南的玉米南繁”
中国农业大学的玉米育种团队是国内最早在海南开展南繁育种的科研单位之一，以戴景瑞院士为首的老一辈科学家在海南南繁育种已经60多年。进入21世纪以来，中国农业大学玉米团队获得的4项国家级奖励（玉米新品种农大108选育与推广获国家科技进步一等奖；玉米自交系—综3及综31选育与利用获国家科技进步二等奖；高油玉米种质创新获国家发明二等奖；玉米营养品质优良基因挖掘与分子育种获国家发明二等奖）均与海南南繁工作密切相关。如今，年过八旬的戴院士仍然每年坚持来海南工作。年过六旬的李建生教授2022年就在南繁基地工作了三个月。随着“南繁科技城”的筹建，南繁不仅是玉米加代繁育的加速器，也是加快玉米基础研究和成果转化的强力引擎。中国农业大学玉米团队在重要农艺性状生物学、玉米遗传多样性与进化、玉米现代育种技术等方面取得重要突破。陈绍江教授团队发明的单倍体育种技术已经在国内广泛推广。“利用大刍草挖掘玉米密植增产基因”以及“玉米和水稻增产基因的发现”在国际顶级期刊《科学》发表。这些突破性成果都得益于海南的玉米南繁，其中李建生及杨小红教授团队发现了玉米和水稻增产的关键基因，成功入选由中国科学院和工程院主办的2022年“中国十大科技进展新闻”。
杨小红教授在海南南繁基地说：“增产基因的挖掘只是一个新的起点，我们将围绕该成果继续开展增产新基因挖掘、分子机制解析以及分子育种等多方面研究，这季在海南种植了20多亩地的研究材料，在不到一个月的时间鉴定了约5万个样品的基因型，大大加快了研究进程”。
“我们年复一年地做这些工作，每年都能看到新的希望，每年都在进步”
海南地区冬季得天独厚的短日照条件对于水稻种质资源的繁衍非常重要，普通野生稻、非洲野生稻和非洲栽培稻的繁种很大程度上依赖每年的南繁工作。晨兴披草田间探，带月荷锄同燕归。忙碌的南繁工作为水稻种质资源利用、优良性状遗传机理解析和新品种的选育贡献了巨大能量。发掘优良基因，发掘水稻在逆境中的能力是育种工作者的一项重要工作，而完成这项工作就需要育种专家们从数量庞大的种子中不断筛选比对，从水稻的4万多个基因中不断筛选优良基因，让种子在更高纬度、更高海拔、更干旱地区也能得到更高产量。
李自超教授在近期接受央视采访时说：“水稻作为我国主要的粮食作物之一，对于光、温、水分等生长要素要求非常严格，想要让种在每一片土地里的水稻稳产增产，就必须让水稻有针对性地克服不同环境的影响。我们科学家的使命就是解决这种难点，我们实验每一个重要的成果突破都是经过若干年甚至十余年的研究，我们年复一年地做这些工作，每年都能看到新的希望，每年都在进步，这是我们乐意做的事情。”
南繁水稻的健康生长也离不开种植者的努力，施肥、打药、防蛇鼠，一气呵成，为整个水稻中心的实验材料保驾护航。“水稻南繁，把地种好很重要”，这是孙先友老师常挂在嘴边的话，既是对自己工作的总结，也是对参与南繁工作学生的勉励。“海南地区冬春季节气候变化总是出其不意，加上田间生物种类较多，这就需要我们在田间管理的过程中及时做出调整”，孙先友告诉记者，“当然，这对于观察优良性状的稳定性以及发现新的遗传材料也是很好的机会。”
“道路是曲折的，但总体向上，不断寻找问题的解决办法”
小麦重要基因的挖掘常需要多代自交获得的重组自交系群体（RIL）进行图位克隆。但由于冬小麦的生长习性，需要经历一段时间的持续低温才能转入生殖生长阶段。通常在北方10月份播种，次年6月份才能收获。为了加速获得小麦RIL材料，科研工作者们在12月份带着在北方已经经历两个多月低温的小麦飞到海南，种在三亚试验田，一般2月份就能收获到种子，之后再进行人工春化，又能在当年再次种植一代，这加快后续工作的开展。小麦团队在三亚开展实验室工作，建立了成熟的遗传转化平台，通过对研究团队挖掘的优良基因进行遗传转化，这对于基因功能的研究至关重要。
小麦团队研究生张香宇说：“最初，在海南温室种植进行遗传转化的小麦材料时，总是出现不结实的现象，导致进展缓慢，之后我们找各种原因，重新调试，现在小麦受体材料长势良好，早已满足我们实验的需求。类似的事情还有很多，我们一桩一桩的解决，现在三亚的遗传转化平台已经顺利运转，看到一批一批的转化材料，我们感到很欣慰。道路是曲折的，但总体向上，不断寻找问题的解决办法、学会统筹安排等等这些都是我们必修的功课。”
“要不断挑选并剪取优良株系的薯苗”
海南三亚是最适宜种植甘薯的地方，甘薯在三亚常年可以3至4熟。甘薯是短日照的作物，不能在北方正常开花的甘薯在三亚可以自然开花，非常方便进行杂交育种，因为可以常年种植，也便于进行加代筛选。
何绍贞教授表示：“我们育种人9月中下旬完成甘薯田间筛选后，可以立即剪取筛选出来的优秀株系的薯苗带去三亚种植，到次年的1月份完成加代筛选，接着再挑选并剪取优良株系的薯苗种植，到5月份完成第2次加代筛选，筛选到的优异株系的薯苗直接带回北方继续种植筛选，免去了每年的育苗环节，使每年只能筛选1次加速为3次，而且由于同时在北京和海南进行筛选，使最终培育的甘薯新品种具有更广的地域适应性。”
“大豆南飞，秋华春实”
由于南繁大豆生长期短，播种、采样、鉴定、收获这些环节在南繁时紧紧压缩在一起，自12月份开始，孙连军教授和他的研究生们便进入繁忙“采菽”阶段。面对“大豆对温度的适应性如何形成”这一重要的科学问题，面向海南大豆生产实际，研究者们从大豆基因组、根际微生物两个方向开展工作。通过全基因组关联分析完成大豆耐热相关遗传位点的整体遗传解析，并从不同品种耐热性差异作为切入点，通过多组学测序等技术手段，绘制大豆microRNA表达谱、DNA甲基化差异图谱和关键组蛋白修饰图谱，探索遗传调控与高温的关系及交互作用，分析大豆发育过程中响应热胁迫积累的表观遗传变异，加快评价、选择、驯化大豆耐热性种质增加新的理论维度，为快速培育热带大豆新品种奠定理论基础。
“大豆南飞，秋华春实，一粒好的大豆种子快速产出，不仅需要好的实验设计，而且还需要全程伺候，崖州科技城种子实验室帮了大忙，顺利实现田间采样、室内鉴定、及时出结果，显著提高了工作效率。”大豆研究者们如是说。
“棉花种植，桩桩件件都是细致活”
得天独厚的气候条件，使海南成为棉花南繁加代育种的天堂，不是产棉地的海南，却掌握着中国棉花的“基因密码”。在三亚市吉阳区吉阳镇荔枝沟师部农场南繁基地，棉花枝繁叶茂，雪白的、粉红的小花灵动地飞舞，生机勃勃。海南棉花南繁基地的驻扎学生张逸凡说：“每年他们都会把10月份收货的棉花育种材料送到海南这个大温室进行加代，加速育种进程，以尽快获得可用于科学研究的纯合育种材料。为保证育种材料的纯度，每天早上7点前就要下地工作，将含苞待放的小花用夹子一个个夹紧，避免附近材料花粉的污染，同时还要做好杂草和病虫害防控等田间管理工作。目前棉花正处于花铃期，需要频繁地调查繁种材料的生长发育进程，记录不用材料的生长表型差异。”张逸凡告诉记者，他们正通过抗性筛选、分子鉴定以及分子杂交等技术，创造出一系列抗旱、耐盐且综合性状优异的棉花新材料。
“今年是我第二年参与棉花南繁工作，在南繁的过程中，我对于南繁精神 ‘以苦为乐、甘于奉献、崇尚科学、求实创新’，有了更深层次的体会。从种到收，南繁的田间工作虽然不复杂，但桩桩件件都是细致活, 要做好一只‘南繁候鸟’，需要沉心静气，耐得住寂寞，一步一步踏踏实实的走下来。”研究生李彬滨如是说。
2022年4月，习近平总书记在海南省三亚市崖州湾种子实验室考察调研时强调：“只有用自己的手攥紧中国种子，才能端稳中国饭碗，才能实现粮食安全。”农学院科研工作者们一直为此努力奋斗，常年奋战在南繁育种一线，用自己的实际行动书写着南繁故事，践行着南繁精神，也是在书写国计民生，践行强国使命。这一个个动人的南繁故事承载着无私奉献、勇于创新、百折不挠的精神。一代代农学人集体协作、接续奋斗，为中国的种子事业奉献了自己的聪明才智和辛勤汗水。
来源 | 农学院
编辑｜汪思瑶
责编｜于哲 姜萍萍 勾琳萱 张梓瑜 郑诗盈
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