打好种业翻身仗·山东探索创新 | 登海种业摒弃“拿来主义”,精确培育182个玉米品种
The following article is from 农村大众报 Author 姬飞燕 陈建志
登海种业七次创造我国夏玉米单产最高纪录,两次创造世界夏玉米单产最高纪录。
从100多公斤到421公斤,49年来我国玉米亩产提高了300多公斤。亩产突飞猛进,种子是基础,玉米育种单位发挥了巨大作用。作为我国玉米种业领军企业,山东登海种业股份有限公司(以下简称“登海种业”)功不可没。
多年来,登海种业利用高新技术,在种质资源创制、精确育种方面冲锋在前,选育出182个具有自主知识产权的优良品种,为玉米丰产丰收,保障我国粮食安全作出了突出贡献。
摒弃模仿性育种、修饰性改良,每年投入巨额资金搞创新
在登海种业会议室,董事长王龙祥告诉大众报业·农村大众记者,“种子企业小而多、小而散,原始创新能力不强,种质资源依靠从国外引进,市场上种子同质化严重,这些都是我国被‘卡脖子’的主要原因。荣誉董事长李登海曾多次告诉我们,打好种业翻身仗,关键在于解决种源‘卡脖子’问题。突破‘卡脖子’问题,关键在于创新!”
玉米新品种研发周期长、投入大,是个烧钱的活儿。由于资金不足,一些企业所谓的新品种研发,不过是简单的模仿性育种或修饰性改良。同质化严重,导致品种缺乏竞争力,从而引发了玉米种子企业的另一个问题:库存种子数量大,严重过剩。
登海种业博览中心
“如果育种企业都奉行拿来主义,不搞创新,行业将会止步不前。”王龙祥说,登海种业每年科研投入占营业收入的8%以上。2020年,投入研发资金8000万元以上,18个玉米品种通过了国审。“我们每创制一个新的种质资源,每选育一个新的品种,都是创新成果,其新颖性有别于国内其它品种。”
时间回溯到49年前,一份《中国农业专家赴美国考察的报告》让23岁的李登海如芒在背,夜不能寐。当时,我国玉米亩产仅有100多公斤,而美国先锋种业却创了亩产1250公斤的美国春玉米最高纪录。
从那时起,李登海就暗暗下决心:开创中国玉米高产道路、赶超世界先进水平。49年来,这个宏愿激励着他和他的团队攻坚克难,不断创新。
虽然已经72岁,但李登海坚持奋斗在育种一线
1979年,在莱州,专家实打测产,李登海育成的玉米品种“掖单2号”“掖单3号”,亩产分别达到776.9公斤、774.9公斤。这是我国夏玉米亩产首次超过750公斤,实现了重大突破。这也是我国首次发现紧凑型玉米杂交种的高产能力,找到了我国玉米高产的发展方向。
从1972年至今,登海种业育种创新团队7次创造我国夏玉米单产最高纪录,两次创世界夏玉米单产最高纪录,一次创我国春玉米高产纪录。目前,登海种业仍然是世界夏玉米高产纪录的保持者。
凭借南繁加代、单倍体育种技术,每年自主创制育种材料上万份
种质资源是选育玉米新品种的“芯片”。只有拥有丰富的种质资源,才“有米下锅”,从中选材组配,选育出更多具有市场竞争力的玉米新品种。
7月7日,正值小暑。早上5点,许多人仍在酣睡。但登海种业玉米试验基地,已迎来一群辛勤的工作者。由于夏季日光大棚内温度太高,登海种业玉米研究所的20位科研人员,每天早上5点来上班,一直干到中午12点,避开下午一两点的高温期,3点接茬继续干,一直干到傍晚7点多,光线差了才回家。
登海种业高产玉米试验田
“今年,我们所的任务很艰巨。依照育种目标设计,需要自主创新培育上万份高代定型种质材料,即性状稳定的纯合自交系,以备组配选育新组合。”在等待授粉的玉米田边,登海种业玉米研究所副所长张明,向记者介绍了玉米新品种选育的复杂与艰辛。
“玉米新品种的选育,就像孕育一个小生命。首先,我们需要给小生命找一对拥有优良基因组的父亲和母亲。”张明形象地解释说,高代种质资源就是孕育小生命的父亲和母亲。这对父母亲得来不易,需要各自的原始种质材料自交8代以上才能达到基因纯合、遗传性状稳定。而小生命的诞生,还需要科研人员对这些父母亲进行有目的有计划地组配,并经过测试、筛选,直到小生命性状稳定。
登海种业玉米研究所所长姜卫娟带领记者一行参观公司最早建立的试验场
“如果按常规育种,一个新品种的育成,一般需要六七年时间。但是通过南繁和温室加代,我们两三年就可以培育出一个新品种。” 张明介绍,玉米生育期一般为90-120天, 每年9月,他们会到位于海南三亚的南繁育种科研基地播种一季,11月收获后,接着再播种一季。来年2月他们播下第三季,5月收获后,带着海南繁育的种子赶紧返回莱州,正好赶上夏播。这样一年可繁殖4到5代。通过不停地种和收,从而缩短了玉米育种周期。
张明正在给玉米授粉
张明告诉记者,现在他们每年能自主创新获得上万个性状稳定的高代玉米种质资源。取得这样的成果,除南繁和温室加代外,还有一个“诀窍”,就是采用单倍体育种技术。
单倍体育种技术有多强?张明以玉米地方品种为例作了介绍。
一般来说,玉米地方品种适应性强、抗逆性好、遗传多样。但作为育种材料来讲,地方品种的利用率并不高。这是因为原始农家品种基因往往是高度杂合的,遗传性状极不稳定,很难直接鉴定评价,应用在育种上。
登海种业玉米研究所试验场内的已授好粉的玉米植株
“这样的地方品种,如果想纯合到父母代当亲本用,采用常规育种技术,需要自交8代以上才行。而通过单倍体育种技术,一年就能得到纯合的自交系,而且,地方品种可以诱导出一系列DH系。DH系就是由单倍体加倍获得的双单倍体。DH系可以充分体现每个地方品种的多样性,可直接用于育种,用于优良杂交种的组配,大大缩短育种时间,使好的品种能够尽快投入到生产中来。”张明比喻说,单倍体育种技术,好似是育种上的“高铁技术”。
借助单倍体育种技术,登海种业已获得了一批拥有高抗倒伏、抗茎腐病、抗大小斑病等突出特性的优异DH系,为进一步发掘地方品种的优异基因奠定了良好的材料基础,拓宽了我国玉米育种种质基础,保证了玉米育种“有米可炊”。
确立选育方向育种、坚持育繁推一体化,选育出182个具有自主知识产权的品种
过去,在我国种业界育、繁、推脱节,农业科研院校搞科研,良种场搞良种繁育,推广部门搞推广,种子公司搞大田繁种制种和销售,各自为政,各行其是,影响科研成果的转化。
“育繁推一体化,是解决种子研发与市场脱节现象的重要途径,能够在科研院所、分销企业与农户间形成畅通的市场流通通道,促进种业研发与市场的密切联系。这一点,李院长(1993年,莱州市农业科学院成立,李登海任院长。对李登海的这个称谓一直延续到现在)带领登海种业,走在了全国前列,进行了成功探索。”登海种业总经理颜理想说。
登海种业总经理颜理想向记者一行介绍企业发展史
1985年,李登海在全国创建我国第一个民营的产业化试验站,比原农业部1995年提出“育繁推一体化”种企整整早了10年。自2003年起,登海种业累计投资11亿元,率先引进国际最先进的种子加工流水线,每年加工高质量可单粒播玉米种子6万吨以上,推进了一体化。
“精确设计,紧凑型高产品种的选育与推广,受到广大种植户的青睐。就拿登海605来说,由于黄淮海地区玉米病害多发,而登海605的抗性显著强于其他品种,每年仅在黄淮海地区就推广1000万亩以上。截至目前,这个品种已累计推广超过1亿亩。”颜理想说。
我国玉米生产区域分布广阔,玉米带纵跨寒温带、暖温带、亚热带和热带生态区,分布在低地平原、丘陵和高原山区等不同自然条件下。
任何优良品种都有其适宜的种植区域。“根据我国不同的玉米生态区,每年李院长都会统筹安排,进行顶层设计,确定选育什么类型的新品种。”颜理想表示,不管你是哪个区域的种植户,182个已经育成的登海玉米品种,以及后续源源不断推出的新品种,总有一个适合你。
“目前,世界上春玉米最高单产已达2500多公斤,夏玉米最高单产是登海种业创造的1402.86公斤。李院长和所有登海人的愿望就是,继续解决中国人多地少需要进一步提高单产的难题,让中国的玉米单产不断提升。为了实现这一愿望,我们将在自主创新的道路上继续走下去。”颜理想说。
大众报业·农村大众记者 姬飞燕 陈建志
通讯员 周新国
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