三亚崖州区坝头南繁基地田间地头的仪器设备林立。 王晓斌 摄
当地村民口中,坝头南繁基地有一个简短的名字——“三千斤”。上周,“三千斤”迎来又一次测产,晚造水稻平均亩产671.6公斤。加上早造水稻平均亩产910.0公斤,双季稻亩产超过了1500公斤。
彭军在崖州湾科技城的实验室里工作。为了提高利用率,科技城搭建了一个大型仪器设备共享平台。 王晓斌 摄“‘水稻双季亩产三千斤’是袁隆平院士生前力推的项目,目的是通过可推广的技术措施,挖掘和展现水稻的高产潜能。”海南大学三亚南繁研究院常务副院长杨小锋说,基地连续两年达成双季亩产三千斤目标,意味着袁老生前安排的最后一个实验项目圆满完成。
“除了开展‘三千斤’项目,基地还为中国农业大学(下称“中国农大”)、南京农业大学等十多家科研单位提供服务。他们每年入秋来这里开展水稻、玉米、大豆、牧草等南繁工作。”杨小锋说,水稻收割完成后,“三千斤”将为冬春季节的南繁育种做准备。
隆平生物研发的“隆平”系列产品与其他品种的对照。 王晓斌 摄海南冬春时节的光热条件适合农作物加代育种。每年全国各地秋收后,近30个省份800多家科研院所、高校及企业的数以万计农业科技专家,来海南从事南繁育种制种工作。南繁基地由此被称为中国新品种选育的“孵化器”和“加速器”,保障农业生产用种的“调节库”和种子质量天然的“鉴定室”。
“山东秋收完来三亚下种,到来年4月收获两季后,再回到山东继续播种。”邓伟强是登海种业南繁“打前站”工作负责人。今年因为三亚降雨等因素,玉米播种延迟,为抢回时间,邓伟强和同事们用“洗苗”的方式,将五、六百个品种的玉米秧苗“洗”到了苗床。
10月北方一些地区玉米秋收时,海南三亚南繁地里的玉米处于苗期阶段。 王晓斌 摄几十年候鸟般的南繁工作,邓伟强等南繁人积累了充分的经验来应对台风、旱涝、寒潮等天气状况,也亲历南繁生活条件、育种方法的巨大改变。“早年翻地整地找不到车,我们从山东托运几台农机车来。现在一个电话,立马人车就到地里。”邓伟强说,过去靠扩大面积多种材料来选育良种,现在团队利用玉米单倍体育种、分子标记辅助育种等技术手段,大大提升了育种效率。
近年来,乘着自由贸易港建设东风,围绕粮食稳产高产、种业突破创新,海南加快南繁科研配套服务区建设,构建集科研、生产、销售、科技交流、成果转化为一体服务全国的“育繁推服”种业全链条。
为抢回降雨等因素延误的时间,海南三亚,南繁人用“洗苗”的方式,将玉米秧苗“洗”到了苗床。 王晓斌 摄以海南自贸港重点园区三亚崖州湾科技城为核心,“南繁硅谷”在海南轮廓初现。
当前,中国种业由表型选择时代朝分子育种时代、设计育种时代迈进,崖州湾科技城诞生的首批企业隆平生物技术(海南)有限公司(简称“隆平生物”)争做领军者。
三亚崖州区坝头南繁基地,收割完水稻后,这片田地将为新一轮冬春南繁季做准备。 王晓斌 摄“我们使用手机时,手指划划点点很简单,背后的芯片设计制造却是极为复杂。现代育种手段也是一样。”隆平生物总经理吕玉平介绍,秉承袁老“奋斗不息,创新不止”的教诲,该公司聚焦玉米、大豆等主要农作物,进行精准生物育种及植物合成生物学产品研发。目前已建成分子生物学、遗传转化、性状分析及一年四代回交等研发技术平台。
借助自建的研发平台,该公司在玉米生物育种等方面取得诸多进展,获得了20余项专利。“我们的技术突破瓶颈在国际上处于领先梯队。”吕玉平说,市场对此报以认可,“从三年前的一千万元初始创业资金开始,公司完成多轮融资,引进了多个战略股东,目前估值逾30亿元。”
隆平生物的一间实验室里,科研人员在头顶的白板上画了一对兔耳,使严肃的科研工作变得俏皮而温馨。 王晓斌 摄崖州湾科技城成为种业科研和创业的热土。以隆平生物为代表,三年来从无到有、从少到多,目前有300多家农业企业入驻园区。同步纷纷入驻的涉农科研院所和高校,为企业提供了亟需的人才和科技支撑。
从候鸟般开展南繁工作到常驻三亚,中国农业科学院国家南繁研究院院长、海南省崖州湾种子实验室副主任彭军见证并参与该院两年多来的实体化建设,成果包括农业农村部基因编辑创新利用重点实验室(海南)揭牌成立,国家野生稻种质资源圃一期基本建成,中国农科院南繁研究院“作物表型组学研究”“野生作物种质资源保护与利用”等9个创新团队入驻。
建设中的三亚崖州湾科技城(摄于2022年4月)。 吕超 摄“二十大报告中指出‘全方位夯实粮食安全根基’‘确保中国人的饭碗牢牢端在自己手中’。作为一名农业科技工作者,我感到莫大的鼓舞和鞭策。”彭军说,二十大报告提出,加快实施创新驱动发展战略,这正是崖州湾科研工作者努力的方向。
朝着这个方向,海南省协同全国20家科研院所、高校和企业,在崖州湾科技城搭建种子实验室,协同攻关种业的关键核心技术。目前,有26个院士团队落地科技城开展科研工作,园区在培硕、博研究生2千多名。
中国农大三亚研究院博士孙茜是其中之一。在今年6月举办的2022年首届“崖州湾杯”科技创新大赛上,孙茜带领一个跨学校、跨专业、跨研究领域的团队,凭借“基因工程改造玉米蛋白质”项目夺得大赛一等奖。孙茜表示,团队获奖离不开该院引导资金项目和崖州湾种子实验室“揭榜挂帅”项目的资金支持,离不开崖州湾科技城提供先进的实验设备和良好的实验环境。(完)
36项关乎农业农村发展的重大科学命题发布****** 光明网讯(记者宋雅娟)“突破性作物新品种培育的遗传学基础”“农作物数字化育种技术创新与体系创建”“重大作物病害新靶标发掘与绿色农药创制”……在12月16日举办的2022中国农业农村科技发展高峰论坛暨中国现代农业发展论坛上,中国农学会公开发布了36条农业农村重大科学命题。 本次发布的科学命题,经业内权威专家从前瞻性、全局性、产业发展紧迫性、科学规范性等维度开展多轮次咨询、多视角凝练、多领域适配后产生,学科领域丰富多样,涵盖农学、植保、园艺、土化、畜牧、水产等多个领域。 这些科学命题体现了战略性、基础性、前沿性、交叉性,聚焦国家战略科技力量和战略性新兴产业;关注生物育种、基因编辑、生物安全等重点领域的基础研究问题、颠覆性及关键核心技术;涵盖品种、农机、植保、防灾等关键环节。 据悉,开展科学命题的凝练发布旨在为提升农业农村科技创新有效性、针对性、适配性和前瞻性,引领科技创新趋势和科研攻关方向,破解农业农村发展科技瓶颈。 1.粮豆产能提升和复合种植的生物学基础与生态效应 基于“稳粮增豆”粮豆复合种植的科学需求,创新选育抗豆类除草剂粮作品种,研发配套关键技术和机械,组织生态适应性研究,构建高效育种和示范推广体系。 2.育种导向的农作物重要基因挖掘与新种质创制 基于农作物种业转型升级对重要基因和新种质的需求,利用多个育种群体,在目标环境下开展多年、多点、多组学测试,构建育种大数据,在育种过程中高通量挖掘关键基因,创制和筛选优良新种质。 3.农作物杂优群与杂种优势形成机理解析 剖析我国主要农作物杂种优势群的形成和改良规律,阐明杂种优势形成的遗传和分子机理,建立不同作物杂种优势的预测模型,促进强优势农作物杂交种的分子设计和培育。 4.突破性作物新品种培育的遗传学基础 大规模挖掘优异新基因并解析其遗传调控的分子网络,破解重大品种的底盘遗传基础,提升定向设计育种的工作效率和效果。 5.氮高效利用的遗传基础与调控网络 加强作物氮高效利用的遗传基础研究,培育高产和氮高效协同改良的新品种,在减少氮肥投入的情况下持续提高作物产量。 6.农作物数字化育种技术创新与体系创建 利用智慧农业工具,开展数字育种技术创新及配套体系创建,升级打造农作物精准育种平台,加速推进我国进入智能设计育种4.0时代。 7.作物品质性状形成的遗传学基础与调控网络 运用遗传学、组学、生物信息学和合成生物学等先进技术,阐明作物品质复杂性状的遗传学基础,解析分子调控网络,为创制优质种源、增进全民健康奠定基础。 8.作物高光效的分子基础 阐明主要作物中光合机器发育、调控、延寿及抗逆的分子机理,揭示植物光保护、光呼吸的新机制,破解作物光合效率与环境的互作机制,构建作物高光效的调控网络,奠定主要农作物高产育种的重要基础。 9.热带作物产量与品质协同调控机制 以橡胶树、香蕉、木薯等重要热带作物为研究对象,挖掘调控产量和品质形成的关键基因,阐明产量和品质性状之间的互作调控网络,揭示复杂性状的遗传演化机制,为创制高产优质新种质奠定基础。 10.农业合成生物学育种技术 通过对优良性状的解析制定多基因表达调控的环路设计方案,整合不同优良性状的调控网络和互作机制,完善多基因、大片段与染色体水平的基因操作等底盘技术,对优化的目标性状组合进行设计合成,最终实现设计育种的目标。 11.园艺作物重要育种价值的基因挖掘与种质创制 挖掘有重要育种价值的园艺作物基因,并用于创制新种质,选育具有自主知识产权的优异品种,促进园艺产业打赢种业翻身仗、保障周年供应、实现高质量发展。 12.园艺作物响应设施逆境和连作障碍的分子基础 聚焦克服设施逆境和连作障碍的需求,解析园艺作物响应设施逆境和连作障碍的关键基因调控网络及分子机制,奠定园艺作物品种基因改良和绿色环控技术研发的理论基础。 13.园艺作物嫁接愈合机制与智能控制 研究接穗-砧木嫁接亲和/排斥互作机制,鉴定决定愈合及后期表型关键基因,量化嫁接愈合进程温、光、水、肥环境管理参数,筛选优良砧木品种,创建愈合期多元综合感知与控制系统。 14.害虫免疫系统调控及免疫抑制剂创制 解析害虫免疫调控机制,开发靶向抑制害虫免疫系统的新型农药,提升杀虫效率,减少杀虫剂使用,促进农业绿色可持续发展。 15.重大作物病害新靶标发掘与绿色农药创制 挖掘原创性分子靶标,创新分子设计技术,创制高效、低风险的绿色农药,加强产业化及应用推广,持续提升病害防控效能。 16.重大跨境迁飞性害虫群聚灾变机制与精准预警 解析重大害虫跨境迁移规律及群聚成灾机制,创新智能化监测预警系统及区域性绿色防控技术,实现迁飞性害虫精准预警及科学防控。 17.盐碱地“以种适地”生物学基础与潜力提升 选育耐盐碱植物,筛选噬盐微生物,突破改良共性技术和水肥个性关键技术,创制改土新材料新装备,形成以种适生作物生物学基础与潜力提升的解决方案。 18.土壤碳汇与耕地质量提升 探索构建不同区域高产农田土壤腐植酸组分含量与比例指标体系,利用秸秆高效转化黄、棕、黑腐植酸技术,快速增加土壤有机碳,提升耕地地力。 19.耕作制度精准区划与边际土地优化利用 创建集食物丰产、优质和资源持续利用于一体的耕作制度区划新方法,制定耕作制度精准区划,优化边际土地利用,提升食物产能。 20.畜禽智能表型组与基因组育种 开展大规模、智能化、高精度表型测定,结合创新基因组检测与分型技术,实现基因组精准选种选配,促进畜禽新品种培育与配套系选育。 21.畜禽动态营养供给精准评估与调控 根据畜禽遗传背景、生长阶段、生理状态、养殖规模的不同构建其动态营养需求模型,采用AI影像评估畜禽营养状态,通过智能饲喂技术等进行精准营养与调控,提升畜禽饲料利用效率。 22.地方畜禽优异性状遗传基础与环境互作 建立适于地方畜禽遗传资源抗逆表型鉴定评价方法,阐明抗逆表型形成中遗传与环境因素互作关系,促进地方畜禽遗传资源的保护与利用。 23.节粮高繁畜禽种质资源创制和培育 充分发掘调控畜禽的生长速度、饲料转化利用与代谢、繁殖性能相关的分子机制与关键基因,运用前沿的育种技术手段,创制节粮高繁殖性能的畜禽新品种。 24.动物体细胞克隆和高效繁殖技术 创新应用动物体细胞克隆技术、活体采卵体外受精技术、同期发情超数排卵胚胎移植技术、单精注射技术等高效繁殖技术,加快优良个体的遗传资源利用,保护利用濒危种质资源和缩短育种进程。 25.重要动物疫病区域净化技术的集成创新 围绕养殖到屠宰全链条,系统集成风险识别和生物安全防控技术,建立动物疫病区域净化模式,保障畜牧业持续健康发展。 26.新发与重现动物致病与免疫机制 研究新发与重现动物疫病病原感染致病、病原拮抗或逃逸宿主天然免疫、病原的抗原结构及其诱导保护性免疫应答的分子机制,为疫病防控技术与产品的创新奠定理论基础。 27.水产优异种质资源全景图谱与新种质创制 创新计算生物学和前沿育种技术,开展水产优异种质资源精准鉴定,绘制种质表型和基因型全景图谱,创制突破性新种质,加快填补水产种业空白。 28.渔业碳汇形成机制与扩增途径 阐明渔业碳汇形成过程与机理,建立计量标准,创新扩增途径,推动渔业碳汇产品市场化交易实践。 29.水产优异种质资源多样性与演化机制 解析优异水产品种形成规律,挖掘一批优异新基因资源,创制更多的优异新种质,力争在遗传多样性规律解析、多组学数据整合、重大品种形成规律分析等方面取得新突破。 30.动植物表型性状信息高通量精准获取与智能解译 创制面向生命和生长环境信息的高精度传感器,建设人机协同的多尺度、多生境、多区域动植物数据信息采集体系,实现表型性状的高通量精准获取与智能解译,促进智慧农业发展。 31.土壤-机械-作物互作机制与智能农业装备 数字化表征农田作业系统土壤-机器-作物互作的力学行为和演变规律,创新多元异构互作信息的机载协同感知、实时在线监测和自适应调控技术,创立机器作业新原理、新方法和新机构,创制高性能智能农业装备,促进现代农业高质高效绿色发展。 32.农情信息感知、智能监测与智慧决策 创建高效的“天-空-地”一体化的农情信息感知系统,创新AI+大数据结合知识驱动的智能监测、智慧决策技术,推动农业生产迈入可感知、可定量、可计算、可调控和可预测的智慧生产阶段。 33.倍性操作与快速驯化技术 系统鉴定重要野生种、农家种、育成品种遗传与表型特征,挖掘农业生物种质资源在驯化和改良以及区域适应过程中的全景组学基础与多样性产生机制,建立杂交育种和单倍体育种以及多倍体育种的技术体系,大幅度缩短育种年限。 34.关键蛋白定向进化技术 建立作物基因定向进化的新方法,充分挖掘重要基因新等位型,突破现有种质资源限制,与理性设计相结合,实现根据生产需求人工“定制”优异性状,实现关键蛋白在分子水平的模拟自然进化,提供关键功能位点的人工进化新方法。 35.多基因叠加操作技术 开发针对微效多基因决定性状的多基因操作技术体系,挖掘与利用更多目标性状,克服目前单基因决定的性状发掘与利用的局限,提升其在种业创新应用中的价值。 36.农业干细胞育种技术 建立大家畜的多能性干细胞系,通过体外配子诱导分化,体外胚胎制备与基因组筛选相结合,突破体内发育的固有时间周期,极大缩短育种的世代间隔,加速育种进程,努力克服现有育种体系存在的固有世代间隔,特别是缩短大家畜世代间隔时间。 (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |