搭建高科技创新平台 培养高素质人才队伍 ——我院建成省内首家农作物快速育种实验室
为贯彻党中央、国务院关于“打赢种业翻身仗”、推进种业振兴的相关决策部署,全面落实种源“卡脖子”技术攻关的重要精神,把种源安全提升到事关国家安全的战略高度,实现种业科技自立自强、种源自主可控,开展种源关键核心技术攻关,扎实推进现代化高科技种质资源保护和创新基地及实验室建设。在中国科学院遗传发育生物学研究所张爱民教授和河北农大刘冬成教授的指导和帮助下,我院组建科研攻关团队,经过周密的前期调研和论证,多方筹资,在现有作物育种实验室的基础上进行改造,建成了省内首家农作物快速育种实验室,于2021年11月29日正式投入使用。
一、快速创新育种实验室的技术原理、技术优点及目的意义
常规杂交育种从亲本杂交到新品种审定,至少需要繁殖10-12个世代,导致作物育种的过程相当漫长。随着人口增多、耕地面积减少和人们对生活质量的追求不断提高,对作物育种效率提出了更高的要求,缩短作物育种周期、提高育种效率成为作物育种技术进步的大趋势。
1.技术原理。该实验室的核心技术是农作物快速加代育种技术。其技术原理是延长光照时间,缩短长日照(品种)作物的繁殖周期。
2.技术优点。该项技术可以有效解决传统育种技术中五大关键技术难题。一是将离体培养、理化调控和分子标记选择相得益彰的结合;二是使绝大部分育种工作改在室内进行,突破了时(季节)空(田地)限制,人为调控作物生长发育所需的光照、温度和水肥等环境因子,可随时随地配置杂交组合,操作方便,环境因素可控;三是能大幅度缩短农作物育种年限和种质资源扩繁年限,创新育种手段,提高作物种质资源保护能力和新品种选育效率;四是利用该技术可改造品种的数量也很大,每个研究人员可同时对30多个材料进行操作,平均每人每年可完成15个品种的改良工作;五是该技术具有广阔的应用前景和广泛用途,为高效利用麦类野生资源中的有益基因、快速利用已转入到或存在于小麦中的目标基因及创制遗传研究材料提供了有效手段。
3.应用进展。目前,作物快速育种技术已经在冬小麦、冬黑麦、冬油菜、蔬菜和豆类等多种作物品种的快速遗传改良等方面广泛应用。实现春小麦、硬质小麦、大麦、鹰嘴豆及豌豆 1 年 6 代、油菜 1 年 4 代的繁殖。
4.目的意义。该实验室的建成以及新技术的应用,能够充分发挥我院现有种质资源保护利用和育种的优势,通过改善种质资源保护繁殖和创新利用条件,及时保护古老、珍稀及濒临灭绝的植物资源,提升种质资源保存利用率、为优异种质资源创新和良种培育开辟了一条新途径。同时,为培养造就一支高素质年轻化的种质资源保护利用和创新育种科研队伍搭建了创新平台,必将推动我市农作物种质资源保护利用和地方特色新品种选育工作迈上新台阶。
二、目前开展的主要工作及进展
1.开展小麦品系加代快繁工作。对我院自主选育的12个冬小麦新品系进行快速加代。10月份已在人工培养箱完成一个月时间的小麦幼苗低温春化阶段。目前,小麦移栽至快速育种实验室进行快速加代培养,各项管理措施到位,麦苗长势良好。
2.快速扩繁今年征集的优异冬小麦种质资源和少量其他珍稀野生种植资源。快速繁殖今年错过播种期的冬小麦种质资源静宁1号、静宁10号等,扩繁今年征集到的优异种质资源,为2022年种质资源的保质保量提交做好准备工作。
3.开展小杂粮、蔬菜等不同作物快速加代试验研究。进行胡麻、油菜、高粱以及辣椒等作物快速加代预实验,探索小杂粮以及蔬菜等作物快速加代的最佳温度、光照和水肥条件。
三、下一步工作打算
1.广泛合作交流,开展新技术高水平小麦创新育种。与中国科学院、中国农业科学院、河北农业大学和西北农林科技大学合作开展小麦快速创新育种。利用矮化转基因植株,与当地适应性比较强、综合农艺性状表现优良的高杆冬小麦材料进行杂交,对F1代材料的表型考察,和高秆材料多次回交5-6代,之后自交1-2代,进而获得矮杆高产抗逆新品种,争取两年之内育成携带目标基因的矮杆高产小麦新品种。