摘要:从堵纯信“用脚丈量希望”选育出郑单958,奠定河南省农科院在玉米育种界的地位,到鲁晓民接过接力棒,将抗逆基因注入郑单819的“强健体魄”,四代育种人将中国种业的传承与革新刻进每一粒金黄。前者以一把尺子一杆秤托起“黄金神话”,后者用分子标记、单倍体技术锻造“抗灾
从堵纯信“用脚丈量希望”选育出郑单958,奠定河南省农科院在玉米育种界的地位,到鲁晓民接过接力棒,将抗逆基因注入郑单819的“强健体魄”,四代育种人将中国种业的传承与革新刻进每一粒金黄。前者以一把尺子一杆秤托起“黄金神话”,后者用分子标记、单倍体技术锻造“抗灾盾牌”,变的是从经验直觉到智能育种的跨越,不变的是“把论文写在大地上”的赤诚。
“一把尺子一杆秤,用脚踢,用眼瞪”
在河南省农科院粮食作物研究所的海南南繁试验基地,鲁晓民身后的铁架子上挂满了成串晾晒的玉米穗,地上堆着满是分装的籽粒。他望着不远处分装玉米的团队成员,深情讲述着老一辈育种人的传奇故事。上世纪九十年代前,“玉米育种没有实验室,全是大田,一把尺子一杆称,用脚踢,用眼瞪,”鲁晓民回忆,当时的科研人员用最朴素的火眼金睛和丰富的育种经验筛选良种。正是靠着这样的传统育种方法,铸就了堵纯信老先生在1996年选育出郑单958的辉煌——这个品种连续19年稳居全国种植面积榜首,不仅让河南省农科院在玉米育种界声名远扬,更在广袤的黄土地上播撒出“黄金神话”。
“从堵纯信老先生开始,到我这一代已经经历了4任,”鲁晓民自豪地介绍,“不管是育种基地的建设,还是育种人才的培养,经过几代人的努力,取得了巨大的进步。”目前,团队已将育种版图扩展到郑州、三亚两地180亩的繁育基地。当年“四五杆枪”的小队伍,也已壮大成26人的专业团队,成功培育出15个国家审定品种、40余个省级品种,包括郑58、郑8713、郑D7325等优良自交系,获国家科技进步奖3项、省级科技进步奖9项等荣誉。
如今,实验室的基因图谱代替了过去的杆秤,生物技术让育种人能够精准定位优良基因。“如果没有南繁加代的话,我们以前选出一个纯自交系,至少得需要8年,”鲁晓民感慨,“有了南繁,需要四年,如果有单倍体技术的话,可能只需要2年,再加上生物技术的加持,选育更精准高效。”技术的革新让育种工作更加高效,但无论技术如何发展,那些装在麻袋里的玉米籽粒依然要经过田间风雨的考验——就像育种人代代相传的坚守,既仰望星空,又脚踏实地。
南繁热土催生“绿色”硕果
在基地的一隅,有两株玉米格外引人注目:一株呈浅紫色,一株则为鲜绿色。负责单倍体育种工作的副研究员郭书磊,轻轻捻着花粉,娓娓道来:“这两株都是我们精心选育的品种。紫色那株,抗倒伏能力尤为出众;绿色那株,诱导率更是高出一筹。”凭借单倍体技术的助力,团队成功孕育出了郑单819、郑单111等一系列品质卓越的玉米品种。
近年来,黄淮海地区玉米锈病频发,尤其是2021与2023年的大爆发给玉米生产带来了巨大的冲击。当其他玉米品种叶片枯黄卷曲时,郑单819却以挺拔的姿态傲立田间。这个中抗六种病害(中抗镰孢茎腐病、小斑病、镰孢穗腐病、弯孢霉叶斑病、瘤黑粉病、南方锈病)的“绿色玉米”,正是团队多目标性状协同改良的结晶。2024年的测产数据也很令人振奋,郑单819亩产突破920.77公斤,其抗旱耐高温的特质,使得穗头饱满无秃尖,淀粉含量超过75%,兼具粮食与饲料的双重价值。
与郭书磊搭档的宋迎辉博士,则肩负着团队明年90多个组合的试验重任。他的培育方向明确而坚定:在保证产量的基础上,增强抗倒性、改良抗病性、改善品种,以满足市场的多元化需求,减少农药的使用量,助力农民实现增产增收。
“伸手摸到稍,低手摸到腰”
“伸手摸到稍,低手摸到腰”精炼的语句也道出了我国玉米育种的新方向。团队正将目标锁定在株高2-2.5米的矮杆品种上。鲁晓民坦言:“要助力提单产,靠啥?靠合理的将密度增加到5000-5500株/亩!密度上去了,肥水跟上了,同时株高、穗位也上去了,风险也就增加了。强壮的根系、合理的降低株高,培育矮杆耐密植、抗逆性强的品种是保障单产能力提升的关键。”围绕矮杆、抗逆、耐密、宜机收的育种目标,团队经过不懈努力,选育出了郑单111、共庆608、鼎玉102等优异组合参加了国家试验。这些品种株高2.5米左右,穗位在80-90公分,5000-5500的种植密度,结实性好,为玉米品种更新换代注入新的活力。
河南,这片被高温、洪涝、病害等自然逆境环绕的“育种练兵场”,见证了无数种子的成长与蜕变。只有那些能够经受住多重考验的品种,才能在全国范围内生根发芽。“为啥河南的出的大单品多,品种能走向全国?不仅仅是河南育种人勤奋踏实,更重要的是河南这片热土饱经了苦难风霜,孕育了精神,积淀了传承,更承载了历史的厚重和种业的希望。”鲁晓民打趣道,“年年希望、年年失望,屡战屡败、屡败屡战,好品种都是在地里磨炼和摔打出来的!”这句话道出了育种人的艰辛与坚持,也彰显了他们对育种事业的热爱与执着。
“吃饱没问题,但我们还想吃好”
中国以全球9%的耕地养活了世界近20%的人口,水稻、小麦两大口粮自给率持续稳定在95%以上,为国家粮食安全奠定了坚实的基础。然而,在“吃饱”已成底线的今天,人们“吃好”的愿望正推动粮食安全向更高层次升级。作为饲料占比80%以上的关键作物,玉米产量牵动着从“吃得饱”向“吃得好”转型的命脉。然而,当前我国玉米的单产水平仅为美国的60%,种业“卡脖子”的风险暗流涌动。历史教训告诉我们,种质资源的保护与创新关乎农业命脉,一旦流失,将给国家带来不可估量的损失。因此,“农业芯片”的自主可控,是时代赋予我们的神圣使命。
“吃饱目前没有太大问题,但是我们还想吃好、吃健康。”鲁晓民的话语中透露出对美好生活的向往,“从玉米来讲,也是物种驯化在我国取得了比较成功的案例。但与美国相比,我们还有至少40%的发展提升空间,是粮食增产千亿斤的重要保障,也是畜牧业肉蛋奶能量和营养的健康保障。”
在这场关乎未来的攻坚战中,科技的力量正在重塑作物与土地的对话。从美洲到中国,玉米跨越千山万里的驯化史被赋予了新的内涵。鲁晓民团队深谙“橘生淮南”的道理,每年组配近2万份材料,在南繁基地加速育种进程,在多生态区反复验证抗逆性,力求培育出高产稳产、优质抗逆新品种。实验室的基因解析与田间的抗逆试验相得益彰,共同为“吃得好、吃健康”奠定了坚实基础。
“未来,我希望智能化育种”
在南繁试验基地,鲁晓民弯腰抚过沉甸甸的玉米穗,偶尔轻巧地掰下一根,一分为二,向记者细致展示着玉米横截面的细腻纹理与饱满的穗粒。指尖传递的触感或许依旧熟悉,但脚下的土地正经历者前所未有的科技变革。曾几何时,“看天吃饭,徒步选种”是育种领域的金科玉律,老一辈育种家用双脚丈量土地,用肉眼辨识千差万别的株型穗型,将经验凝结为“谁与谁能缔造佳偶”的独到见解。
“我最早开始从事育种的时候,就是天天泡在地里,导师说,要多下地,多认材料,坐实验室是选不出品种的。”鲁晓民回忆,“现在技术发展迅猛,转基因、基因编辑、全基因组选择、合成生物等现代生物技术促进着育种从2.0时代向4.0、5.0迈进,数字化、信息化、智能化是新质生产力,也是育种的未来。我们这一代人一直在接受新生的技术,只能不断学习、不断进步,要不跟不上了。
国家力推的新质生产力战略,为这场农业科技革命按下加速键。传统育种追求“量”的积累,如亩产增加几十公斤、抗性提升几个百分点,但基因编辑、人工智能等技术的突破,正在重新定义育种的“质变”内涵。
“通过基础研究的提升促进应用研究的进步,相辅相成,逐步揭开玉米基因的神秘面纱,这是一项漫长而艰巨的任务。”鲁晓民坚定地说,“但社会在进步,技术在发展,我们必须在传统基础上寻求质的突破,解决大田难以攻克的难题。”
展望未来,鲁晓民满怀期待地憧憬着智能化育种时代的到来。“将玉米的表型特征,诸如株高、穗位、叶长、叶宽、容重、品质等,以及其基因型奥秘,如哪些基因调控容重、决定品质等,哪些基因互作能够有更好的杂种优势,悉数洞察无遗,甚至机器人可以帮我们授粉、去雄、选种,替代高温的暴晒。作为科研人员,我们应具备开放的心态,勇于拥抱新事物,敢于创新。”
傍晚时分,试验田里季风悠悠拂面,鲁晓民轻轻抚摸挺拔的玉米杆。远远望去,60亩育种田里密布着编号不同的玉米品系,像等待检阅的士兵方阵。这位与玉米打了20多年交道的育种专家,正带领团队在“农业芯片”的研发之路上破浪前行。
来源:农资宝典