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为麦铸“芯”——访河南省农科院研究员雷振生

放大字体  缩小字体 发布日期:2024-06-30  来源:《河南日报(农村版)》,6月27日  浏览次数:404
 

       无论是播种面积、单产、总产量,河南小麦均保持全国第一,总产量占全国小麦总产量的四分之一以上,是当之无愧的小麦第一省。

       6月24日,2023年度国家科学技术奖在京揭晓,河南省小麦产业技术体系首席专家、河南省农科院雷振生研究员主持完成的“小麦优质高产亲本材料创制与郑麦379等品种选育应用”项目,荣获国家科学技术进步奖二等奖。

       “小麦国奖”,来之不易。36年来,针对优质育种存在的技术不完善、优异亲本匮乏、优质品种产量偏低且加工适应性窄等技术难题,雷振生带领团队持续开展技术攻关,高产与优质同步改良、烘烤和蒸煮品质兼顾,在种质资源创制、育种技术创新、品种选育和产业化发展上,取得了一系列突破。

       种质创新 夯实育种基础

       小麦是我国主要粮食作物之一,黄淮南片麦区是第一大麦区,也是优质小麦主要适宜种植区。

       6月26日,在位于郑州市国基路与丰庆路交叉口的超市里,粮油货架上的面粉产品琳琅满目,面粉袋上标注的“强筋”“饺子专用粉”“烘焙专用粉”等字样清晰可见,消费者根据制作需求在挑选适合的面粉,不少消费者还懂得“强筋做面包,弱筋做饼干”。

       事实上,在相当长一段时间内,我省乃至全国优质小麦育种存在技术不完善、优异亲本匮乏、优质品种产量偏低且加工适应性窄等技术难题。

       “我们的优质小麦品种选育,是从20世纪80年代才开始,起步较晚。”雷振生说,面临的难题也很多。

       在普遍关注产量提升,实现“吃得饱”,以“量”为导向的当时,单是瞄准优质小麦品种选育,就需要超前的眼光。

       雷振生从前辈手中接过育种接力棒时,优质小麦便成为他的重要研究方向之一。

       选育优质小麦品种、实现“吃得好”,还面临“巧妇难为无米之炊”的困难。“选育优质小麦,最核心的亲本材料,当时非常匮乏。”雷振生说,与国外相比,我国优质小麦亲本材料少,更关键的是,无论是国外还是国内的优质材料,均是蛋白品质高的材料,缺少淀粉品质兼优的亲本材料。

       雷振生解释说,国外小麦面粉制品以面包为主,因而追求与烘烤品质相关的蛋白品质,但就我国而言,馒头、面条等才是绝对的“重头”,要考虑蒸煮品质。因此,仅考虑蛋白品质难以满足我国居民的需求。

       瞄准蛋白品质和淀粉品质的双提升,经过多年努力,雷振生团队创制出蛋白和淀粉品质兼优的育种亲本豫麦47等种质,为面包面条兼用品种改良提供了材料基础。

       目前,雷振生团队及其他育种单位利用创制的亲本及基因资源已育成70多个优质高产小麦新品种,豫麦47已成为我国面包面条兼用优质小麦育种的核心亲本。

       雷振生预测,以豫麦47为亲本选育的优质高产小麦品种,将会很快突破100个。

       技术创新 高效选育优质品种

       如果说豫麦47这一核心亲本的创制,让优质小麦品种选育实现了“有米”可用,那么育种技术的不断创新则是成为“巧妇”的关键。

       在从常规育种技术到生物育种技术的转变中,雷振生团队通过持续开发和优化蛋白和淀粉品质性状主效基因检测技术,结合烘焙与蒸煮品质全程递进式精准鉴定和产量、抗性并重选择,研创“优质与高产同步改良、烘焙与蒸煮品质兼顾”育种技术,较好解决了优质与高产难以协调、面包面条难以兼用的技术难题,为优质品种改良提供了技术支持。

       在常规育种条件下,无论是“观察”籽粒性状还是仪器测定,都建立在一定数量的样本基础上,准确性不足。

       “相对比较‘粗糙’,精准度不够,甚至有些情况下难以保证优良性状是否会遗传至下一代,受环境等各种因素的影响难以估计。”雷振生说。

       为了实现优质品种的高效准确选择,雷振生团队不断开发和优化小麦品质性状主效基因分子标记检测技术,在国际上首次开发出对面筋强度具有重要作用的Glu-B1位点5个Y类型高分子量麦谷蛋白亚基分子标记,品质优异基因的聚合更加准确高效;建立了高通量荧光分型的标记检测体系,实现了标记检测技术的迭代,由过去的日标记检测不足千份,到现在万份以上的突破;创建了基于面筋峰值仪的面筋品质早代快速检测技术,实现了蒸煮和烘焙品质的早代检测,提高了优质品种选择效率。

       一系列育种技术的创新,让品种选育的效率和准确性大大提高。雷振生团队先后培育出郑麦379、郑麦119、郑麦158、郑麦005等一系列优质品种。

       品种创新 找寻丰优平衡点

       优质强筋小麦郑麦379的选育,是雷振生团队开展小麦品种创新的一个代表。

       这个品种不简单:连续4年成为全国种植面积最大的优质小麦品种,是小麦第一省的“当家”品种,每年推广面积接近千万亩。

       2016年,郑麦379通过国审,当年河南夏粮总产量达693.2亿斤,逼近700亿斤“关口”。此后,河南夏粮总产量均稳定在700亿斤以上。

       产量攀升的背后,却有着尴尬的一面:2016年上半年,我国累计进口小麦177.535万吨,同比增长27.3%,其中河南上半年进口小麦近4万吨。

       “守着粮仓买洋粮”,凸显出小麦产业在供需方面的结构性失衡,这也对我省小麦生产提出了新要求。

       雷振生说,早些年,加工企业喜欢购买加麦、澳麦等,除了看重其优良稳定的品质外,价格优势也是关键。品质不过关,企业不愿意收购;优质不高产,农民种植意愿不足。这给中国优质专用小麦产业的发展带来了不少挑战。

       小麦生产陷入“优质不高产、高产不优质”的“魔咒”,急需从优良品种入手,改变现状。

       雷振生说:“实际上,从育种角度来看,品质和产量,其本身就是负相关关系。”

       高产和优质的矛盾,本身就存在。这也是不少优质品种难以大面积推广、产业化发展慢的原因所在。

       “并不是要打破高产和优质的矛盾,而是要在品种选育时找到平衡点,将高产和优质性状做到协调。”雷振生说。

       事实上,不仅是雷振生团队,省内外众多小麦育种专家在品种选育时,优先考虑的是高产性、稳产性,这是保障国家粮食安全的需要,更是育种者的最重要考量。

       “毕竟我们跟国外尤其是欧美国家的小麦生产有着很大的区别,我们是要在高产稳产的基础和前提下,实现优质的目标。”雷振生说。

       发展创新 加快优质小麦产业化进程

       选育高产稳产优质小麦品种,只是优质小麦产业发展的第一步。优质专用小麦品种产业化进程缓慢的难点,恰恰就在生产阶段。虽然小麦产量和品质的稳定主要受品种的遗传特性影响,但生产阶段依然不能忽视。

       雷振生说:“没有十全十美的小麦品种,在生产阶段,就是要通过管理水平、栽培技术的不断精进,充分发挥品种的优势,尽最大可能规避劣势。”

       最了解品种特性和优缺点的,就是育种单位、育种专家。因此,每一个品种选育后,雷振生团队就会在生产阶段做大量的工作:制订配套栽培技术,指导种植户怎么种、如何管等。

       雷振生分析说,优质强筋小麦要发挥其强筋优势,生产后期要适当补充氮肥就很有必要,而对于分蘖力强、成穗多的品种,则要控制播量和播期等,预防后期倒伏。

       在小麦生产模式上,多年来,雷振生团队提出和建立了“科研+企业+合作社+农户”的推广模式。这套被称为“双引擎驱动,四方联动”的推广模式,取得了很好的效果。

       在生产前端提供高产优质品种;在生产过程中提供全程化技术服务,并通过新型经营主体将技术要点传递至所有种植户;在加工环节,根据企业需求,制订配比方案等……科研单位、专家团队的全程参与和技术支撑,能大大加快优质小麦的产业化进程。

       去年,郑麦136单品种销量达1.4亿斤;郑麦918生产经营权以1918万元的价格成功转让,刷新了我国小麦单品种转让价格纪录……科技创新路上,雷振生带领团队坚持科技创新,取得一项又一项新成绩。

       “种子是农业的‘芯片’,在农业生产中起着基础性和核心的作用,作为农业科技工作者,就是要努力开展技术创新,培育出更多的好品种、大品种,为确保国家粮食安全、实现小麦产业高质量发展作出我们应有的贡献。”雷振生说。

 
 
 
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