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【长江日报】湖北大学武汉市农科院牵头攻关“最后一公里” 多倍体水稻成武汉农业靓丽名片

作者:长报  编辑:王义芳  来源:长江日报   发布时间:2018/01/12

湖北大学武汉市农科院牵头攻关“最后一公里”

多倍体水稻成武汉农业靓丽名片

袁隆平院士(左三)和农业专家考察多倍体水稻基地

2016年以来,武汉多倍体水稻研究在武汉市委、市政府的高度关注和大力支持下,研发工作得到持续、快速推进,已成为武汉农业科技的一张崭新名片,引发国内外广泛瞩目。

经过两年的科研攻关,武汉多倍体水稻研发项目初步展现出作为颠覆性技术的巨大影响力,以及对水稻育种等农业科技的引领作用。今后,研发团队将朝着“让原创性多倍体水稻首先在湖北培育成功”的目标,加快项目研发进度,为武汉生物与健康产业及“中国种都”的建设提供助力,为打造武汉科技之城在农业领域提供原创性技术支撑。

率先突破,武汉吸引三院士同台论“稻”

“多倍体”育种研发,是继袁隆平院士的“超级稻”后,又一具有原创性的育种技术新途径。通过将传统的二倍体水稻杂交加倍,培育出米质优、抗逆性强、增产幅度大的多倍体水稻品种。近年,在世界范围内的“多倍体”研发竞赛中,武汉研发团队率先取得突破。

2016年9月24日、25日,全国多倍体生物育种学术研讨会在武汉举行。论坛期间,围绕“多倍体生物育种与创新”主题,包括袁隆平、谢华安、朱英国三位院士在内的众多专家来汉论“稻”,交流多倍体生物育种研发现状,调研多倍体水稻试验基地,商讨中国多倍体生物育种研发战略、发展方向及应用前景,引领新的绿色革命,促进“中国种都”建设。

农业部科教司专家指出,国内多倍体育种研究已有半个世纪,但其应用主要集中在蔬菜、园艺作物上,在粮食作物方面一直没有大的突破。近年来湖北大学蔡得田教授团队在此方面取得了非常大的突破,得到了各方面的关注。农业部非常重视和支持此类对农业生产和粮食增产有贡献的技术,并在当年审批通过了“国家武汉多倍体水稻生物育种创新基地”,希望推进多倍体水稻育种理论和生产技术研发,尽快推出能大面积应用的高产高效新品种,为农业生产和粮食安全作出应有的贡献。

“多倍体”指的是个体细胞中含有3套或3套以上的染色体,在动物界极少发生,在植物界却相当普遍。多倍体植物的一般特征是茎粗、叶大、花大、果实大,很多植物种都是通过多倍体途径而产生的。中国自半个世纪以前开始研究多倍体育种,目前主要在油菜、小麦等少数蔬菜品种有所进展。

在袁隆平、谢华安、朱英国等院士指导下,湖北大学、武汉市农科院、武汉多倍体生物科技公司组建了以蔡得田教授为首的武汉研究团队,历经近20年研究,开辟了一条水稻育种的新途径。目前,团队在国际上率先奠定了多倍体水稻育种的理论基础;突破了多倍体水稻育种结实率低的国际性技术瓶颈;建立了多倍体水稻育种的完整技术体系,筛选出5000余份多倍体原始材料、选育出100多个进入中试的多倍体水稻品系,其中20个品系具备进入区域试验的条件。

领先国际,大面积应用只差“最后一关”

2016年以来,武汉多倍体水稻研究加速推进,迎来前所未有的发展机遇。

高标准建设研发平台。武汉多倍体水稻研究得到国内水稻育种界最知名的袁隆平、谢华安、朱英国三位院士的首肯,在研究策略上得到大师级指导,已经分别建立袁隆平院士工作站和谢华安院士工作站,与其研究团队加强了合作研究。由袁隆平院士授权,多倍体公司参与的“隆平农业科技发展基金”已经成立,对后期多倍体水稻产业化奠定了经济基础。同时,与谢华安院士签订了联合攻关协议。

研发和育种基地基本完工。“国家多倍体水稻育种创新基地”2016年获得农业部的批复,国家投资684万元进行建设,目前项目已经竣工;多倍体水稻海南南繁基地占地30亩,包含种植基地和生活辅助设施,已经投入使用;多倍体水稻黄陂育种基地和中试基地占地230亩,将在2018年全部完工;使用面积达4000多平方米的多倍体水稻企业研发中心已经投入使用,购置了细胞工程、分子生物学和稻米品质检测相关仪器50多台套,基本满足当前研究需要。

聚集高端人才加速研发进程。武汉多倍体水稻研发团队初始由湖北大学、武汉市农科院和武汉多倍体生物科技有限公司近20人组成,在项目实施过程中,培养1名黄鹤英才计划人员,引进水稻高级职称研究人员、博士近10人加入研发团队。全国多倍体生物育种研讨会上,武汉大学、中国水稻所等23家水稻研究单位联合组成全国多倍体水稻创新战略联盟。武汉多倍体生物科技有限公司作为牵头单位,克服研究中的抗病性、品质性状等难点问题,并与业内巨头华大基因农业集团签订联合攻关合作协议,加快多倍体水稻品种选育进程。

大面积应用已到最后一道程序。研发团队对近5000份多倍体稳定品系进行了多点筛选,筛选到20多个优良品系,5个优质糯稻经农业部检测中心检测达到了国家优质糯标准,其中2个品系T1和A3作为第一批遗传材料进入省级品种区试,待通过区试鉴定后即可以进行大面积生产种植。多倍体水稻的大面积应用已经到了最后一道程序,将为水稻的增产和国家粮食安全作贡献。

多倍体相关知识产权展开深度开发。目前新获批3项国家发明专利,新申请了3项国际发明专利、1个省级标准、2个品种保护权、2个商标权;对四倍体水稻全新的栽培技术、全程绿色种植技术和稻米加工技术做了系统的研发,初步解决了水稻全产业链部分技术难题。着手在理论上对多倍体水稻高结实率基因进行基因克隆,期望阐明多倍体水稻高结实率的机理,为多倍体水稻精准育种提供理论支撑,保持在该领域的国际领先地位。

粮为国本,期待战略层面更多支持

目前,国际上的多倍体水稻研发的结实率徘徊在25~35%之间,难以突破。1999年开始,蔡得田率领研究团队,联合武汉市农科院、武汉多倍体生物科技公司,培育出的“超级多倍体水稻”结实率达到了80%,创下示范种植田亩产1400斤的佳绩。

“国以粮为本,民以食为天”。武汉多倍体生物科技公司负责人坦言,目前,多倍体水稻研发取得阶段性成绩,但项目发展过程中仍然面临两大新的困难:

部分研究领域存在短板。此前的多倍体育种材料主要基于理论研究材料为主,进入生产示范后发现多倍体水稻材料稻瘟病抗性、耐高温性与生产需要有一定的差距,需要进一步加以改进;研发团队开展遗传规律研发和分子育种的纵深研究不够,在基础研究方面需要业内加强合作、协同攻关,加速多倍体水稻的研发。

中试基地建设及资源圃建设滞后。中试基地需要建设农业设施、生活设施、生产资料、农业机械用房,需要各级部门支持解决农业设施用地问题。

下一步,研发团队将发力两个重点方面:

加速多倍体水稻品种选育的速度,力争尽快出品种。在现有遗传材料中继续选择优良材料参加品种区试,同时加强各单位的协同攻关,创制新的更优良的下一代多倍体水稻新品系,满足高产、优质、绿色和轻简化水稻生产的需要,扩大多倍体水稻应用和示范推广。

理论上克隆高结实率基因,保持多倍体水稻研究的优势。在理论上克隆高结实率关键基因,引领多倍体水稻育种的发展,保持多倍体水稻在世界的领先地位,引导更多的研究者进行多倍体水稻研究,为多倍体水稻的发展提供理论指导。

眼下,武汉正在召开“两会”,全省、全国“两会”也将陆续召开。武汉多倍体生物科技公司负责人提出三点建议:建议武汉市的全国人大代表、政协委员能在国家“两会”期间,将多倍体水稻研发与应用纳入议案、提案,争取国家战略层面支持;建议市委、市政府参照支持“工研院”模式,支持组建多倍体水稻技术研究院和全球多倍体水稻研发中心;我市已将多倍体水稻纳入武汉生命健康产业规划中,建议市政府加大支持力度。

>反响

武汉创新全球瞩目

近年来,武汉多倍体水稻研究得到国务院、农业部、科技部及湖北省、武汉市领导大力支持,引发国内外广泛关注,先后获批“国家(武汉)多倍体水稻育种创新基地”和“国家十三五重点研发项目”。研发团队积极推进创新,明确项目方向:“加强多倍体水稻的研发,让原创性多倍体水稻首先在湖北培育成功”。

国家和省科技部门:

多倍体水稻列入科研专项

国家重点研发计划“七大作物育种”的专项——“长江中下游粳稻品种选育和应用”,专门将多倍体水稻种质资源创建作为该项目一个研究方向进行协同研究,期望多倍体育种这一技术在未来中国的粮食增产中发挥重要作用。

湖北省政府相关部门积极落实相关批示精神,近期将多倍体水稻研究列入重大科研专项,即将启动相关科研院所联合攻关,助力多倍体水稻的研发进程。

央视新闻1+1:

有望比肩“袁隆平超级稻”

经过多倍体水稻前期的成果展示,在水稻育种业内外都表现出对多倍体水稻应用前景的期待,希望在今后引领水稻育种的新方向。

在2017年“世界粮食日”的专题节目中,展望“袁隆平超级稻”的产量纪录时,表示多倍体水稻应用将最有可能是下一个突破点。

频繁国际交流:

筹建全球研发中心

在省农垦局组织的学术交流活动中,参团赴菲律宾国际水稻研究所、澳大利亚CSIRO,以及柬埔寨和老挝的水稻企业,扩大武汉多倍体水稻研究在世界的影响力,提升多倍体水稻研发团队的科技创新能力。其中,以色列农业科技位居世界先进水平,武汉多倍体公司与以色列Kaiima公司开展深入交流,有望组建多倍体水稻全球研发中心。

华大农业集团董事长梅永红:

可与武汉多倍体多方面合作

华大农业集团是华大基因集团的重要成员之一,业务范围涵盖动植物新品种培育、农业种植、畜牧养殖、水产品养殖、农产品深加工及微生态研究与应用等领域。目前,在基因组层面,全球与农业相关的物种有三分之二在华大的平台上得以破译。

华大农业与武汉多倍体公司可以展开五方面合作:一是在投资方面,华大有两个基金可以与“武汉多倍体公司”进行合作;二是希望华大农业与多倍体公司形成战略关系,进行长期的合作;三是希望双方多接触、多了解,为下一步的合作奠定基础;四是在产业化方面考虑制定一个合作方案;五是完善华大小米与多倍体的技术结合。

长江日报:http://cjrb.cjn.cn/html/2018-01/10/content_51911.htm

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