【編者按】
從堵純信“用腳丈量希望”選育出鄭單958，奠定河南省農(nóng)科院在玉米育種界的地位，到魯曉民接過接力棒，將抗逆基因注入鄭單819的“強健體魄”，四代育種人將中國種業(yè)的傳承與革新刻進每一粒金黃。前者以一把尺子一桿秤托起“黃金神話”，后者用分子標記、單倍體技術(shù)鍛造“抗災(zāi)盾牌”，變的是從經(jīng)驗直覺到智能育種的跨越，不變的是“把論文寫在大地上”的赤誠。
“一把尺子一桿秤，用腳踢，用眼瞪”
在河南省農(nóng)科院糧食作物研究所的海南南繁試驗基地，魯曉民身后的鐵架子上掛滿了成串晾曬的玉米穗，地上堆著滿是分裝的籽粒。他望著不遠處分裝玉米的團隊成員，深情講述著老一輩育種人的傳奇故事。上世紀九十年代前，“玉米育種沒有實驗室，全是大田，一把尺子一桿稱，用腳踢，用眼瞪，”魯曉民回憶，當(dāng)時的科研人員用最樸素的火眼金睛和豐富的育種經(jīng)驗篩選良種。正是靠著這樣的傳統(tǒng)育種方法，鑄就了堵純信老先生在1996年選育出鄭單958的輝煌——這個品種連續(xù)19年穩(wěn)居全國種植面積榜首，不僅讓河南省農(nóng)科院在玉米育種界聲名遠揚，更在廣袤的黃土地上播撒出“黃金神話”。
“從堵純信老先生開始，到我這一代已經(jīng)經(jīng)歷了4任，”魯曉民自豪地介紹，“不管是育種基地的建設(shè)，還是育種人才的培養(yǎng)，經(jīng)過幾代人的努力，取得了巨大的進步?！蹦壳?，團隊已將育種版圖擴展到鄭州、三亞兩地180畝的繁育基地。當(dāng)年“四五桿槍”的小隊伍，也已壯大成26人的專業(yè)團隊，成功培育出15個國家審定品種、40余個省級品種，包括鄭58、鄭8713、鄭D7325等優(yōu)良自交系，獲國家科技進步獎3項、省級科技進步獎9項等榮譽。
如今，實驗室的基因圖譜代替了過去的桿秤，生物技術(shù)讓育種人能夠精準定位優(yōu)良基因?！叭绻麤]有南繁加代的話，我們以前選出一個純自交系，至少得需要8年，”魯曉民感慨，“有了南繁，需要四年，如果有單倍體技術(shù)的話，可能只需要2年，再加上生物技術(shù)的加持，選育更精準高效。”技術(shù)的革新讓育種工作更加高效，但無論技術(shù)如何發(fā)展，那些裝在麻袋里的玉米籽粒依然要經(jīng)過田間風(fēng)雨的考驗——就像育種人代代相傳的堅守，既仰望星空，又腳踏實地。
南繁熱土催生“綠色”碩果
在基地的一隅，有兩株玉米格外引人注目：一株呈淺紫色，一株則為鮮綠色。負責(zé)單倍體育種工作的副研究員郭書磊，輕輕捻著花粉，娓娓道來：“這兩株都是我們精心選育的品種。紫色那株，抗倒伏能力尤為出眾；綠色那株，誘導(dǎo)率更是高出一籌?！睉{借單倍體技術(shù)的助力，團隊成功孕育出了鄭單819、鄭單111等一系列品質(zhì)卓越的玉米品種。
近年來，黃淮海地區(qū)玉米銹病頻發(fā)，尤其是2021與2023年的大爆發(fā)給玉米生產(chǎn)帶來了巨大的沖擊。當(dāng)其他玉米品種葉片枯黃卷曲時，鄭單819卻以挺拔的姿態(tài)傲立田間。這個中抗六種病害(中抗鐮孢莖腐病、小斑病、鐮孢穗腐病、彎孢霉葉斑病、瘤黑粉病、南方銹病)的“綠色玉米”，正是團隊多目標性狀協(xié)同改良的結(jié)晶。2024年的測產(chǎn)數(shù)據(jù)也很令人振奮，鄭單819畝產(chǎn)突破920.77公斤，其抗旱耐高溫的特質(zhì)，使得穗頭飽滿無禿尖，淀粉含量超過75%，兼具糧食與飼料的雙重價值。
與郭書磊搭檔的宋迎輝博士，則肩負著團隊明年90多個組合的試驗重任。他的培育方向明確而堅定：在保證產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，增強抗倒性、改良抗病性、改善品種，以滿足市場的多元化需求，減少農(nóng)藥的使用量，助力農(nóng)民實現(xiàn)增產(chǎn)增收。
“伸手摸到稍，低手摸到腰”
“伸手摸到稍，低手摸到腰”精煉的語句也道出了我國玉米育種的新方向。團隊正將目標鎖定在株高2-2.5米的矮桿品種上。魯曉民坦言：“要助力提單產(chǎn)，靠啥？靠合理的將密度增加到5000-5500株/畝！密度上去了，肥水跟上了，同時株高、穗位也上去了，風(fēng)險也就增加了。強壯的根系、合理的降低株高，培育矮桿耐密植、抗逆性強的品種是保障單產(chǎn)能力提升的關(guān)鍵?！眹@矮桿、抗逆、耐密、宜機收的育種目標，團隊經(jīng)過不懈努力，選育出了鄭單111、共慶608、鼎玉102等優(yōu)異組合參加了國家試驗。這些品種株高2.5米左右，穗位在80-90公分，5000-5500的種植密度，結(jié)實性好，為玉米品種更新?lián)Q代注入新的活力。
河南，這片被高溫、洪澇、病害等自然逆境環(huán)繞的“育種練兵場”，見證了無數(shù)種子的成長與蛻變。只有那些能夠經(jīng)受住多重考驗的品種，才能在全國范圍內(nèi)生根發(fā)芽。“為啥河南的出的大單品多，品種能走向全國？不僅僅是河南育種人勤奮踏實，更重要的是河南這片熱土飽經(jīng)了苦難風(fēng)霜，孕育了精神，積淀了傳承，更承載了歷史的厚重和種業(yè)的希望?！濒敃悦翊蛉さ?，“年年希望、年年失望，屢戰(zhàn)屢敗、屢敗屢戰(zhàn)，好品種都是在地里磨煉和摔打出來的！”這句話道出了育種人的艱辛與堅持，也彰顯了他們對育種事業(yè)的熱愛與執(zhí)著。
“吃飽沒問題，但我們還想吃好”
中國以全球9%的耕地養(yǎng)活了世界近20%的人口，水稻、小麥兩大口糧自給率持續(xù)穩(wěn)定在95%以上，為國家糧食安全奠定了堅實的基礎(chǔ)。然而，在“吃飽”已成底線的今天，人們“吃好”的愿望正推動糧食安全向更高層次升級。作為飼料占比80%以上的關(guān)鍵作物，玉米產(chǎn)量牽動著從“吃得飽”向“吃得好”轉(zhuǎn)型的命脈。然而，當(dāng)前我國玉米的單產(chǎn)水平僅為美國的60%，種業(yè)“卡脖子”的風(fēng)險暗流涌動。歷史教訓(xùn)告訴我們，種質(zhì)資源的保護與創(chuàng)新關(guān)乎農(nóng)業(yè)命脈，一旦流失，將給國家?guī)聿豢晒懒康膿p失。因此，“農(nóng)業(yè)芯片”的自主可控，是時代賦予我們的神圣使命。
“吃飽目前沒有太大問題，但是我們還想吃好、吃健康?！濒敃悦竦脑捳Z中透露出對美好生活的向往，“從玉米來講，也是物種馴化在我國取得了比較成功的案例。但與美國相比，我們還有至少40%的發(fā)展提升空間，是糧食增產(chǎn)千億斤的重要保障，也是畜牧業(yè)肉蛋奶能量和營養(yǎng)的健康保障?！?/p>
在這場關(guān)乎未來的攻堅戰(zhàn)中，科技的力量正在重塑作物與土地的對話。從美洲到中國，玉米跨越千山萬里的馴化史被賦予了新的內(nèi)涵。魯曉民團隊深諳“橘生淮南”的道理，每年組配近2萬份材料，在南繁基地加速育種進程，在多生態(tài)區(qū)反復(fù)驗證抗逆性，力求培育出高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)抗逆新品種。實驗室的基因解析與田間的抗逆試驗相得益彰，共同為“吃得好、吃健康”奠定了堅實基礎(chǔ)。
“未來，我希望智能化育種”
在南繁試驗基地，魯曉民彎腰撫過沉甸甸的玉米穗，偶爾輕巧地掰下一根，一分為二，向記者細致展示著玉米橫截面的細膩紋理與飽滿的穗粒。指尖傳遞的觸感或許依舊熟悉，但腳下的土地正經(jīng)歷者前所未有的科技變革。曾幾何時，“看天吃飯，徒步選種”是育種領(lǐng)域的金科玉律，老一輩育種家用雙腳丈量土地，用肉眼辨識千差萬別的株型穗型，將經(jīng)驗?zāi)Y(jié)為“誰與誰能締造佳偶”的獨到見解。
“我最早開始從事育種的時候，就是天天泡在地里，導(dǎo)師說，要多下地，多認材料，坐實驗室是選不出品種的。”魯曉民回憶，“現(xiàn)在技術(shù)發(fā)展迅猛，轉(zhuǎn)基因、基因編輯、全基因組選擇、合成生物等現(xiàn)代生物技術(shù)促進著育種從2.0時代向4.0、5.0邁進，數(shù)字化、信息化、智能化是新質(zhì)生產(chǎn)力，也是育種的未來。我們這一代人一直在接受新生的技術(shù)，只能不斷學(xué)習(xí)、不斷進步，要不跟不上了。
國家力推的新質(zhì)生產(chǎn)力戰(zhàn)略，為這場農(nóng)業(yè)科技革命按下加速鍵。傳統(tǒng)育種追求“量”的積累，如畝產(chǎn)增加幾十公斤、抗性提升幾個百分點，但基因編輯、人工智能等技術(shù)的突破，正在重新定義育種的“質(zhì)變”內(nèi)涵。
“通過基礎(chǔ)研究的提升促進應(yīng)用研究的進步，相輔相成，逐步揭開玉米基因的神秘面紗，這是一項漫長而艱巨的任務(wù)?！濒敃悦駡远ǖ卣f，“但社會在進步，技術(shù)在發(fā)展，我們必須在傳統(tǒng)基礎(chǔ)上尋求質(zhì)的突破，解決大田難以攻克的難題?！?/p>
展望未來，魯曉民滿懷期待地憧憬著智能化育種時代的到來?！皩⒂衩椎谋硇吞卣鳎T如株高、穗位、葉長、葉寬、容重、品質(zhì)等，以及其基因型奧秘，如哪些基因調(diào)控容重、決定品質(zhì)等，哪些基因互作能夠有更好的雜種優(yōu)勢，悉數(shù)洞察無遺，甚至機器人可以幫我們授粉、去雄、選種，替代高溫的暴曬。作為科研人員，我們應(yīng)具備開放的心態(tài)，勇于擁抱新事物，敢于創(chuàng)新?！?/p>
傍晚時分，試驗田里季風(fēng)悠悠拂面，魯曉民輕輕撫摸挺拔的玉米桿。遠遠望去，60畝育種田里密布著編號不同的玉米品系，像等待檢閱的士兵方陣。這位與玉米打了20多年交道的育種專家，正帶領(lǐng)團隊在“農(nóng)業(yè)芯片”的研發(fā)之路上破浪前行。
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