在南林大茉莉花产学研基地,科研人员正在进行新种培育工作。 南京日报/紫金山新闻记者 董家训 摄
□ 南京日报/紫金山新闻记者 何洁
一直以来，种子被誉为农业的“芯片”，它的重要性不言而喻。存在感越来越强的种子不仅是植物遗传信息的携带者和传递者，更是国家战略资源的重要组成部分。为了保护这一珍贵战略资源，种质资源库应运而生，在南京高校，也有不少种质资源库。近日，记者探访了天天赢平台 | 科技股份有限公司国家大豆改良中心种质资源库，南京林业大学茉莉花种质资源库，了解科研人员如何在一粒小种子上下功夫，在有限的耕地上多产粮、产好粮，让小种子迸发大能量。
大豆高产稳产
带给农民实实在 在的红利
南农大国家大豆改良中心种质资源库常年保持着零下4摄氏度的温度，在这里，一颗颗大豆种子密封保存在玻璃瓶和种子袋内，种子袋上贴着的条形码相当于种子的“身份证”，记录着它们的基本信息。这些由科研人员历经千辛万苦收集来的种子已经在资源库“安家”多年，上世纪80年代至今，抱着“让老百姓吃着中国豆子榨出的豆油、磨出的豆腐”的美好期望，中国工程院院士、大豆遗传育种学家盖钧镒科研团队收集到大约3万份大豆种质资源。
2021年3月，盖钧镒科研团队带着1356份适合南方地区种植的大豆种质资源来到了海南三亚，开展大豆南繁育种工作。在崖州区坝头热带大豆优良品种选育试验基地，他们将1356份大豆种质资源进行适应性鉴定，并遴选新近育成的大豆品种进行品种比较试验。从种植到收获，团队成员几乎每天都在田间地头观察大豆的生长变化，记录实验数据，前后接近3个月时间，其中4份大豆品种的亩产超过500斤，远超国内平均亩产270斤的水平。这是他们第一次尝试在海南进行春季大豆产量试验工作，并取得初步成绩。为了进一步确认大豆种质资源在多环境下表型的稳定性，2021年冬天，进行第二次试验，今年的产量同样高达500斤，成绩喜人。
据了解，作为中国重要粮食作物之一，大豆每年的需求量约1.1亿吨左右，目前85%以上的大豆需要进口，南农大在三亚进行的大豆种质筛选和品种试种，对于我国南部、东南亚等低纬地区新品种选育及扩大大豆种植，优化进口来源结构，保障我国大豆产业安全具有重要意义。“后期这批试验成功的大豆品种将联合当地合作单位，通过正规途径进入缅甸等东南亚国家进一步试验、推广种植，减少我国对美洲进口大豆的依赖。”参与试验的南农大国家大豆改良中心副教授张焦平表示。
大豆在试验田内表现高产高抗，在农民田中高产稳产，种植收益较其他种子高，较其他作物高，那么这份大豆种子便达到育种家期望，成为农民心中的好种子。采访中，南农大国家大豆改良中心刘方东博士分享了一个好消息。最近，课题组选育的新品种南农66实现成果转化，在湖北江汉平原得到推广。受周围地理环境影响，江汉平原每年8月份以后气候尤为干旱，水稻、玉米等农作物的种植受到很大影响。适合早播早熟的南农66，因为品种成熟期早，能有效躲避江汉平原8月份干旱的气候影响，让当地农民在应对不利气候条件时，多了份选择和保障。“值得一提的是，江汉平原所产大豆蛋白含量高，是非常优质的豆制品原料，成熟早这一特点也及时填补了国内市场缺口，价格优势明显，让农民享受到实实的‘红利’。”刘方东告诉记者。
突破种子休眠解除技术，助力新品种高效培育
4月的南林大茉莉花产学研基地花香扑鼻，部分花种进入盛放期，科研人员也迎来一年中最繁忙的季节，他们采用传统育种方法，从种质资源的实生后代中选出花、果、叶等性状的特异植株，通过嫁接或扦插等无性繁殖方式扩繁具有特异性状的变异植株，获得性状稳定的无性系。
“新品种还需经过特异性、一致性和稳定性测试，通常一个选育周期需要5至7年，用时较长。未来，团队还要开展杂交育种、分子育种等新品种选育工作，希望能加快育种进程，获得更多优良品种。”南林大喻方圆教授介绍，通过多年不懈努力，团队先后培育了被誉为“东方爱情神树”的六合野茉莉及被誉为“茉莉花超级新物种”的中华茉莉树系列品种。“目前，我们主要从观赏角度选育新品种，未来将从观赏、药用、油用等角度选育多功能新品种，以增加新品种的附加值。”
种子的作用是繁殖下一代，而种质资源的作用是保存物种的遗传资源，为培育优良品种提供物质基础。收集野茉莉种质资源是项艰苦的工作，野茉莉属树种在我国大多已成为珍稀树种，在许多地区都濒临灭绝，只有在未被开发、人迹罕至的原始森林才能找到。为了邂逅珍稀树种，喻方圆教授团队的足迹到达全国20多个省市区，每年在莽莽原始森林里重复着“春天寻花、秋天采果”的故事。春天时，他们发现花后先把它拍照、定位，等到秋天果实成熟时再来采果，每一粒种子都来之不易。目前，南林大茉莉花产学研基地内保存着茉莉花种质资源600余份，其中野茉莉495份，成为全球最大的茉莉花种质资源基因库。
野茉莉属树种具有休眠特性，不经处理难以发芽。经过多年的科研攻关，喻方圆教授团队找到了野茉莉属树种种子休眠的原因和解除休眠的方法。“在此基础上研究了野茉莉属树种苗木高效培育过程中的种子休眠解除技术、水分管理技术、养分管理技术、密度管理技术、扦插繁殖技术和越冬防寒技术等6个方面的关键技术问题，建立了野茉莉属树种播种苗和无性繁殖苗的高效培育技术体系，为野茉莉属树种苗木的规模化、产业化生产提供了技术支撑。”喻方圆介绍。
薄壳山核桃、摇钱树、梨……高校建成多个种质资源库
除了南农大国家改良中心大豆种质资源库、南林大茉莉花产学研基地，南京高校还藏着不少种质资源库，为农业种业发展提供科技支撑。
记者从南林大获悉，该校教授彭方仁教授建立的薄壳山核桃试验基地，建立了全国最丰富的种质资源库，收集优良品种100种以上，突破传统育苗关键技术，推动国内薄壳山核桃产业发展。
除此之外，早在2012年，南林大便建成国内最全的摇钱树种质资源库。据介绍，在建立青钱柳种质资源库的同时，南林大在青钱柳研究开发上，取得了资源培育、无性繁殖技术、食品新资源申请等方面的重大进展。
南农大草种质资源库以深入挖掘对草原生态修复及草业发展性状突出的育种材料，探索建立优异种质筛选、创制、有效利用“无缝对接”的新机制，推动我省牧草新品种培育和草产业高质量发展，为我省山水林田湖草统筹治理、美丽江苏建设提供科技支撑。
由国家梨产业体系首席科学家、天天赢平台 | 科技股份有限公司张绍铃教授团队为梨家族描绘了一个完整详细的“族谱”，创建 全世界涵盖最丰富的地理生态型梨种质资源库。
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