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    【广州日报】踏遍南粤 寻找珍稀农作物种质

    2022/2/26 0:03:09 广东省农业科学院农业生物基因研究中心

           一年之计在于春。每年春天,大家都会将目光聚焦到“三农”工作上。近年来,广东大力实施“粤强种芯”工程,推进种源关键技术攻关和种质资源普查,这项工作被写入今年的省政府工作报告。当下,一大批农业专家正承担国家和广东省布置下达的种质资源普查任务,他们忙碌于广东的田间地头乃至深山老林,只为搜集水稻、甘薯、玉米、果树、蔬菜、花卉、茶树等农作物的种质资源。


    “种质资源是我们国家的核心战略资源之一,是携带生物遗传信息的载体,具有实际或潜在利用价值,它是保障国家粮食安全和重要农产品供给的战略性资源,是农业科技原始创新和现代种业发展的物质基础。”广东省农科院农业生物基因研究中心首席专家、广东省农作物种质资源保存与利用重点实验室主任刘军研究员告诉记者,农作物的每次重大突破都与新种质资源的发现和利用密不可分。


    调查队员们上树寻找珍贵农作物种质资源


    多次下乡摸清“家底”:6万余份农作物种质已入库

      在位于白云区钟落潭镇的广东省农科院种质大楼一楼,坐落着5个大冷库,总面积约200平方米。这些冷库为“广东农作物种质资源保护库”的一部分,其中零下18摄氏度的冷库有两个,零下10摄氏度的冷库有1个,还有两个冷库则常年保持在4摄氏度。冷库分类标记储存着从广东各地收集上来的各类农作物种质资源。该种质资源保护库于2016年投入运行。

      刘军带记者来到冷库大门外的缓冲间,只见几重厚厚的铁门将冷库紧闭;铁门之内,分门别类保存着各种农作物的种子类资源。“冷藏是为了长时间保存,水稻种子在常温下通常1~2年后发芽率急剧下降,无法再用于生产,通过低温冷藏可以让种子的活力保存长达几十年。”刘军边介绍边指着种质大楼外的2000亩基地,“有些珍贵的农作物种子收上来时只有一把,少的甚至只有十几颗,因此除了冷藏,我们还会定期种植一部分,一方面让这些农作物资源在田间繁殖更新;另一方面则是为了开展种质资源鉴定评价工作。”

      截至2020年底,广东农作物种质资源保护库(含分库、圃)共收集6万余份种质资源,包括水稻24408份、甘薯1981份、玉米2000份、花生4700份、蔬菜6000份、香蕉1146份、花卉1747份等。

      刘军介绍,广东是全国最早开始农作物种质资源收集与研究工作的省份之一,早在20世纪30年代就已开展稻属种源的收集与研究。在国家统一要求下,广东于20世纪50年代和80年代分别做过两次农作物种质资源的普查和收集工作。而最近这次普查源自2015年启动的“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”,广东省农业农村厅、广东省农科院等单位于2016年起组织农业专家进行具体实施。


    刘军(右一)和队员们下乡做种质资源的收集


       “在这次行动中,广东省要完成80个农业县(市、区)的农作物种质资源普查和征集工作,同时还要完成24个县(市、区)的种质资源系统调查与抢救性收集任务。”刘军告诉记者,这项任务目前仍在继续,“在农业农村厅的支持下,今年我们还要多次下乡收集珍稀种质资源,实现全省农作物资源系统调查与抢救性收集的‘全覆盖’,彻底摸清广东省农作物种质资源的‘家底’。”

      据悉,在种质资源的创新利用和共享方面,广东走在全国前列。历史上水稻育种的三次重大突破都得益于广东省优异种质资源的发现。全省利用优异种质资源育成并通过国家级或省级审定(认定、评定)的农作物品种超过1800个,其中推广面积超1000万亩的大品种有40多个,位居全国前列。“十五”以来,广东已向国内高校、科研机构等单位提供各类农作物种质资源近2.5万份次。2015年至今更是向超过100家单位提供各类农作物种质资源近1万余份。

      但刘军也坦言,随着城市化、工业化进程的加快,气候变化、外来物种入侵以及市场上高产品种的冲击,农村地方品种和野生种等资源出现了不同程度的减少,“所以,种质资源的收集保存工作已刻不容缓。”

      遇台风、山体滑坡不退缩   “寻种质就要翻山越岭”

         目前,广东省农作物种质资源调查队共有100多名队员。6年来,队员们不畏艰险,翻山越岭只为搜寻到珍贵的种质资源。

      “我们首先进行资源摸底,请全省各地的农技人员向我们提供当地的农作物资源概况,然后队员们和当地农技人员一起去寻找农户和他们手上的种质资源。”刘军告诉记者,因为这次要做彻底的农作物种质资源全覆盖普查收集,他们要寻找一些古老的地方品种、野生近缘种以及珍稀濒危的农作物种质资源,这就需要去一些偏远地区甚至危险环境。

    队员们翻山越岭寻找种质资源


        “我印象最深的是一次去清远连山县调查,越野车几乎全程都在没有路的山地里颠簸,实在无路可走我们就只能下车步行,但当我们在山顶发现了几株地方特色旱稻资源时,还是非常兴奋,因为这些稻子的抗旱性状肯定非常好。”调查队员陈兵先博士告诉记者,这种地方品种还在鉴评之中,但至少可以防患于未然,“保留下这种旱稻的抗旱基因,就能为人类应对极端气候做准备。”

       除了陡峭的山路,队员们在下乡过程中还曾面对过台风、山体滑坡等灾害。“每年我们都会遇到台风,有一次去阳江,就看到马路两边一排排树木倒下;在罗定寻找种质资源时,山体滑坡就在车前方不远处发生。幸运的是我们最后都安然无恙。”

       调查队员吴柔贤长期负责与广东省各个县(市、区)的资源普查相关单位联系,与省农科院各研究所有关人员沟通资源的分发、核对和鉴评,还时不时要与国家资源圃和项目办沟通联系,事无巨细都处理得井井有条;此外,郜银涛、徐恒恒、高家东、陈兵先、张文虎、戴彰言、张琪、解昊等农科院的年轻调查队员们都在这次种质资源普查中表现出色。他们白天到田间地头或野外寻找种质,晚上还要加班对这些种质资源进行登记和拍照。

        年过六旬的吕冰是广东省农科院作物研究所的专家,吴柔贤告诉记者:“2017年调查队一共出行22周,吕老师有19周都出勤;2018年以来,吕老师参加了绝大部分县市的资源收集工作。”

      “我们一路上不是在农户家,就是在野地里,在山坡上。虽然路途艰苦,但每当我们有新的发现,仍会感到所有的辛苦都是值得的。”刘军说。

      收集大量优异种质资源  “加强原生境保护迫在眉睫”

      据介绍,这次种质资源普查收集了很多优异资源。比如调查队在清远连山县就发现了野生大豆。吴柔贤告诉记者,野生大豆属于国家第一批重点保护野生植物和二级保护植物,是栽培大豆的近缘祖先种。野生大豆主要分布在中国、朝鲜半岛、日本列岛和俄罗斯远东地区,我国除海南、青海、新疆外,其他省份均有野生大豆的发现。野生大豆群体中所蕴含的优良基因将是栽培大豆品种改良的重要基因资源,目前研究者已从大豆群体中筛选出高异黄酮、抗旱、抗大豆花叶病毒、抗大豆胞囊线虫、抗锈、耐盐、高蛋白等珍贵种质,并成功利用野生大豆资源改良大豆。而在这次普查过程中,调查队在高州市、乳源县、连山县和连州市等地均发现了野生大豆资源。


        “野生大豆资源是宝贵的农业财富,相关收集工作还需要加强,特别是随着城镇化的加快,更应重视野生大豆资源的收集和保护。”吴柔贤说。

      刘军介绍,这次调查队在东源县和封开县等地收集到药用野生稻,“药用野生稻是多年生本草植物,分布于两广地区和海南400米至1000米的丘陵山地,属于国家二级保护植物。药用野生稻对许多常见病害有抗性和耐受性,同时,广东省发现的药用野生稻蛋白质含量还较高。药用野生稻具有丰富的优良性状,是水稻育种的宝贵资源,也是基因工程研究的重要物质基础,利用药用野生稻中优异基因对现有栽培稻进行改良,是提高水稻产量和品质的重要途径。”


    药用野生稻

      据悉,目前农业科技人员对药用野生稻的开发利用程度非常有限,而野外生存的药用野生稻正在不断减少,加强对其原生境的保护迫在眉睫。

      这次资源普查还收集到优异的马铃薯资源。“原先大家认为广东的马铃薯资源并不太多,但这次却有了很多新发现。”刘军说,广东已经有科研单位在这次普查找到的马铃薯种质资源基础上获得了马铃薯新品种权。

    小豆

           在水果方面,调查队员在茂名信宜市发现了100多年前的荔枝王树。据悉,当地的荔枝王树是清朝末年信宜市一户白姓农民从中国台湾带回老家种质的,只分布在该村,共有200多株。荔枝王果卵呈圆形、形果较大,一颗可重达80克左右,成熟时果实呈鲜红色,十分惹人喜爱。

         此外,藤茶、野生茶、野生猕猴桃等农作物的种质资源也被调查队员进行了收集。

      广东种质资源保存数量居全国前列   未来要做创新利用和线上共享

      “种质资源收集和保存只是我们工作的第一步。”刘军介绍,未来科研工作者还将对这些种质资源进行深度鉴评、信息共享、创新利用等一系列工作。

         此外,我国也正在大力推进种质资源的信息平台建设。广东农作物种质资源保护库按照统一的描述标准和数据规范,将收集到的种质资源的基本信息、特征信息、图片信息倒入数据库进行保存,方便全国的农业科研工作者查询和共享。目前,广东农作物种质资源保护库的储存资源信息数据已经超过7万条。


     刘军与农户交流

      据刘军介绍,广东在野生稻和地方品种的保存数量上位于全国前列;鲜食玉米、甘薯、甘蔗和剑麻的保存数量为全国之最;冬瓜、丝瓜、菜心等华南特色蔬菜种质资源为全国之最;各类茶树种质资源数量和类型位于全国前列,还有华南地区数量最大、种类最丰富的茶树活体基因库;水果方面,荔枝、黄皮等果树种质资源为世界之最,香蕉、番木瓜种质资源数量为全国之最,柑橘、龙眼、芒果等全省保存果树种质资源数量均居全国前列。

      种业竞争日趋激烈  种质重要性不言而喻

      “种质资源是农业创新的基础,也是各国公认的核心战略性资源。”调查队员戴彰言介绍,目前英国、美国、俄罗斯、巴西等国都建立了世界级的种质资源库,美国保存的农作物种质资源数量号称有70万份;英国的千年种子库收集了约75%的英国本土和原始植物物种,代表了世界上39000多种不同品种的物种;俄罗斯的种子库有2500个植物物种,共38万份植物的基因。发达国家正是利用种质资源数量和科研优势,在国际种业竞争上取得领先。

      刘军告诉记者,美国利用中国的野生大豆种质资源育成了抗病大豆品种,从而拯救了美国的大豆产业;新西兰同样利用产自中国的中华野生猕猴桃培育出主导国际猕猴桃市场的巨大产业,“可见种质资源的收集利用非常重要。一个物种甚至可以左右一个国家的经济命脉。”

      陈兵先告诉记者,在丁颖院士、黄耀祥院士、袁隆平院士等几代科学家的共同努力下,我国在水稻种质资源的收集利用方面居世界领先地位,截至2020年,我国国家种质库已保存102303份稻种资源,居全球第二。

      而在国际上,种质资源的竞争日趋激烈。刘军告诉记者:“尽管国际上普遍认为农作物资源本身不具有专利权,但种质资源里蕴藏的优良基因可以申请专利,当今国际种业的竞争主要就在基因专利权方面。谁手握具有自主知识产权的农作物优良基因,谁就能占据先机。这也是国家如此重视种质资源的一大原因。”



    调查队员们

      “他们很珍惜祖辈传下来的种子” 

      “这次种质资源普查活动,让我们的队员们收获了很多感动,特别是一些农民非常珍视祖辈们留下的农作物种子,尽管这些种子他们种得不多,但仍然每年坚持种,这为我们收集和接下来进行科学研究、育种留下了很多珍贵的种质资源。” 广东省农科院农业生物基因研究中心首席专家刘军告诉记者,种质资源普查收集队队员们每到一县,几乎都能见到这样的“农业坚守者”。他们没有单纯为了产量和利润而放弃祖辈留下的农作物种子,有些人见到队员会十分高兴,却也略带遗憾地说:“真高兴如今终于有人来管这个事了,如果你们能再早几年来,还能收集到更多更好的东西。”

      抗战老兵献出珍贵种子

      2018年,在罗定市附城街道洋厂村,调查队员有幸遇到了一位抗战老英雄褟炳文,老人家当时已经91岁高龄,身体略显佝偻但精神仍然矍铄。在当地农技人员的沟通下,老人家清楚了调查队的来意,十分高兴地向队员们拿出自家留种多年的黑豆、黄豆、大蒜、白菜、高粱等种质资源,并向记录员描述这些资源的具体信息。

      调查队员们一开始并不知道褟炳文的真实身份。在农技人员的介绍下,队员们才惊讶地得知老人家曾参加抗日战争,是一位抗战老英雄。老人家随后向队员们展示了2015年国家为他颁发的“中国人民抗日战争胜利70周年纪念章”。队员们怀着崇敬之情与褟炳文老人合影留念。


    褟炳文

      七旬老人找到珍品猕猴桃

      河源市和平县的野生猕猴桃资源丰富。20世纪80年代的农作物种质资源普查过程中,和平县的17个乡镇均发现了野生猕猴桃属的踪影,虽然果实很小但味道鲜美。经过当地政府、农技人员和广大果农的不懈努力,如今和平县猕猴桃的总种植面积已达5万多亩,是我国大陆最南端的优质猕猴桃基地。

      和平县年过七旬的农业专家邹梓汉被当地人誉为“猕猴桃之父”。从1979年开始,他便参与了全县的猕猴桃野生资源普查,并开始引种野生猕猴桃,开展猕猴桃品种的引进选育和技术推广,并于1984年成功选育出和平县主要栽种的猕猴桃品种“和平1号”。此后邹梓汉一直从事猕猴桃、百香果、茶叶等水果和经济作物的研究与推广。

      调查队员吴柔贤介绍,在这次农作物种质资源普查过程中,邹梓汉老人不顾年迈,毅然加入了调查队伍,亲自带领队员们上山采集毛花、多花、黄毛、京梨等各类野生猕猴桃资源,并提供了和平县的珍惜品种——金玉猕猴桃。

      六旬老翁珍藏10种豆类

      彭何森年过六旬,是茂名市化州市新安镇的科技示范户,也是当地的种植能手。当他了解到调查队前来的目的,立刻从家中找到各种豆类品种供调查队员挑选,其妻子还从隔壁的老宅中翻出珍藏已久的黑坡豆。

      调查队在彭何森一家共收集到10份种质资源,当进行资源表填写时,彭何森对每种作物的种植技术、生产周期、生育习性都了如指掌,语言描述都十分专业,其表格记录令专家连连赞叹。

      刘军表示:“在调查中,像这样年事已高却依然为国家种质资源事业发挥余热的老人家我们遇到很多。正是他们对农村和田地怀着最朴素的感情,才使得在本地种植几十年甚至上百年的种质资源不至于遗失。这些老人家的坚守,给了我们将这些种类繁多的农家土种收集保存起来的宝贵机会。”


       

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