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馬鈴薯品種“成長”記

  “漂亮!留了!”隨著“咔嚓”一聲,手起刀落,羅煥明將掌心的紫皮馬鈴薯劈成兩半,薯肉是均勻的紫色。他抬起頭,與身旁的劉計濤博士相視一笑,俯身撿起下一顆馬鈴薯,繼續選種。

  陽春三月,廣東省農業科學院作物研究所(以下簡稱“作物所”)位于廣州市白云區的馬鈴薯育種基地迎來今年又一批選種馬鈴薯豐收。一大早,羅煥明就和劉計濤博士帶著一群學生,組織附近村民一起挖出馬鈴薯,再一株一株選、一顆一顆挑,“選種就像選美一樣,顏值高、表現好的才能留下?!绷_煥明說。

  糧為社稷之本,種是糧食之基。今年中央一號文件強調,牢牢守住保障國家糧食安全底線,大力推進種源等農業關鍵核心技術攻關。作為我國第四大主糧,馬鈴薯在保障國家糧食方面作用明顯,但歸根結底靠品種。

  從一粒實生種子到一顆品種優良的種薯,順利的情況下,需要10—13年,這背后需要經歷什么樣的艱辛?每個環節有哪些技術突破?記者跟隨作物所馬鈴薯研究團隊,深入實地挖掘馬鈴薯品種和種薯的成長歷程。

  為得到優秀種子到4000多里外播種馬鈴薯

  李小波研究員是作物所馬鈴薯研究團隊負責人,在他看來,馬鈴薯育種面臨的第一個挑戰來自于基礎材料實生種子的獲取。因為,如果光照時間不夠,很多馬鈴薯就難以開花,無法進行雜交,也就得不到實生種子,后續研究將無從談起。

  “日照時間需14小時以上,而這一條件在廣州顯然很難滿足?!崩钚〔ㄕf,為此,他們每年都選擇去距離廣州2200多公里的甘肅省農業科學院馬鈴薯研究所育種試驗站(以下簡稱“甘肅實驗站”)開展雜交育種,以獲取實生種子,因為那里日照時間更長。

  羅煥明是土生土長的廣州人,自2016年從事馬鈴薯育種工作至今,他已去過甘肅省蘭州市榆中縣不下4次,每次都要待上15—20天?!熬褪鞘诜?,相當于蜜蜂?!绷_煥明調侃道。

  為了趕上馬鈴薯開花,每年夏天,羅煥明都要“飛”到甘肅實驗站去,在大田里、在溫室內,勤勤懇懇地給馬鈴薯花授粉。

  起初,蘭州以面食為主的飲食習慣、干旱的氣候和早晚較大的溫差,都讓羅煥明不太適應?!坝欣щy就要克服,育種研究要坐得起‘冷板凳’?!彼睦锴宄?,自己身上肩負著團隊的一個重要任務——把表現好的雜交組合的種子帶回廣東。

  吃不慣面食,就到超市買點骨頭煲煲湯;氣候干燥,就經常泡些涼茶喝。4年時間,羅煥明不僅有了個“蘭州胃”,研究工作也有了新進展——從他帶回的幾百個雜交組合中,作物所育出了諸如“粵紫薯1號”等多個廣東自主培育的馬鈴薯品種。

  有了種子,要培育出性狀優良、穩定的品種,還得經歷一段漫長的培育過程。

  “首先要進行實生種子的播種,待種子發芽后要加強溫度、水分和養分的管理,實生苗長到2—3片真葉,就可以進行移栽,將每株苗小心移栽到直徑10—15cm的小花盆中,這些實生苗結的馬鈴薯,就是實生薯,每株苗都會結好幾顆?!弊哌M溫室,李小波隨手拿起一盆馬鈴薯苗,撥開基質,將根部一提,幾顆拇指大小的實生薯便滾了出來,“我們每株會挑最好的一顆留種,每個組合結的小薯統一放在一個網袋中,存到冷庫,等到冬種時再種下去?!?/p>

  在平均溫度2—4℃的冷庫里,完好地保存著上百袋實生薯,每個袋子都采用標簽標識,裝有200—400顆不等的實生薯?!巴淮鼘嵣韥碜酝环萦H本材料,通俗來說,就是來自同一對父母?!崩钚〔ń榻B,實生薯種下之后,才是品種篩選的開始。

  連續五年篩選“實力過硬”的優良品種

  正午時分,團隊還在地里加緊選種,炙熱的陽光將他們曬得汗流浹背?!拔覀円s在天黑前選完30畝的馬鈴薯,任務不輕哩!”劉計濤博士說。

  選出的馬鈴薯怎么用?劉計濤告訴記者:“今年是這批馬鈴薯收獲的第一年,也就是無性繁殖Ⅰ代,留下的馬鈴薯會在10月底繼續種下,明天春天再篩選、秋天再種,如此重復4—5年,直至選出優良品種?!?/p>

  “5年還算短的?!崩钚〔ń舆^話茬,“有一年遇到霜凍,我們有一批薯苗都被凍死了,只能等第二年重新播種和篩選?!背藰O寒天氣,冬種期以外的季節高溫多雨,馬鈴薯晚疫病等病害,都會對馬鈴薯健康種薯繁育產生影響。

  “一般情況下,第一次篩選,留下來的約占所有無性Ⅰ代的三十分之一?!绷_煥明說,從無性Ⅰ代繁殖成的無性Ⅱ代,再次被篩選掉80%,留下約20%,如此重復,至少要連續選育五年,因此,可以說選育一顆優良種薯,是“萬里挑一”,唯有“實力過硬”方能脫穎而出。

  李小波給記者算了一筆數:假如第一年種下10000顆實生薯,根據外形、皮色、肉色等性狀,從中選出10%,即1000個。第二年根據產量和塊莖性狀等,選出5%,即50個。第三年種的50個馬鈴薯,再根據產量、品種和抗性等性狀,選出5—10個。第四年到第五年選1—2個,最終得到優良的品種,再往后通過品種試驗和區域試驗,就可申請品種權和品種登記,最后才能在市面上作為商品種來大面積推廣。

  對于李小波研究團隊而言,一個馬鈴薯品種的育成,就像一個新生兒呱呱墜地,過程中充滿了艱辛和喜悅。劉計濤作為團隊副主任,同時負責馬鈴薯品種登記和保護權申請工作,他說:“目前我們已經選育出20多個品種,接下來就是申請品種登記和新品種保護權了?!?/p>

  “這是粵薯1號,單株產量最高可達8斤,特別耐寒;那是粵紫薯1號,花青素含量高、薯形好,這些都是我們自主選育的?!痹谂嘤谋姸囫R鈴薯品種中,隨便選一顆,李小波都能一眼辨出其品種,并且如數家珍。

  目前,作物所培育了不同類型的優質、高產、抗病馬鈴薯新品種(系)100多份,其中,含有適合本地種植的紫肉、黃肉、白肉、紅肉等多種特色馬鈴薯品種,選育的“粵薯”系列、“粵紅”系列、“粵紫薯”系列品種已在廣東多地開展示范推廣。

  霧培技術支撐種薯繁育增值系數超20倍

  李小波介紹,從一粒實生種子到一個品種,要經歷漫長的育種過程,將會遇到太多不可確定性,也給馬鈴薯育種的成功增添了困難。那么,新品種培育成功后,又要如何進行種薯的快速繁育?

  與地里一派繁忙景象相反,在離基地1公里外的省農科院脫毒種薯繁育中心,密閉的光照培養室內格外安靜。懸掛的溫度計顯示室溫是22℃,一排排試管和瓶子整齊地擺在架子上,試管、瓶子內壁析出水珠,透出朦朧的絲絲綠意,里面裝的是馬鈴薯品系擴繁出的組培苗,這是用馬鈴薯品種(系)莖尖組織在培養基中培育出來的。

  “這些種苗還得搬好幾趟‘家’,才能到地里去?!崩钚〔ù┖霉ぷ鞣?,例行了消毒程序,進入培養室,仔細觀察著每一棵種苗的長勢。他說,一般情況下,一棵健康的種苗要先從培養室移植到溫室的苗床上,才能產出原種。

  為了讓“薯仔兒”更快更好地成長,團隊想了許多辦法?!耙岣呱a效率,就要盡可能縮短種薯的生長周期?!币粋€想法在李小波腦海里應運而生——采用霧培技術進行馬鈴薯種薯本地化繁育。

  然而,霧培技術的實現需要霧培裝置的支撐。由于此項技術多在北方應用,省內找不到現成的馬鈴薯霧培裝置,即使從外省購置,也需根據本地環境進行改良。

  眼看馬鈴薯播種的季節將至,一股無形的壓力壓在了李小波身上,“那就自主設計!”

  壓力就是動力,李小波自己畫設計圖、制作模型、反復試驗,拿出初步方案后,制作樣板,與研究團隊反復討論,逐步調整,最終才得到一套滿意的方案。

  如今,李小波設計的霧培裝置就設在基地的溫室里。霧培床上,一株株薯苗綠意盎然。打開霧培槽下的遮光擋板,馬鈴薯的根須一覽無余,一簇簇懸空垂下,上面結著數十粒鵪鶉蛋大小的實生薯。設定時間一到,霧化的營養液便從霧培床下的噴頭內噴出,給根須上的實生薯洗起了“營養澡”。

  “多的能達到200粒?!崩钚〔ㄗ院赖卣f。在霧培環境下,種薯可分批收獲,收獲時不用整株拔起。如此一來,種薯的生長周期明顯縮短,也無需反復種植,種薯繁育增殖系數是普通繁育技術20倍以上。

  新技術落地見效,也成功申請了專利。更可喜的是,今年1月,作物所、北大荒薯業集團、韶關市農業農村局、乳源瑤族自治縣政府、中國農科院深圳農業基因組所等五方簽訂框架協議,將在韶關乳源建設全國最大的馬鈴薯霧培種薯繁育基地。政科企聯合開展種源創新、育種技術創新和種薯繁育關鍵技術創新,將有效解決冬種馬鈴薯種業振興中遇到的技術難題。


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