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何为绿色超级稻?不止袁爷爷,还有很多科学家操心我们的吃饭问题

张业军的科技圈 2021-08-24 18:23 发文

“杂交水稻并非我一个人的成绩,而是整个科研团体的成就。”当代神农袁隆平先生曾如此说过。这既是老一辈科学家谦逊品德的体现,也体现了科研工作所需要的协作与传承精神。

正是这样的精神,让我们手里有粮,心中不慌。

今年7月,联合国发布的《世界粮食安全和营养状况》报告显示,2020年全球约十分之一人口面临食物不足困境。其中,亚洲面临粮食短缺的人口为4.18亿。

2010年以来,中国人均粮食占有量持续高于世界平均水平,2019年超过470公斤,远远高于人均400公斤的国际粮食安全的标准线。

即便是拥有如此令人骄傲的成绩,我们的农业科研人员依然不敢懈怠,尤其是在杂交水稻上继续创造着一个又一个增产又增质的奇迹。

这就是军哥今天要讲述的主角“绿色超级水稻”和它的研发团队的故事。

不久前,在华中农业大学的作物遗传改良国家重点实验室里,一个产量高、抗病虫强、肥料利用效率好的稻米新品种在食味品质盲测评比中拔得了头筹。

这个最终胜出的稻米新品种就是“绿色超级稻”,它是在环境友好、资源节约型农业大方针下研发成功的优质高产稻米新品种。

水稻一直是我国民众的主要口粮之一,为了解决如此众多人口的吃饭问题,我国老一辈的水稻科学家经过多年的潜心研究,通过水稻杂交等育种方式已经基本解决了例如产量等一系列问题,而在随后的数年里,水稻育种专家又培育出了超级稻,更进一步地提高了水稻的产量。

可是关于水稻的研究永无止境,它的产量能不能更高,它的口感能不能更好,它的营养能不能更健康,种植过程中的环境污染能不能更少……

中国科学院院士华中农业大学张启发教授就是努力实现这种想法的践行者之一。

从矮杆杂交稻,到追求产量的超级稻,在不牺牲产量的前提下,接下来要变现的当然是更高的稻米质量。

换句话说就是,我们要的不仅仅是“超级”还要“绿色”好吃。

张启发教授从事水稻研究四十多年,致力于应用生物技术进行作物改良,从保障中国粮食安全,促进农业可持续发展的战略高度,提出并实施了“少打农药、少施化肥、节水抗旱、优质高产”的“绿色超级稻”战略构想。

“绿色超级稻”的创新之处是“绿色”,而“绿色”的关键前提是少用化肥和农药。

大部分水稻品种比较“娇贵”,影响水稻生长的主要有“三虫三病”,即(三化和二化)螟虫、褐飞虱、稻纵卷叶螟和稻瘟病、白叶枯病、纹枯病,目前杂交稻里还有一个刚发展起来的严重病害叫稻曲病。

农田中施用化肥和杀虫剂是为了提高水稻的品质和产量,防止水稻病虫害的发生,这些方法为人类立下过不朽功勋,但也多多少少有些弊端。

随着环境整体污染的加剧,以及人们环保健康理念的越来越强,我们能不能不用这些方法也能让水稻长势喜人呢?难道真的没有两全其美的办法吗?

为了让人民能够吃上更环保的“绿色”稻米,张启发教授决定带着团队来一次“绿色革命”?

在张启发教授的“绿色革命”中,近几年进步迅速的分子育种技术功不可没。

这种技术可以帮助育种专家实现对控制水稻性状的许多基因进行鉴定,确定哪个基因影响哪些性状,然后对这些基因进行选择。

而所谓的“绿色超级稻”简单地来说就是结合传统育种方式,利用现代的功能基因组学成果培育出的更优质水稻品种。

相较于超级稻,在产品质量相同的基础上,“绿色超级稻”要做到水 肥料、农药的使用量均节省30%。

为了实现“绿色超级稻”的目标,研究团队采用更为精准高效的分子育种,也叫基因组育种的模式。

据统计,水稻共有5万多个功能基因,究竟哪些基因才是专家想要的基因呢。

经过各国农业专家的努力,目前已经掌握了3290个功能基因。

例如人也有几万个基因,所以任何生物任何性状都来源于基因,水稻也不例外,追求产量有产量的基因,追求品质有品质的基因,追求抗病有抗病的基因。

可是面对着一株水稻,要想知道这里面都有哪些基因,又有哪些是所需要的抗性基因,还真不是一件容易的事 。

看似都一样的水稻其实千差万别各有各的性状,比如有的水稻高产,但不抗病虫害,有的水稻抗旱却不高产。

如果是传统的杂交育种,就要农业专家在田间地头一遍遍地去进行杂交、试种,最终选定一个稳定的后代,可能需要7到8年的时间。

而基因育种就是通过对水稻的基因进行提取快速找到水稻中是不是有专家们所需要的抗性基因,例如抗病虫害、节水抗旱等基因。

研究团队的工作就是通过基因组技术直接找到那些抗性基因,取其精华弃其糟粕,利用传统的杂交技术,就将目的基因导入到了不具备抗性的水稻上面,再通过几代的杂交、回交和自交过程,最终获得稳定的用于农业推广的栽培稻品种。

最终,在湖北这片人杰地灵的土地上终于培育出了少打农药、少施化肥、节水抗旱、优质高产的“绿色超级稻”。

从此,在中国人饭桌上又多了一碗中国人自己掌握育种技术的稻米饭。

绿色超级稻的研究虽然取得了重大成绩,但水稻研究永无止境,张启发教授和他的团队们一直都在田间的路上。

谨以此文感谢中国的所有神农们!


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