“育種田里的追光者”：薪火相繼 書(shū)寫(xiě)“中原糧芯”傳奇——專訪河南省農(nóng)科院糧食作物研究所魯曉民團(tuán)隊(duì)
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(guò)接力棒，將抗逆基因注入鄭單819的“強(qiáng)健體魄”，四代育種人將中國(guó)種業(yè)的傳承與革新刻進(jìn)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(biāo)記、單倍體技術(shù)鍛造“抗災(zāi)盾牌”，變的是從經(jīng)驗(yàn)直覺(jué)到智能育種的跨越，不變的是“把論文寫(xiě)在大地上”的赤誠(chéng)。
在河南省農(nóng)科院糧食作物研究所的海南南繁試驗(yàn)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(yuǎn)處分裝玉米的團(tuán)隊(duì)成員，深情講述著老一輩育種人的傳奇故事。上世紀(jì)九十年代前，“玉米育種沒(méi)有實(shí)驗(yàn)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(shí)的科研人員用最樸素的火眼金睛和豐富的育種經(jīng)驗(yàn)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(gè)品種連續(xù)19年穩(wěn)居全國(guó)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(yuǎn)揚(yáng)，更在廣袤的黃土地上播撒出“黃金神話”。“從堵純信老先生開(kāi)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(guò)幾代人的努力，取得了巨大的進(jìn)步。”目前，團(tuán)隊(duì)已將育種版圖擴(kuò)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(duì)伍，也已壯大成26人的專業(yè)團(tuán)隊(duì)，成功培育出15個(gè)國(guó)家審定品種、40余個(gè)省級(jí)品種，包括鄭58、鄭8713、鄭D7325等優(yōu)良自交系，獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)3項(xiàng)、省級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)9項(xiàng)等榮譽(yù)。如今，實(shí)驗(yàn)室的基因圖譜代替了過(guò)去的桿秤，生物技術(shù)讓育種人能夠精準(zhǔn)定位優(yōu)良基因。“如果沒(méi)有南繁加代的話，我們以前選出一個(gè)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(zhǔn)高效。”技術(shù)的革新讓育種工作更加高效，但無(wú)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(guò)田間風(fēng)雨的考驗(yàn)——就像育種人代代相傳的堅(jiān)守，既仰望星空，又腳踏實(shí)地。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(fù)責(zé)單倍體育種工作的副研究員郭書(shū)磊，輕輕捻著花粉，娓娓道來(lái)：“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。”憑借單倍體技術(shù)的助力，團(tuán)隊(duì)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(lái)，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(lái)了巨大的沖擊。當(dāng)其他玉米品種葉片枯黃卷曲時(shí)，鄭單819卻以挺拔的姿態(tài)傲立田間。這個(gè)中抗六種病害（中抗鐮孢莖腐病、鐮孢穗腐病、小斑病、南方銹病、彎孢霉葉斑病、瘤黑粉病）的“綠色玉米”，正是團(tuán)隊(duì)多目標(biāo)性狀協(xié)同改良的結(jié)晶。2024年的測(cè)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(wú)禿尖，淀粉含量超過(guò)75%，兼具糧食與飼料的雙重價(jià)值。與郭書(shū)磊搭檔的宋迎輝博士，則肩負(fù)著團(tuán)隊(duì)明年90多個(gè)組合的試驗(yàn)重任。他的培育方向明確而堅(jiān)定：在保證產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)抗倒性、改良抗病性、改善品種，以滿足市場(chǎng)的多元化需求，減少農(nóng)藥的使用量，助力農(nóng)民實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收。“伸手摸到稍，低手摸到腰”精煉的語(yǔ)句也道出了我國(guó)玉米育種的新方向。團(tuán)隊(duì)正將目標(biāo)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(shí)株高、穗位也上去了，風(fēng)險(xiǎn)也就增加了。強(qiáng)壯的根系、合理的降低株高，培育矮桿耐密植、抗逆性強(qiáng)的品種是保障單產(chǎn)能力提升的關(guān)鍵。”圍繞矮桿、抗逆、耐密、宜機(jī)收的育種目標(biāo)，團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)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(guó)家試驗(yàn)。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(shí)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(chǎng)”，見(jiàn)證了無(wú)數(shù)種子的成長(zhǎng)與蛻變。只有那些能夠經(jīng)受住多重考驗(yàn)的品種，才能在全國(guó)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(guó)？不僅僅是河南育種人勤奮踏實(shí)，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。”魯曉民打趣道，“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(lái)的！”這句話道出了育種人的艱辛與堅(jiān)持，也彰顯了他們對(duì)育種事業(yè)的熱愛(ài)與執(zhí)著。
PART.04
“吃飽沒(méi)問(wèn)題，但我們還想吃好”
中國(guó)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(guó)家糧食安全奠定了堅(jiān)實(shí)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(dòng)糧食安全向更高層次升級(jí)。作為飼料占比80%以上的關(guān)鍵作物，玉米產(chǎn)量牽動(dòng)著從“吃得飽”向“吃得好”轉(zhuǎn)型的命脈。然而，當(dāng)前我國(guó)玉米的單產(chǎn)水平僅為美國(guó)的60%，種業(yè)“卡脖子”的風(fēng)險(xiǎn)暗流涌動(dòng)。歷史教訓(xùn)告訴我們，種質(zhì)資源的保護(hù)與創(chuàng)新關(guān)乎農(nóng)業(yè)命脈，一旦流失，將給國(guó)家?guī)?lái)不可估量的損失。因此，“農(nóng)業(yè)芯片”的自主可控，是時(shí)代賦予我們的神圣使命。
“吃飽目前沒(méi)有太大問(wèn)題，但是我們還想吃好、吃健康。”魯曉民的話語(yǔ)中透露出對(duì)美好生活的向往，“從玉米來(lái)講，也是物種馴化在我國(guó)取得了比較成功的案例。但與美國(guó)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(yíng)養(yǎng)的健康保障。”在這場(chǎng)關(guān)乎未來(lái)的攻堅(jiān)戰(zhàn)中，科技的力量正在重塑作物與土地的對(duì)話。從美洲到中國(guó)，玉米跨越千山萬(wàn)里的馴化史被賦予了新的內(nèi)涵。魯曉民團(tuán)隊(duì)深諳“橘生淮南”的道理，每年組配近2萬(wàn)份材料，在南繁基地加速育種進(jìn)程，在多生態(tài)區(qū)反復(fù)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室的基因解析與田間的抗逆試驗(yàn)相得益彰，共同為“吃得好、吃健康”奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在南繁試驗(yàn)基地，魯曉民彎腰撫過(guò)沉甸甸的玉米穗，偶爾輕巧地掰下一根，一分為二，向記者細(xì)致展示著玉米橫截面的細(xì)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(shí)，“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(shí)千差萬(wàn)別的株型穗型，將經(jīng)驗(yàn)?zāi)Y(jié)為“誰(shuí)與誰(shuí)能締造佳偶”的獨(dú)到見(jiàn)解。“我最早開(kāi)始從事育種的時(shí)候，就是天天泡在地里，導(dǎo)師說(shuō)，要多下地，多認(rèn)材料，坐實(shí)驗(yàn)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(jìn)著育種從2.0時(shí)代向4.0、5.0邁進(jìn)，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(lái)。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(jìn)步，要不跟不上了。國(guó)家力推的新質(zhì)生產(chǎn)力戰(zhàn)略，為這場(chǎng)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(gè)百分點(diǎn)，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(guò)基礎(chǔ)研究的提升促進(jìn)應(yīng)用研究的進(jìn)步，相輔相成，逐步揭開(kāi)玉米基因的神秘面紗，這是一項(xiàng)漫長(zhǎng)而艱巨的任務(wù)。”魯曉民堅(jiān)定地說(shuō)，“但社會(huì)在進(jìn)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。”展望未來(lái)，魯曉民滿懷期待地憧憬著智能化育種時(shí)代的到來(lái)。“將玉米的表型特征，諸如株高、穗位、葉長(zhǎng)、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(shì)，悉數(shù)洞察無(wú)遺，甚至機(jī)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(kāi)放的心態(tài)，勇于擁抱新事物，敢于創(chuàng)新。”傍晚時(shí)分，試驗(yàn)田里季風(fēng)悠悠拂面，魯曉民輕輕撫摸挺拔的玉米桿。遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，60畝育種田里密布著編號(hào)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(tuán)隊(duì)在“農(nóng)業(yè)芯片”的研發(fā)之路上破浪前行。
編輯：曾冉冉
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