为水稻育种提供优良基因(科技视点·种业科技自立自强⑥)(2)
在元江普通野生稻遗传特性研究方面,程在全团队取得了丰富的研究成果。团队系统评价了元江普通野生稻,发现其具有米质优、耐寒耐旱、抗稻瘟病、广谱高抗白叶枯病等优异性状。研究人员还发现,元江普通野生稻没有混入其他稻种的基因,是国内最原始的普通野生稻种,具有极高的研究利用价值。
“元江普通野生稻在国内现有普通野生稻分布区里海拔最高,有800多米,周围没有其他水稻,保证了遗传基因的纯粹。”程在全坦言,国内很难再找到像这样“原汁原味”的野生稻。据统计,2012年至今,程在全团队已把1100余份携带元江普通野生稻基因的高质量渗入系材料提供给20家国内科研机构,用于水稻研究和育种。
鉴定过程中,程在全团队发现,元江普通野生稻具有籼、粳分化不明显的遗传特性。“一般来说,北方以粳稻为主、南方以籼稻为主,而元江普通野生稻同时具有粳型和籼型两种基因。”程在全告诉记者,这种特性极大提高了资源利用率和育种效率。
在他的带领下,团队发明了同一个野生稻和栽培稻杂交组合同时培育籼稻、粳稻新种质和新品种的育种新技术。2018年,凭借“元江普通野生稻渗入系创制及其应用”研究成果,程在全团队获得云南省技术发明奖一等奖。
创新种质,推广抗旱新品种
5月的元江县气温逼近40摄氏度。去雄、套袋、授粉……在国家高原野生稻资源圃元江备份圃的试验田里,程在全团队中的育种能手殷富有副研究员卷着裤腿,在水田里顶着烈日开展栽培稻、野生稻的杂交、回交等实验。
“目前团队正致力于‘云资粳’系列新品种的研发,一些品系已完成室内抗病基因连锁标记辅助选择,正在开展大田抗病性和不同海拔多点适应性实验。”殷富有说。
将野生稻的优良基因转移到栽培稻上,说来容易做来难。
“野生稻与栽培稻虽然同为稻属,却是完全不同的种,属于‘跨种’杂交。”程在全告诉记者,3种野生稻里,普通野生稻与现在的栽培稻亲缘最接近,常被用来改良栽培稻。即便如此,普通野生稻与栽培稻的杂交也面临亲本间的生殖障碍,以及由此产生的“疯狂分离”难题。
所谓“疯狂分离”是指普通野生稻与栽培稻杂交后,基因难以有效结合,经历多代杂交后植株间差异明显、性状不稳定的现象。为攻克这一难题,程在全团队创新育种手段,加强对实验材料的基因测序,采用生物技术手段稳定其基因型,成功把普通野生稻的一些优良遗传特性转移到栽培稻中,有效解决了“疯狂分离”的难题。团队历时10年开发出具有耐旱、耐贫瘠、抗病特性的新品种“云资粳41号”和“云资籼42号”,平均亩产超过800公斤。
其中,“云资粳41号”的耐旱能力突出,连续多年入选云南“抗旱作物品种和技术汇编”。该品种除了在云南省内大面积种植,还推广到四川、贵州、广西等地。
随着一系列融合云南野生稻特性,具有抗白叶枯病、抗稻瘟病、适应性广、产量潜力大、米质优的水稻新品种(系)的诞生,云南野生稻资源发掘利用前景更加广阔。程在全表示,将在做好保护的基础上继续发力云南3种野生稻的研究,为守护国家粮食安全作出更多贡献。
《 人民日报 》( 2022年05月30日 19 版)
(责编:胡永秋、杨光宇)