本报记者 刘佳华
普通大米升糖快,糖尿病人想吃上一碗香喷喷的白米饭,只能将目光转向低GI(升糖指数)水稻。
在辽宁,低GI水稻一度水土不服,生长慢、杂交难。这一局面在今年3月被改写:辽宁省农业科学院种业创新研究院(以下简称“种研院”)利用基因分型平台和植物工厂,成功培育出12份适合本地种植的低GI水稻新种质。
这场突破的背后,离不开一座种业“宝库”的助力:2025年9月,在辽宁省农业科学院一隅,辽宁省种质资源库正式投用。斥资1.17亿元、耗时两年建成、建筑面积约7000平方米,这座种质资源库既肩负着守护种源的职责,又可通过相关平台和机制激发创新活力,精准育种、服务产业。
藏种于库,育粮于田。这座拔地而起的种业“宝库”,标注着科技兴农的前行步伐,也镌刻着育种人扎根大地的初心与坚守。
守护资源,构建完备保存体系
走进辽宁省种质资源库,仿佛置身“种子银行”:一楼,温度、湿度得到严格控制的“双十五”干燥间里烘干机轰鸣,短期、中期、长期存储库环布四周,金属货架整齐排列,瓶瓶罐罐装满种子;二楼,超低温库里,巨型液氮罐泛着冷光,罐内是零下196摄氏度极低温环境……
“核心优势可以概括成四个字:大、智、全、特!”说起这座新库,种研院研究员吴禹满是自豪。
“大”,主要指50万份总库容,够辽宁省未来50年用,规模在全国范围内位居前列。
“智”,配备智能堆垛机和传送带系统,存取种子全程自动化,既节省空间,也减轻人员进出库对温度、湿度的干扰。
“全”,包括低温、超低温、试管苗、DNA四大库,既能保存粮油、蔬菜等作物的种子,也能保存薯类块根块茎、花卉种球等无性繁殖材料,还能保存珍稀种子的DNA,构建起“种子+活体+基因”的全方位保存体系。其中,最“长寿”的种子已休眠16年。
“特”,不乏金镶玉谷子、辽东结缕草等特殊“藏品”。库内目前已保存各类种质资源3万余份,涵盖粮油、蔬菜、果树、花卉、林木等上百个作物种类,其中野生资源、农家种、珍稀资源、外引资源等占比超过半数,遗传多样性丰富。
库内的野生大豆资源最具优势。2012年起,吴禹便带领团队踏上漫漫寻种路,陆续收集到7000多个野生大豆居群和2万多个单株种子,数量居全国首位。
从山村老人手中找到“白头霜”玉米良种、在辽西山路上走险坡采集狗尾草种子……种研院的成员们翻山越岭、费尽周折,只为收集和保存更多农业“芯片”。
“去年,沈阳、盘锦等地的热心市民为我们提供了野生大豆的多条线索。”吴禹说,一对母子还专门开车,配合团队一起实地寻找、采集,孩子还在读小学,可谈起种质资源却头头是道。
种质资源库种子整理区旁,大屏上显示着种质资源分布情况,光点遍布辽宁全省,一个光点就是一段回忆、一份守护。吴禹说:“新种质资源库投用后,我们更要保存好种子,向社会共享资源,为端稳‘中国饭碗’贡献力量。”
激活创新,搭建多元应用平台
辽宁省种质资源库三楼的农作物分子改良实验室里,种研院副院长陆晓春将装有种子基因组DNA的微孔板送入卡槽,轻点屏幕发出指令,机械臂随之精准移动,吸取种子DNA,开始自动检测。
“判定种子价值,不必先种进地里,也可以直接解析它们的基因密码,分析其中的抗病、高产和抗逆等遗传信息,把种子筛一遍,再种下去看田间表现,这样更高效精准。”陆晓春解释。
推动生物农业高质量发展,平台设施建设至关重要。辽宁省种质资源库引进百余台高端设备,建成6个创新平台,能进行作物表型鉴定、生理生化分析、基因发掘、功能分析、基因编辑,此外还共享生物信息与数据库,搭建起“资源保存—精准鉴定—创新利用”的全链条育种体系。
“就说这高通量基因分型平台,每天能检测1.5万份作物材料的基因型,对比传统技术,效率显著提高。”陆晓春说,“表型鉴定也实现了全自动化,我们建立矮化高粱分子标记辅助育种体系,结合基因分型和表型鉴定,已经筛选出一批矮化亲本系材料。”
基因挖掘也相应提速。“以前为了找高粱乌米抗病基因,需要挖掘寻找多年。现在有了这些平台,相信有的品种一两年就能找到关键基因。”陆晓春表示,“找到基因不是终点,能把它用在育种上,才算成功。”
走进基因编辑实验区,陆晓春托起一个培养皿,只见携带乌米抗病基因的高粱幼苗在灯光下透着生机。靶向培育具有优良性状的新品种,正是他们的努力方向。
“这些平台大有可为,比如鉴定种子真假,拿来一测便知。”陆晓春说,下一步将把种质基因编辑、DNA鉴定等技术更多地用在实处,助力守护种业秩序。
“种子银行”也是教学课堂,沈阳农业大学农学院组织了178名学生来此实习。“从收种、存种到育种,全流程都体现着现代化、智能化。实地参观学习,让我们对专业前沿情况有了更多了解,从而把理论和实践结合得更好。”大三学生孙凡乔说。
服务生产,夯实农业发展根基
“温度30摄氏度,相对湿度65%。”人工气候室外,屏幕上实时显示着室内环境参数和水稻秧苗的长势。室内,湿气混杂着青草香味扑面而来,灯光照耀下,水稻长势葱郁。种研院常务副院长郑文静为稻穗套上纸质隔离袋,仔细核对标注信息。从事育种30年,看着如今这座“种子银行”大显身手,她倍感振奋。
如何让携带优质基因的种子不只是在库中沉睡,而是走向田间地头、服务农业生产?依托种质资源库,郑文静带领团队建立了“育种亲本智选+分子设计杂交+花药培养+育种工厂快育快繁+后代标记辅选”的水稻分子设计育种技术体系。
“以前,育成一个良种主要靠经验,要好多年。现在,依托种质资源库,时间大幅缩短。”郑文静感慨,早前培育携带抗稻瘟病基因的水稻,攻关多年才获成功,而近来培育适合在辽宁种植的低GI水稻,只用了不到1年。
郑文静还带领团队给1500多份水稻资源做了全面评价,分析了其中47个功能基因,进一步摸清了辽宁水稻种质的家底。
“我们愿意当好‘联络员’和‘翻译官’,验证基因功能,让搞科研的和搞育种的互相听得懂、合得来,打通技术到田间的‘最后一公里’。”郑文静说,前不久他们和辽宁一家水稻企业正式签约,一方面凭借高通量鉴定,设计育种方案,提供技术支持,另一方面还帮助企业做水稻的定向改良。
创制携带矮秆、抗除草剂基因的高粱新种质,创制聚合高蛋白、大粒等基因的半野生大豆新种质……自种质资源库投用以来,种研院各团队突破传统育种周期长、效率低、精准度不足的瓶颈,创新步履一路向前。
如今,新库的资源、设备面向全省企业、科研单位开放,共享好种、共享技术。种研院还定期举办种质资源展示和技术需求对接会,推动优良品种和新技术落地。郑文静表示:“我们努力推动种质资源库成为全省种业创新的公共平台,让科研成果更快、更好地变成农民手中的良种。”
《 人民日报 》( 2026年04月21日 04 版)
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