文 编辑 | 俊
前言
不知道大家有没有想过,为什么高产的杂交水稻,农户每年都必须重新购买新种子?明明田里收获满满,自留种子第二年产量就断崖式下跌。
这个困扰全球农业百年的难题,我们中国科研团队,历经十多年埋头攻坚,拿出了“一系1号”这把钥匙。
袁隆平院士四十多年前畅想的一系法梦想,终于照进现实,这到底会给全世界粮食格局带来多大的震动?
困扰人类百年难题
我常常会和身边务农的朋友聊天,听得最多的一个痛点,就是杂交水稻的种子成本。
很多人以为,庄稼收了粮食,挑一部分饱满的留作来年种子是天经地义的事,但是这套办法,放在传统杂交水稻身上完全行不通。
这就是杂交育种里的“杂种优势”悖论,第一代杂交水稻能够汇聚双亲优良基因,抗病、增产,可一旦自行留种,下一代基因就会发生分离,高矮不齐、减产严重,产量直接大打折扣。
回顾杂交水稻的发展史,袁隆平院士当年规划了三步走路线,三系法,两系法,终极目标就是一系法。
三系法需要保持系、不育系、恢复系三套系统配合,育种流程繁琐,制种工作量巨大;后续两系法简化了配套流程,依靠光照和温度调控育性,大幅降低了制种难度,这也是过去几十年我们大规模推广的技术。
可不管是三系还是两系,都逃不开同一个短板:每年都要专门开辟制种田,人工杂交培育新种子,农户绝对不能自留种子。
放眼全球,这不仅仅是中国农民的难题,更是全世界育种界的天花板难题。
海外种业巨头靠着杂交种子的特性,牢牢把控种子市场,农民每年耕种,都必须采购全新种子。
一旦放弃购买自留种,就会面临减产绝收的风险。
无数国家的育种团队,耗费数十年尝试攻克无融合生殖,想让杂交水稻实现代代保留高产性状,却屡屡失败。
很多科研人员甚至断言,想要让杂交水稻稳定克隆留种,在自然界几乎不可能实现。
就是在这样的背景之下,袁隆平院士在四十多年前提出了宏大构想,未来一定要实现一系法杂交水稻。
简单来讲,就是培育出可以稳定自我克隆的杂交稻,收获之后,农户留下一部分稻谷,第二年直接下地播种,高产的优良性状不会消失。
这个目标,在当年听起来如同天方夜谭,但是我们国内的科研团队,接过了这份沉甸甸的接力棒,从此开启了漫长的攻关之路。
科研从来都不是一蹴而就,最开始研究无融合生殖的时候,团队曾经做出过杂交稻克隆种子,但早期克隆效率仅仅只有5%,绝大多数种子依旧会发生性状分离,结实率也严重下滑,完全达不到大田种植的标准。
无数次基因筛选,成千上万次田间试验,年复一年泡在试验田里,风吹日晒,就是为了寻找能让水稻实现“开有性之花,结无性之果”的关键密码。
这条路一走就是十多年,无数人在质疑声中坚守,谁都不知道终点究竟在哪里。
一系1号横空出世
当科研团队挖掘出水稻内源“华胥”基因,构建起Fix8无融合生殖体系,“一系1号”终于培育成功的时候,整个国内水稻育种圈都为之振奋。
很多人看不懂专业术语,我用大白话解释:一系1号开出正常的稻花,完成授粉,但长出来的种子,胚芽直接复制母本的全部基因,不需要双亲基因重组。
也就是说,不管种多少代,它的基因都能稳定复刻,杂交稻高产的优势,完完整整保留下来。
实测数据更让人震撼,这个品种克隆效率稳定达到99%,同时结实率维持在正常水平。这个数字是什么概念?
意味着农户收割之后,只需要挑选饱满健康的稻谷留存,来年直接作为种子下地,不用每年花钱采购昂贵的杂交稻种子。
对于广大种粮农户来说,这直接砍掉了每年最大的一笔农业投入之一。
长期来看,种粮成本大幅下降,农民的种粮收益会实实在在提升。
大家千万别小看“可以自留种”这件事。
对于普通小农户,每年购买种子是一笔固定开支;对于大面积规模化种植的产区,种子采购的成本累积起来是一笔巨大开销。
一旦这项技术成熟落地推广,农户不再被种子供应束缚,不用担心种子涨价、供货短缺的问题。
放到全球视角来看,很多发展中国家粮食短缺,农户买不起高价良种,这项技术如果对外输出,能让高产水稻在全球更多地区落地生根。
当然我也要客观说明,很多人看到新闻就以为现在全国农田马上就能全部换上一系1号,这个想法其实有点操之过急。
目前“一系1号”属于实证性品种,只是实验室与小范围试验田取得突破,接下来还要在国内不同气候、不同水土条件的区域,持续开展多年多点区域试验。
南方高温多雨的稻田,北方温差大的种植区,盐碱土地,都要持续测试它的稳定性、抗病能力、抗倒伏能力。
育种从来不是实验室成功就能直接铺开,田间多年考验,是新品种走向大田必不可少的一关。
即便还没有全面推广,这项成果的里程碑意义,已经写进人类育种历史。
杂交水稻百年探索,三系法是第一次革命,两系法是第二次,而一系法,被业内认定为杂交水稻的第三次重大革命。
过去全世界无数顶尖团队苦苦追寻的目标,被我们中国科研团队率先实现稳定突破,把曾经遥不可及的梦想,变成了试验田里沉甸甸的稻穗。
筑牢中国粮食安全
很多人把一系1号的价值,仅仅局限在“农民不用年年买种子”,但在我看来,这项技术的深层价值,远比节省成本更加宏大,它直接关系到国家粮食安全,也给全球粮食危机提供中国方案。
民以食为天,粮食安全是一个国家最基础的底线,种业更是粮食安全的“芯片”。
过去很长一段时间,种业竞争日趋激烈,国外不少种业企业掌握大量作物育种专利。
而一系法杂交水稻,核心技术全部掌握在我们自己手里,从关键的“华胥”基因挖掘,到无融合生殖体系构建,整套技术拥有自主知识产权。
一旦后续品种通过全部试验、规模化落地,我们的水稻种业自主可控能力,会再上一个大台阶,从根源上避免水稻种子被外部卡脖子的风险。
放眼全球,如今气候变化加剧,极端天气频发,全球粮食供给一直紧绷,很多欠发达地区粮食生产压力巨大。
这些地方的农户收入微薄,无力持续高价购买杂交稻种子,很多高产良种很难落地推广。
而一系法水稻,一次种植,代代留种,不需要持续采购新种子。
未来经过持续优化之后,这项技术可以输出到全球粮食紧张的地区,帮助更多国家提升粮食产量,这就是属于中国的农业馈赠。
同时,这项育种突破,还打开了全新的育种思路。
无融合生殖这套技术框架,未来不仅仅可以用在水稻上,小麦、玉米等各类粮食作物,都有借鉴的可能性。
一旦这套技术拓展到其他主粮,整个全球粮食育种体系,都会迎来巨大变革。过去我们学习国外育种经验,如今我们的育种成果,为全世界开辟全新的技术方向。
当然,我们依旧需要保持理性,不能盲目吹捧。
现在的一系1号,还处在试验阶段,还有不少需要持续优化的地方。品种的稳产性、抗病虫害能力、不同地域适应性,都需要漫长的田间试验来验证。
从试验田走向千家万户的稻田,还要跨过审定、示范、配套种植技术普及等重重关卡。
科学发展要一步一步走,激动之余,我们也要尊重育种的客观规律。但毋庸置疑,我们已经拿到了通往未来的入场券,在这场关乎人类饭碗的竞赛中,我们走在了世界最前面。
结语
四十载夙愿,十多年攻坚,一系1号的诞生,是一代代水稻科研人接续追梦的成果。它破解了杂交水稻无法留种的百年难题,是杂交水稻育种史上划时代的飞跃。
虽然距离全国大面积推广还有一段路要走,但这项技术已经向世界证明,中国种业有底气、有能力不断突破。
手中有粮,心中不慌,禾下追梦的故事,还在继续书写。
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