專訪大豆育種專家:我國大豆育種從跟跑到領跑

2022-10-25 09:20:50 來源: 新京報

  二十大勝利閉幕,大江南北也迎來豐收。今年以來,大豆擴種備受關注,同時,大豆單產、抗病等性狀的提升,也成為科研攻關的重點領域。

  近年來,我國大力推動大豆育種科技攻關,據了解,我國大豆育種水平、育成品種數量等,都已取得了長足進步。近日,記者采訪了大豆育種專家、中國農科院作物科學研究所研究員孫石。

  孫石表示,當前我國已育成了一批適合不同區域種植的優良品種,“如黑河35、黑河45、黑河49等極早熟、超早熟大豆品種,使東北北部第五、第六積溫帶等高寒地區的大豆面積明顯擴大,產量水平不斷提升。中黃13、齊黃34等早熟抗逆品種的大面積推廣應用,使黃淮海南部地區在勞動力大量轉移、耕作栽培仍顯粗放的條件下,實現大豆面積逆勢擴展和單產穩步提升!

  大豆育種專家、中國農科院作物科學研究所研究員孫石。受訪者供圖

  從傳統到現代,大豆育種變遷

  :我國有悠久的大豆種植歷史,能否介紹一下大豆馴化和推廣的歷程?

  孫石:中國是大豆原產國,大豆生產歷史悠久。秦代以前大豆稱為“菽”,西漢以后稱為“大豆”。古代大豆的種植區域很廣泛,夏商周時代大豆在中國黃河流域種植。秦漢時期,大豆擴種至長江以南地區,據公元前1世紀成書的《氾勝之書》記載,當時中國大豆的種植面積已占全部農作物的2/5。到唐代,大豆擴種至全國各地。19世紀中期以后,我國的豆類“三品”,即大豆、豆餅、豆油,成為世界矚目的商品,進而使中國東北大豆種植面積和產量驟增。在近代,中國大豆最多的時候,占世界總產量的60%-70%。

  :我國大豆的現代育種是從什么時候開始的?

  孫石:現代意義的大豆科學技術研究始于清末民初。當時遺傳學、統計學等現代科學理論和方法被引入我國,并逐步應用到大豆等作物的品種改良中。最先開展的是大豆純系育種和雜交育種,還開展了大豆區劃、品種分類與進化、引種、性狀間的關系、雜種優勢、性狀遺傳、野生大豆與栽培大豆雜交、大豆開花習性與開花期、抗病耐逆及育種方法等方面的研究,取得了一系列基礎性研究成果,并育成了一些大豆品種。但總體上說,由于歷史條件,大豆研究缺乏統一組織,研究項目較為零散,以應用研究為主,極少開展理論研究,進展也十分緩慢。新中國成立之后,我國大豆科技發展迎來一個較快發展的時期。在此階段,通過系統育種篩選了一批優良品種,為大豆生產的恢復與發展做出了積極貢獻,大豆理論研究方面也取得了一定的進展。中國還在世界上首先實現了大豆三系配套,培育了一批雜交大豆新品種,雜交大豆研究水平世界領先。

  百年育種,育成三千多個新品種

  :分子生物學、基因編輯等現代技術出現后,育種技術發生了飛躍性的進步,我國在這方面的發展情況如何?

  孫石:這些年,我國大豆分子生物學、功能基因組研究等方面,也獲得了快速發展,我國在世界大豆科技界整體地位不斷上升。從在國際刊物上發表論文的數量看,2013年,我國在SCI收錄刊物發表的大豆科技論文數達307篇,占世界總數的比例上升到24.6%。在大豆基礎研究領域,我國正在經歷著從跟蹤研究,向部分領域內領先乃至超越的方向轉變。2009年,我國在北京成功舉辦了第八屆世界大豆研究大會,充分展現了我國大豆科技界的學術水平和組織能力。

  :在成果方面,有哪些推廣較多的品種?

  孫石:百年之間,中國大豆遺傳育種取得了很多突出的成果。如選育出了東農4號、吉林3號、鐵豐18、黑農26、合豐25、魯豆4號、浙春2號、綏農14、吉林20、中黃13和黑河43等一批具有代表性的優良大豆品種。從1923年-2021年,我國累計選育大豆品種3481個。2020年,國家大豆產業技術體系石河子綜合試驗站利用膜下滴灌技術種植15畝吉育86,實收測產1.5畝,達到453.5公斤/畝,創造了全國大豆單產最高紀錄。

  現代農業技術體系建立,大豆是第一批

  :近年來,我國進口大豆增長很快,國產大豆在育種方面有何成就?

  孫石:我國種植的大豆90%以上用于直接食用、加工豆制品和大豆蛋白,少量用于生產豆油和豆粕。在我國,不同產區的大豆生產,受光溫等自然條件影響,蛋白、脂肪含量有所不同。東北地區大豆脂肪含量高、蛋白質含量低,黃淮海、南方地區大豆蛋白質含量高、脂肪含量低。育種工作者在品種選育過程中綜合考量高產、穩產、抗病、耐逆同時兼顧品質等要素。

  :2002年以來,我國多次實施大豆振興計劃,育種方面是否有相關的配合攻關?

  孫石:事實上,改革開放之后,中國大豆科技研究就步入了快速發展的軌道。從國家層面看,陸續啟動了多項重要的攻關計劃。特別是2007年,農業農村部和財政部聯合,啟動了現代農業產業技術體系建設專項,大豆作為首批啟動的體系之一。集合了全國大豆科技力量,全面提升了我國大豆產業技術研發能力,攻克了制約大豆產業發展的諸多技術瓶頸。

  :有沒有你印象深刻的攻關故事?

  孫石:黑龍江黑河市是我國大豆種植面積最大、總產量最高的地級市。近年來,中國農科院作物科學研究所聯合國家大豆產業技術體系在那里進行了多項科技攻關,面向東北北部大豆主產區開展品種選育和技術研發工作。把黑河作為技術集成和成果轉化的重點地區,開展品種選育、技術研發、裝備測試、產品開發、技術集成、高產創建和展示示范等多方面的工作,并在協同攻關、科企合作等方面,都做了積極的探索和實踐。構建了一套以院士工作站為依托、以崗站團隊為核心的多部門、多學科協同聯動的科技力量匯聚攻關模式。這些探索已經取得了許多成就,目前我們和當地的合作仍在深化之中,今年8月還建立了“中國農業科學院黑河大豆研究中心”,進一步推動當地大豆產業的發展。

  大豆育種專家、中國農科院作物科學研究所研究員孫石。受訪者供圖

  挑戰與方向,高產多抗兼顧優質

  :和大豆育種發達的國家相比,我國大豆在單產等方面還相對落后,大豆育種還有哪些難題或挑戰?

  孫石:確實,我國大豆育種還有很多需要解決和克服的難題。第一,基礎研究方面的滯后,制約著原始創新能力提升。第二,我國有豐富的大豆種質資源,但這一優勢尚未得到充分發揮。第三,生物技術品種研發和產業化方面,還比較滯后。第四,良種繁育和知識產權保護體系尚待進一步完善。第五,公益性研究和商業化育種銜接,需要進一步加強。第六,大豆種子企業的自主創新能力亟待加強。

  :在今天,我國大豆育種有哪些主要的方向,未來的目標是什么?

  孫石:當前我國的大豆育種,主要針對大豆產量、抗病蟲性等性狀,同時兼顧其他優良特性。在未來,我們還需要充分利用大豆種質資源優勢,通過常規育種與分子標記輔助選擇、全基因組選擇、基因編輯等現代技術手段的有機結合,培育耐密植、抗倒伏、高產、抗病蟲、耐逆、優質、適宜輕簡化栽培的大豆新品種,通過良種良法配套,使全國大豆產量快速提升。同時,還需要加強大豆良種聯合攻關,加快推進科企深度合作,提高種業科技創新能力。

  現在與未來,適應不同需求育成新品種

  :能否介紹一些當前大豆育種的新成就?

  孫石:我國大豆生產條件比較復雜,大豆核心產區主要為東北北部高寒地區、黃淮海南部等生產條件較差的地區。多年來,育種工作者不懈努力,在各地育成一批適應當地生產的大豆品種。如在東北地區育成一批早熟、抗逆品種,其中黑河35、黑河45、黑河49等極早熟、超早熟大豆品種的育成,使東北北部第五、第六積溫帶等高寒地區的大豆面積明顯擴大,產量水平不斷提升。再如中黃13、齊黃34等早熟抗逆品種的大面積推廣應用,使黃淮海南部地區在勞動力大量轉移、耕作栽培仍顯粗放的條件下,實現了大豆面積逆勢擴展和單產穩步提升。還有貢選1號、南豆12、中黃30等耐蔭抗倒品種的推廣應用,則滿足了西南、西北地區間套作栽培的需要,類似的例子還有很多。

  :你認為以后的大豆育種工作,還需要加強哪些方面?

  孫石:第一是加強大豆種質資源的收集、評價與創新。規;、精準化開展大豆資源重要育種性狀表現型和基因型鑒定,建立種質資源性狀信息、分子數據和載體品種等信息數據庫,實現資源共享。第二是推進現代育種技術體系建設,提高大豆育種效率和精度。針對我國主要生態區大豆生產中,迫切需要解決的產量低和抗性滿足不了生產需求等問題,重點解決大豆產量、抗性、品質、適應性等性狀的分子調控基礎等關鍵科學問題。第三是培育突破性的大豆新品種,滿足不同消費類型需求。培育適應不同區域栽培的高產、多抗、耐逆、優質、廣適性的大豆新品種。

  記者 周懷宗

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