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中国马铃薯网(www.malingshu7.com)讯 土豆是广受人们喜爱的食物,它丰富多样的做法吸引着男女老少的味蕾。但很多人并不知道,土豆的更新换代速度很慢。
中国农业科学院深圳农业基因组研究所研究员张春芝说,我们现在所吃的那些知名快餐店里的薯条品种,跟几十年前的人吃的一样。“这个品种是1902年选的,到现在已经119年了,也就是说我们吃的薯条其实跟上个世纪人吃的是一样的。这在别的物种是很难想象的,但是在马铃薯这个是事实。即便到今天它仍然是美国第一大品种,但是并不是说这个品种它种了100多年非常好,实际上它会感染很多的马铃薯病害,但是因为马铃薯育种很难,育种家这么多年了也没能选育出来一个品种能够替代这个。”
与谷物类粮食作物不同,栽培马铃薯是依靠薯块进行无性繁殖的同源四倍体物种。这种遗传的复杂性导致马铃薯的改良进程缓慢。马铃薯产业面临的另外一个挑战是薯块的繁殖系数低、储运成本高、易携带病虫害。
中国农业科学院深圳农业基因组研究所所长黄三文进一步解释说:“马铃薯栽培不靠种子繁殖,而是靠薯块进行无性繁殖,存在育种周期长、种植成本高、繁殖系数低、易携带病虫害等问题。而且由于马铃薯基因组的复杂性,它的遗传改良育种进程非常缓慢,全世界很多马铃薯品种已经有上百年历史了,仍然还在广泛种植。我国栽培面积最大的品种‘克新1号’也持续种了60多年。”
为了彻底解决马铃薯产业面临的问题,2015年,在农业农村部、中国农科院和深圳市的支持下,黄三文团队联合云南师范大学等国内外优势单位发起了“优薯计划”。黄三文介绍,这个计划是运用“基因组设计”的理论和方法,用二倍体育种替代四倍体育种,并用杂交种子繁殖替代薯块繁殖,从而提高马铃薯育种速度和繁殖效率,对马铃薯产业进行颠覆性创新。
黄三文说:“我们首先要解决马铃薯自交不亲和的问题,也就是马铃薯自花授粉后不会产生种子的问题。我们通过材料筛选和基因编辑,彻底解决了马铃薯靠种子自身繁育的问题。同时我们又发现了导致植株长势弱、产量降低等表现的有害突变位点。我们通过‘基因组设计’,淘汰有害突变、聚合优良基因,最终选育出具有显著杂种优势的‘优薯1号’品系。”
新一代杂交品种效果怎么样?2020年11月,在云南省德宏州盈江县,“优薯1号”进行了小区试验。今年2月,马铃薯成熟采收后测产,第一代新品种马铃薯的种植效果远超预期。张春芝表示:“当地最好的马铃薯品种每亩产量也就3吨左右,十多年来产量没有明显提升。而第一代杂交的马铃薯亩产就接近了3吨,以前种植一亩马铃薯需要200公斤种薯,而我们现在用种子只需要2克,种植成本大大降低。”
除了种植成本降低,张春芝说,“优薯1号”的品质也很好。“这个土豆干物质含量很高,就是比较面,蒸煮品质非常好,另外它的颜色非常深,黄色表明含有非常高的类胡萝卜素,对于保护视力、抗癌抗氧化都有很好的功效,所以这个营养价值很高。‘优薯1号’选育的成功,证明了杂交马铃薯育种的体系是可行的,使马铃薯育种进入一个快速迭代的过程。”
2020年11月,袁隆平先生曾对杂交马铃薯育种亲笔题字称“马铃薯杂交种子繁殖技术是颠覆性创新,将带来马铃薯的绿色革命”。
中国是世界马铃薯生产大国,种植面积和产量均居全球首位。中国马铃薯的主产区是西南山区、西北地区、内蒙古高原和东北地区。长江以南地区种植较少。
中国作物学会马铃薯专业委员会副会长熊兴耀认为,杂交马铃薯新品种的问世,可以把南方冬闲田利用起来,增强国家粮食安全的稳固性。“马铃薯是喜凉作物。南方春夏秋三季温度过高,不太适宜马铃薯的生长,但是南方山区和大部分地区的冬季都适合马铃薯的生长。‘优薯计划’解决了从东北和内蒙调运种薯的问题,如果可以扩大南方冬闲田种植马铃薯的面积,可以有效解决我国粮食安全的问题。”
据了解,目前,“优薯1号”的抗病性还较差,但利用杂交育种技术,可以实现品种的快速更新迭代,在较短时间内提高“优薯1号”的抗病性。下一步,科研团队还将加强大规模杂交制种、种子育苗移栽等技术研发,为马铃薯种子的产业化推广做准备。
(来源:央广网) 【原标题:我国“优薯计划”取得里程碑式突破 马铃薯有望告别多年无法优化品种窘境】
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