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2022年05月02日 星期一
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《河南日報》:揭開一粒種子的大千世界

《河南日報》,4月18日:01版,頭版


神農種業實驗室
揭開一粒種子的大千世界
——“對話省實驗室主任”系列報道之二


   □本報記者 劉曉陽
    決定一粒種子優劣最根本的是什么?基因。
    4月17日,在省農科院花生育種實驗室內,神農種業實驗室花生科研團隊的杜培博士從“基因”講起,向記者揭開了一粒種子的大千世界。
    “基因存在于一個個染色體上。”杜培說,育種就是把優良基因發掘、鑒定出來,再將帶有這些基因的材料進行雜交、分離、重組、篩選,最后把有用基因重新“組裝”,淘汰掉不利基因。
    作為花生遠緣雜交育種研究的參與者,杜培常年和染色體打交道,通過野生種和栽培種的基因“聯姻”,努力創制優異栽培新材料。在整個環節中,杜培的工作起著基礎性作用,直接決定能否培育出優質“混血”新品種,也決定著遠緣雜交育種能否成功。
    我省的花生遠緣雜交育種技術處于世界領先地位,這是由神農種業實驗室主任張新友帶領團隊歷時多年“打拼”出來的。在攻關過程中,該團隊主要致力于解決兩個突出的技術難題:一是由于栽培種與野生種雜交不親和障礙致使雜交成功率低;二是由于缺乏精準的鑒定技術,花生遠緣雜交后代中外源染色體和基因的鑒定困難。
    “花生栽培種有40條染色體,多數野生種有20條染色體,它們的任何變化都可能產生顯著的遺傳效應,因此,我們從研究花生染色體的演化機制著手,也就是研究花生的歷史。”杜培解釋,依據它們的歷史演變,就可以推斷野生種與栽培種的親緣關系,為有目的開展遠緣雜交,創制優質、高產、高抗病的育種新材料提供依據。
    與此同時,神農種業實驗室還掌握了花生單染色體涂染技術。利用這項技術可以識別相同或相似染色體,也可以使染色體的變化痕跡一目了然,為鑒定花生遠緣雜交材料提供新的技術手段。
    “單染色體涂染技術類似于細胞里的衛星定位。”杜培是這項技術的主要參與者,他形象比喻道,就像利用衛星定位技術可以追蹤到一類手機,也可以定位某個手機,單染色體涂染技術是利用帶有某種顏色熒光信號的DNA探針將某條染色體涂染成特定顏色,從而實現對該條染色體的追蹤、識別。從精準定位一類染色體到某條染色體,使花生野生種的利用效率得到大大提高。
    神農種業實驗室自成立以來,在鞏固應用研究優勢的同時,著重在基礎前沿研究方面“補短板”。除了花生領域,實驗室圍繞作物經濟性狀的遺傳機制解析取得進展,挖掘出多個控制小麥品質性狀的基因位點。
   種子是農業的“芯片”,關系著中國人的糧食安全,對于農業現代化更是發揮著基礎性作用。隨著體制機制創新、科研投入增加,高端人才引進,解決種業“卡脖子”難題,神農種業實驗室一定會有更大擔當和作為。

    ●對話中國工程院院士、神農種業實驗室主任張新友

    問:神農種業實驗室如何做到“頂天立地”,推動種業全產業鏈發展?
    答:作為我省扛穩糧食安全重任的重大戰略舉措,神農種業實驗室肩負著艱巨而光榮的使命,努力的方向是實現創新成果的“頂天立地”。也就是說,從基礎理論研究到重大技術攻關再到突破性品種培育,進行全產業鏈條的創新。
     以往,作為省級科研單位,我們更多關注應用研究和局部領域的應用基礎研究,著重解決產業發展遇到的實際問題,基礎研究相對薄弱。今后,不僅要致力于探索育種重大理論問題,解決“卡脖子”技術難題,培育突破性重大品種,還要與企業結合實現品種的產業化,支撐種業龍頭企業的培育。用一句話概括:“圍繞產業鏈布局創新鏈,并實現創新鏈各個環節的全覆蓋。”
    問:體制機制創新是重點也是難點,2022年神農種業實驗室準備從哪些方面進行突破?
    答:體制機制創新是實驗室重點任務之一,也是技術創新的重要保障。2022年,將通過探索三大機制,建立符合種業創新需求的“四不像”新型管理模式,激發實驗室的創新活力。一是建立以需求和問題為導向的科研選題機制,堅持聚焦前沿、鼓勵探索、突出原創。二是建立以任務和產出為導向的科研經費管理機制,賦予科研人員在經費管理使用方面更大自主權。三是完善績效評價體系,形成優勝劣汰、能上能下的動態考核機制。

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