《种子丨把根留住》跟央视一起探秘中国粮食的诺亚方舟
种子
被称为农业的芯片
一粒种子就是一个世界
生命在世世代代的繁衍中不断演化
携带遗传信息的基因正是生命的密码
农业发展历程中人口的激增
让全球的粮食供应不断面临严峻的考验
粮食生产要与社会发展同步
种子在其中发挥着无与伦比的力量
2月23日晚19:55,央视财经频道播出六集大型纪录片《种子 种子》的第一集《把根留住》!为我们解开种子背后的生命密码。
一、52万份农作物的种质资源“冻龄”保存
种子和种质,一字之差,有不同的内涵。种质资源又称遗传资源,是生物体上一代传递给后一代的遗传物质。
中国农业科学院国家作物种质库。
中国农业科学院国家作物种质库,对于育种专家来说意义非凡,那里收藏着52万份农作物的种质资源。
广义上,农业种质资源涵盖植物、动物和微生物,但科学家会通过精心的筛选,挑选出最有价值的遗传材料和品种进行保存。保存的形式可以是种子、茎尖、休眠芽、花粉等,以及动物的精液、血液、胚胎、活体组织等等。这些种质资源携带着遗传信息,它们珍藏在不同的种质库中,犹如一个个生命的胶囊,随时等待着被唤醒。
种质资源是一个国家的关键性战略资源,谁占有的种质资源越丰富,谁的基因开发潜力就越大。
国家种质库。
放眼世界,每个农业强国都需要拥有强大的种质库,才能在全球站稳脚跟。这座容量巨大的国家种质库,犹如一个中国农业的超级发动机,积蓄着科研育种的无限动力。
毫无疑问,人们之所以如此精心珍藏着这些种子,是因为他们是农作物育种的宝库。
今天中国的粮食安全吗?种业的现状又如何?
水稻、小麦是最基本的口粮,100%自给自足,做到了绝对安全。玉米是自主选育品种,种植面积超过90%,大豆有进口依赖。黄羽肉鸡、蛋鸡、水禽,大部分蔬菜、水果以及棉花、油料等经济作物,国产品种有较强的竞争力,但能提升人们生活品质的农产品仍然存在差距。一些常见的蔬菜品种,如番茄、西兰花,种子进口比重较高,快餐店常用的白羽肉鸡祖代主要靠进口,肉牛体重是国际先进水平的一半,生猪饲料转化率、奶牛产奶量也只有国际先进水平的80%,这就是中国种业现状。
二、国家的种质资源保护体系正在形成
种业是国家战略性、基础性核心产业,保护种质资源,促进种业发展,才能长期保障国家粮食的根本安全。
中国农科院在北京郊区的实验基地,种植了1000份来自全国的种质资源。
每一份资源都携带着独特的基因,它是培育新品种的希望。在中国农科院在北京郊区的实验基地,今年(2021年)大概种了1000份,这1000份种质资源来自全国各地,要在基地里种植两年并且定期观测记录,最终形成一份包含30多项表型特征的“护照信息”。
中国农科院研究员王天宇表示,每一份资源都要有特色、有特征,才有资质、或者是说有资格才能入库。这是一个漫长的过程,中间经历很多精细而繁琐的环节,一份资源从试种、检验到繁育、收获,往往要历时三到五年才能送到种质库。年复一年,各地精心挑选的种质资源,以每年2万份的速度汇集到这里。
为了更好的保护这些大自然的遗传秘密,按照国家整体战略布局,青海还设立了一座复份库。
国家作物种质复份库负责人蒋礼玲表示,复份库就是战略储备库,国家库里所有的种质资源,种子形式的都在这里有备份,仅作为一个保存放在这里。
完整备份的资源在密闭的铁箱中休眠,不必惊醒就是最好的结局。
今天,国家的种质资源保护体系正在形成。在云南,10601种野生植物种子也在冬眠,它们涵盖了我国植物品种的1/3。在山东,国家海洋渔业生物种质资源库正式投入运行,保存能力35万份,达到世界一流水平。在广东,零下85℃的超低温冰柜中,储存着45个畜禽品种的10万份资源,其中猪的资源38813份。
三、严格遴选每一颗种子培育创新品种
四月,南宁的一块玉米实验田迎来播种的季节。陈勇是试验田的负责人,试验的种子数量有限,严格的丈量分区是播种的重要一步,行距四米,画上石灰线,蓝色标签标注不同品种的种植区域,白色长杆划定30厘米为一个播种点,为了保证存活率,每个点位播种两粒种子。播种结束,无人机喷洒农药,确保在没有病虫害的环境中,幼苗能顺利破土。
严格地丈量分区的试验田。
每一道工序都需要谨慎为之,在场的人都深知这每一粒种子的珍贵。这些种子来自遥远的南美洲,它的故乡在巴西。
严格的隔离检疫。
远渡重洋的巴西玉米抵达三亚海关,工作人员小心地抽取样品,封装后送到实验室,这是初步的筛查,更重要的环节在于隔离种植。三亚机场附近的隔离苗圃,每一份种子都将在这里封闭试种一个生长周期。从种子入土的玉米成熟,四个月的时间里,海关的工作人员定期抽检,等隔离检疫结束之后确定没有问题,出具相关的单证,检疫周期才算正式完成。
四个月后,远渡重洋的玉米种子终于通过检疫来到了南宁。对应的纬度,相似的气候,这些种子有了适宜的生长环境。
陈勇播种的第一批进口资源终于到了收获的季节,每一粒种子都孕育着新的希望。
保留下血缘纯正的种质资源,在不断试错中筛选出具有潜力的杂交品种。陈勇表示,在科研站里就是通过这种方式,对于所选择的材料,进行遴选优异的自交系,在后续的科研育种的过程中重点关注。
随后,记录每一份种子的籽粒数量、性状,拍照存档,确保日后可以随时追溯它的祖辈血缘。
从种子入关到收获新一代的种子,已经过去了整整一年,但这仅仅是一个开始,科学家的育种要经历更长的过程。这些杂合了新基因的新种子,是否具有出色的商品品质,还有待于一次又一次的试验、种植和选择,最终的答案至少需要五年、八年甚至更长的时间去证明。
四、倾注60多年心血丰富大豆资源
让种下的每一株大豆都能长出更多的豆荚和最大的籽粒,实现双赢,这是盖钧镒院士毕生的梦想。
盖钧镒院士研究大豆60多年,被称为大豆院士,在南京农业大学主持着国家大豆改良中心的工作,他的办公室对面就是中心的资料室,这里还保存着60多年前收集的大豆标本。
正是凭借这些珍贵的种质资源,十几年来,盖钧镒带领团队推进着一个宏大的计划。他从两万多份大豆资源中,精心筛选出1900份,从实验室到试验田,不同的课题组,带领着一批又一批的学生反复种植观测,记录下每一份资源最完整的性状特征。
盖钧镒院士表示,美国人能在短短几十年中间平均每亩400斤左右产量,现在我们还保留在每亩280斤左右产量,这说明这个要投入去做科研。
盖钧镒院士联合华大基因公司对每一份资源进行深度基因测序。
2017年,盖钧镒联合华大基因公司对每一份资源进行深度基因测序。几年来,分批测序的基因图谱陆续送回课题组,科研人员相信,当精准的基因序列和大量的田间试验相结合,优质大豆的秘密终将被破解。
五、 一座全新的国家作物种质库投入试运行
每年十月份前后,海南三亚会迎来一批特殊的客人。他们是来自全国的育种专家,7000多名农业科技“候鸟”。内地秋收之后,这里正开始新一季的播种。
南繁育种。
这是一片犹如天然温室的土地,内地的作物送到这里,可以增加一个甚至两个生长季,科研育种的周期大大缩短了。一代代育种家带着希望的种子南来北往,周而复始。70多年来,我国培育的农作物新品种超过2/3诞生在这里,不管是农民还是育种家,他们经常交流的语言,都是父本、母本、杂交,这是种业的南繁硅谷,也是中国农业放飞梦想的家园。
南繁科技城。
通过南繁,中国主要农作物完成了六到七次更新换代,每次品种更新的增产幅度都在10%以上。在三亚崖州还兴建了一座占地6000亩的南繁科技城,吸引众多的国内外种业公司和科研院所入驻园区。
新国家种质资源库。
2019年动工兴建的新国家种质资源库竣工,技术人员正在做最后的倒计时试运行。每一份种子都采用二维码标识,里面记载着完整的“护照信息”。种子分两个渠道入库,智能传输带识别单品种子,蜘蛛手机器人码放整理,装箱的种子由码垛机器人装箱提取,所有种子通过传输带进入冷库。四个新型冷库高达13米,面积扩大了六倍。堆垛机在立体储藏架中间穿行,完成种子入库、出库的智能存取,自动化、信息化、智能化管理系统世界一流。
新库的设计是超前的,它将满足未来50年、5000个物种、150万份种植资源的安全保存,为中国的育种、科研和产业化提供了一个巨大的蓄水池,它将成为中国种业最牢固的基座。
种质资源的故事还在继续…
一粒种子
犹如一束生命之光
地球上的每个生命
看似疏离却又紧密联系
人类
曾经被认为的万物主宰
始终是大自然的孩子
农业伴随我们生存、发展、进步的每一步
而种子
仍将是未来人类文明延续的根基
来源:农财君综合整理自央视财经
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