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“福建有种”系列报道

2024-10-31 15:13 | 来源: 中国记协网
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“福建有种”系列报道代表作:种业大县“稻路”漫漫

  

  5月的建宁县,迎来了集中插秧季。

  建宁县地处武夷山脉中段,因天然的隔离条件与显著的生态优势,成为杂交水稻制种的沃土。经过40多年努力,建宁已成为中国最大的杂交水稻种子生产基地县,全国每10粒杂交水稻种子,就有一粒产自建宁。

  在福建,不只是建宁,整个三明都是全国杂交水稻种子生产优势产区。福建正全力支持三明市打造“中国稻种基地”。

  千人海南学制种

  直到现在,何火明还很懊悔。2017年,他家中不慎起火,烧毁了那本从海南三亚带回的笔记本,上面详细地记录着40多年前他在三亚南繁基地学习制种的心得体会。

  1976年,是何火明初中毕业后回到老家建宁县黄坊乡将上村务农的第二年。11月的一天,生产大队队长通知他去海南岛学习杂交水稻制种技术。

  当时,17岁的何火明对杂交水稻这一新鲜事物唯一的认知只是“长谷子多”。

  从建宁出发,经鹰厦铁路到鹰潭,再一路南下,渡琼州海峡最后抵达三亚。

  此时建宁已进入寒冬,但海南岛却温暖如春。这里特有的光热条件,吸引着育种家们每年冬季像候鸟般,不辞辛劳而来,开展加代育种、制种。

  那时的南繁基地,条件异常艰苦。大家住的是村里的仓库,睡的是用椰树板临时搭起的大通铺。

  给他们上课的农业专家,其中就有后来当上中科院院士的谢华安。虽然上过初中,但听到“恢复系”“不育系”“保持系”这些晦涩的新词时,何火明还是一头雾水。还没结婚的年轻人,甚至不解其中意思,羞得满脸通红。

  慢慢地,他了解杂交稻与常规稻不同,不能自留种,需要不断种植亲本,生产种子。

  水稻是雌雄同花植物,要开展杂交,就得人工去雄,再与其他植株的花粉结合。水稻颖花极小,人工去雄费时费力。以袁隆平为代表的科学家找到了无法自花授粉的植株作为“不育系”,以省去人工去雄环节。“不育系”与“保持系”的后代依然不育,以此批量生产“不育系”。“不育系”与“恢复系”的后代,则能正常结实。以“不育系”作母本,“恢复系”作父本,就能源源不断地生产出杂交稻种子。

  何火明要学的,就是种好父母本,让它们在花期相遇。

  “父母本是不同的品种,生育期长短不一致。”何火明说,要做到花期相遇,得算好日子,错期种植父母本,后期还要通过水肥管理,动态调节各自生长进度,“长快了,适度烤田;长慢了,多施肥,多灌水”。

  花期匹配上后,就该人工拉花粉了。

  “一般两人一组,拉紧一根50米长的尼龙绳,分别站在稻田两端,用力奔跑,将父本雄蕊的花粉弹出,使其落在母本雌蕊柱头上。”何火明说,水稻开花集中在上午10时到12时,因此必须争取最佳时间,每片稻田每半小时就得拉一次。“一趟下来汗流浃背,手掌被勒出血泡。”

  从1976年11月到第二年5月,何火明的笔记越记越多,他终于从门外汉变成能手。那段时间里,建宁县的111名制种队员在海南种出的杂交水稻种子亩产达36.5公斤,成绩在三明各县中名列前茅。

  1977年5月下旬,他们带着1万多公斤的种子,踏上了回程之旅,并把制种技术带回各村。

  从1976年到1980年,建宁累计派出上千人到海南岛学习制种技术。他们是建宁制种的技术骨干,也为制种产业日后在建宁的崛起埋下伏笔。

  技术实现本土化

  从海南回到建宁后,何火明被公社聘为农技员,主要工作就是指导农民制种。第一年,先在洋背生产队试制50亩。他仔细研究,把关键技术编成顺口溜。

  “不育系”有特殊的生理现象,叫“卡颈”——一大截稻穗包裹在叶鞘中无法外露,就像被卡住了脖颈,以至于稻穗上的颖花无法顺利接受来自父本的花粉。如今,这个问题可通过喷施植物生长调节剂轻松解决。但那个年代,全靠人工“剥苞”。

  一到抽穗期,全村总动员,一户负责几坵田,顶着三伏天的日头,一根根剥开叶鞘,让隐藏其中的稻穗露出来,但一不小心就可能扯断穗头。主穗和分蘖穗生长进度不同,“剥苞”很难一步到位,一株水稻至少得剥两三次。

  为了让授粉更无阻,建宁县还提倡过割叶。后来证明,这不算个好方法。一方面,父本高,母本矮,叶片不太会影响传粉;另一方面,叶子少了,光合作用弱了,结实灌浆都会受到影响,导致减产。

  在不断试错与经验总结中,杂交水稻制种技术在建宁实现了本土化。

  何火明回村教制种的第一年,全县制种1200多亩,亩产不到40公斤。

  此后,建宁制种业驶向快车道。尤其是20世纪80年代实行家庭联产承包责任制后,一批制种专业户如雨后春笋般出现。1989年,全县制种面积达1.5万亩,亩产提高到了162公斤。1986年,建宁被确定为福建省杂交水稻繁殖制种基地县,当年承担全省70%杂交水稻种子的供种任务。

  制定“种业宪章”

  制种为这个山区县的农民带来了财富,也滋长出无序。县农业农村局高级农艺师余添发还记得20世纪90年代中期的那场“种子热”。最高峰时,主流品种“籼优63”种子,被炒到了每公斤20多元,是正常收购价的两三倍。

  那个年代,种子市场实行的是计划经济体制。地方国营种子公司统一供亲本种子,统一分配生产指标,统一收购种子。当时,建宁的制种能力已远超省里下达的指标。利益驱使下,当地出现了私繁私制现象。原建宁县农村委的一份调查报告显示,1996年全县农户私制杂交水稻种子面积约1.2万亩。余添发说,私制种子最大的问题是纯度不够。到了水稻收获季节,良莠不齐的种子就会在田间原形毕露。

  管理部门加大整顿力度,与此同时,市场自发建立起信任机制,外地种子商开始在建宁当地寻找“代理人”,也就是行内说的“包工头”。

  何火明是最早的一批“包工头”之一。“‘包工头’领取制种任务,再联系农户生产。”何火明说,“包工头”需要对交付的种子数量和质量负责,因此需要全程对农民进行技术指导,监督制种关键技术落实和质量把控流程。

  这一阶段的“包工头”参与重建种业市场的秩序,并很快成为建宁制种产业发展中不可或缺的一环。

  2000年,对于建宁制种产业来说,是一个特殊的年份。

  中国第一部《种子法》在这一年出台。种子经营结束了行政区域垄断,持证的种业公司可以在全国开展业务。当年,有11家其他地方的种业公司在建宁建立制种基地。像何火明这样的“包工头”,有了更具时代特征的名字——制种经纪人。

  从指标和亲本分发,到基地和农户选择,再到田间管理,最后到种子回收和交付……在这条长长的链条中,制种经纪人扮演着至关重要的角色,相当考验制种经纪人的业务能力。经过多年发展,建宁制种业已形成了“种子企业—一级经纪人—二级经纪人—制种户”多层级的金字塔结构。

  作为一级经纪人,已到退休年龄的何火明,现在依然管理着全县600多亩制种田块。

  “我们与企业签订委托合同,获得制种指标和亲本材料,再通过下级经纪人,向制种户下达指标,分发亲本,通过生产合同约定制种品种、面积、数量和质量。”何火明说,在市场化背景下,制种户有了更大选择空间,可以通过比价,确定与不同的经纪人合作。

  一个地块适合种植什么组合,父母本如何合理错期种植以确保花期相遇,不同的亲本组合如何做好时空隔离以避免串粉……制种经纪人要提前制定好生产计划,手把手教授并全程监督,发生矛盾纠纷后还得从中调停。

  串粉是杂交水稻制种的大忌。经纪人必须科学制定播插方案:时间维度上,要分先后,不同的组合种植时间至少间隔20天;空间维度上,要讲距离,不同组合至少相隔100米。

  饶是如此,串粉现象依然无法完全避免。在长期实践中,建宁总结出了一套矛盾化解策略。这些策略被提炼成了条款。按照今年最新版《建宁县国家级杂交水稻种子生产基地管理办法》,采取“割大留小”原则—— 被割制种田补偿标准为1800~2000元/亩,被割制种田的经纪人(或公司)承担损失的40%,另一方经纪人(或公司)承担损失的60%。

  随着制种经纪人队伍日益壮大,建宁县开始探索经纪人制度化。

  “过去,经常有制种企业打电话来,打听某个经纪人靠不靠谱,敢不敢合作。”余添发说,有感于此,建宁于2013年开始实行制种经纪人执业备案制度。经纪人必须先经过村、乡镇、县多层把关,再经过统一考试考核,每年开展年审。

  2013年,第一批153名制种经纪人持证上岗,其中就包括何火明。如今,这支队伍的规模已经达到300多人。即便走出建宁,这张资格证书也极具含金量。

  这些规则,构成了建宁的“种业宪章”,也保证了制种产业长期稳定发展。2013年,建宁被农业部列为国家级杂交水稻种子生产基地县。去年,全县制种面积15.5万亩,产量3550万公斤,平均亩产值3929元,制种规模与产量均占全国10%。

  改变“代工厂”定位

  今年,何火明的合作对象多了一家龙头企业——先正达集团中国全资子公司福建农嘉种业有限公司。这家央企背景的跨国种业巨头于去年正式落户建宁,并投资1.65亿元建设中国水稻供应链创新中心。这被外界解读为,全国杂交水稻制种第一大县正借势央企资源,赋能传统制种产业新发展。

  建宁在制种领域享有盛誉。一个经常被提及的说法是“北有张掖,南有建宁”,可见其在行业中的地位。

  近年来,建宁制种业的影响力正不断向外辐射,本地企业、经纪人、制种大户开始到周边县市,乃至邻省江西开辟基地。去年,三明全市制种面积31.99万亩。除了建宁,泰宁、宁化、尤溪三县首次入选国家级制种大县名单。

  规模扩张的同时,建宁也试图改变“种业富士康”的定位。

  在种业产业链中,上游是育种研发,中游是种子生产,下游是市场销售。

  建宁擅长的是中间环节,对附加值更高的上下游鲜有涉及。数据显示,常年在建宁备案生产的种业企业不下70家,但大多“两头在外”,在总部做育种收成,在建宁委托当地企业或经纪人生产种子,种子再运到外地加工销售。目前,在建宁登记注册的企业中,仅2家持有种子生产经营许可证和具有自主产权的品种。

  正因如此,外界将建宁比作“种子代工厂”“种业富士康”。

  一种声音认为,培育一个水稻新品种,至少需要8年,大力推广后也未必能被市场接受,大部分本土企业难以承担高风险,不如专注所长,精耕制种。另一部分人则主张补链延链强链。

  在观点碰撞中,建宁已开启了新“稻路”。

  “去年,我们提出了建宁制种产业新的发展方向和定位,也就是‘稳基地、育龙头、打品牌、延链条、强保障’。”建宁县国家现代农业产业园管理委员会主任曾明星说。

  建设国家级现代农业产业园,推动产业集聚;培育育繁推一体化龙头企业,扶持企业建设种子加工、精选、仓储等设施设备……一系列措施相继出台,无不在强调“这里不仅仅是‘代工厂’”。

  福建华谷高科有限公司是去年刚刚落地建宁的研发型企业。公司很年轻,背后却聚合了湖南、安徽、四川等水稻种业创新高地的科研资源。去年以来,该公司已有10个品种通过了审定。这些品种的定位是“中国超级稻泰米化”。

  与市面上主流产品不同,我们走的是差异化路线,新品种兼具超级稻的高产性以及泰国米清香、长粒、口感好等优势。”公司负责人倪训涛说,在中高端市场,这样的种子每公斤可以卖到上百元。其中,“泰两优香丝”全国推广面积已达30万亩。他希望,未来能有原创品种推广面积达到百万亩量级。

  事实上,建宁杂交水稻制种产业也正获得更高层级的支持。今年省委一号文件提出,加快国家级杂交水稻制种大县和三明“中国稻种基地”建设。

  我们正从夯实基地基础设施、培育引进龙头企业、推进全程机械化进程、加快产业链融合发展等方面入手,推动种子产业提档升级。”省种子总站站长赵杰樑说,2015年以来,省级每年安排2000万元专项资金支持三明市杂交水稻种子产业发展,主要用于种业公共服务平台建设、种业创新试点示范、育繁推一体化种子企业提升科技水平、院士工作站及国家级研发创新平台建设。

  代表作:只为枇杷一树金最近,福清市一都镇善山村果农陈文明,从报纸上看到福建省农科院果树研究所选育出的白肉枇杷新品种——“中白”刚刚通过专家评审。这让他迫不及待地想要对接引种。种了38年枇杷的陈文明深知品种对于产业的重要性。

  在过去的半个多世纪中,省农科院果树研究所致力于枇杷育种,先后选育出10多个新品种,推动枇杷产业发展。从一粒枇杷,我们可以看到种业创新与产业发展的同频共振。

  品种效应

  小满时节,一都镇枇杷产季已进入尾声。陈文明忙着采摘最后一批晚熟枇杷。这些年,老陈换过很多品种,但“早钟6号”一直是当家品种。

  一都镇是全省三大枇杷主产区之一,该镇地处福清西北山区,曾是福清最晚脱贫的乡镇。

  20世纪80年代,福建启动“两水”开发。其中的“一水”指的是利用山地优势,发展水果产业。

  哪种果树是一都的“摇钱树”呢?老百姓试种过青梅、芙蓉李、油柰、柑橘,最后选中了枇杷。

  陈文明的堂叔陈依扬是一都镇种植枇杷第一人,是果农眼中的“枇杷大王”。20世纪80年代初,他从莆田引种200多株“解放钟”。作为当时最流行的地方品种,“解放钟”最大的特点是个头大,“一粒果就有一两多重”,在市场上一斤能卖10多元。

  靠着枇杷,陈依扬摘掉了“全村第五穷”的帽子。这也让陈文明跃跃欲试。1985年,他引种500多株“解放钟”,3年后挂果。

  村民的自发实践,得到了福州市扶贫工作组的认可。工作组在调研中发现:一都镇拥有独特的山地气候,昼夜温差大,雾多风小,种出来的枇杷个大、肉厚、汁多、味甜。于是,镇里向上争取扶贫资金,免费供应枇杷苗。

  在扶贫工作组的引导下,一都镇首批种植3000亩枇杷。除了“解放钟”,工作组还从浙江黄岩引进了“大红袍”。但在市场的选择中,“解放钟”逐渐占据主导地位。

  “解放钟”虽好,但成熟期晚,在福州地区一般要4月下旬才集中上市。陈文明心想,如果能有又早熟又好吃的品种就好了。

  1996年,陈文明听说莆田涵江庄边一带已大面积种植可提前一个多月挂果的“早钟6号”,果肉细腻,一斤能卖十几二十元。他二话不说,骑着摩托车,赶到50多公里外的庄边买穗条。当年正月嫁接,第三年便开始挂果。

  “早钟6号”每年3月初就能上市,与晚熟的“解放钟”正好无缝衔接。陈文明还记得,当时汕头来的贩子抢着收购。有了新的拳头产品,陈文明的枇杷事业越做越大,高峰时,种植规模达到2500多株。

  从20世纪90年代中期开始,一都镇枇杷产业迎来了黄金期,种植规模增加至5万多亩,成为仅次于莆田、云霄的福建第三大枇杷主产区。

  良种时代

  陈文明那时还不知道,帮助一都脱贫摘帽的“早钟6号”,是国内第一个人工有性杂交的枇杷品种。其背后,凝结着福建科技工作者数十年的心血。

  中国是世界枇杷原产地,其中福建枇杷资源尤其丰富。早在20世纪60年代,省农科院果树研究所专家便开始广泛收集枇杷种质资源。20世纪70年代后期,农业部组织全国科研力量,针对不同树种成立专业科研协作组,枇杷协作组应时而生。在这样的背景下,省农科院果树研究所于1981年开始承建国家级枇杷种质资源圃,负责收集、保存、鉴定、评价国内外枇杷品种资源及近缘野生植物。

  40多年间,在几代科技工作者的努力下,这个资源圃持续“上新”。

  大渡河枇杷被认为是栽培枇杷的始祖,其原产地——四川大渡河中下游,是公认的世界栽培枇杷发源地。2008年,为了寻找这一野生种,省农科院果树研究所研究员蒋际谋一路翻山越岭,最终在荒无人烟的大渡河畔峭壁上发现了几株大渡河枇杷,并将其穗条和实生苗带回了福州。“找到它时,激动到跳起来。”蒋际谋说,在此之前,他只在枇杷品种志上看到过关于它的描述。

  如今,这个资源圃共保存枇杷种质资源708份,包括15个种及变种,数量与多样性居世界之首。不可多得的种质资源,为福建枇杷种业创新提供了源头活水。

  福建栽培枇杷的历史很悠久,但在20世纪90年代之前一直未能实现良种化。

  “你种你的,我种我的,同一家果农经常好几种枇杷,谁也说不上是什么品种。”省农科院果树研究所副研究员邓朝军说,那时候生产上用的多是实生苗——采集母树结的种子,播种后,长出新的植株,“实生后代变异多,种出来参差不齐”。

  选育新品种是当务之急。

  最初,主流的做法是实生选种,也就是充分利用自然变异,从实生苗中选拔出最优秀的个体。通过这样的方法,福建选育出了一批优质品种:超大果型的“解放钟”,适合加工的“太城4号”,高产的“长红3号”。它们与从日本引进的特早熟品种“森尾早生”,共同构成了当时福建的四大主栽品种。

  良种还需良法配套。比起直接播种,嫁接等无性繁殖方式能最大程度还原品种特性。但过去,枇杷嫁接苗成活率很低。主要原因是枇杷根系吸水能力强,植株水分大,嫁接口常常因积水而腐烂。

  20世纪70年代,省农科院果树研究所研究员黄金松通过在砧木选留“拔水枝”、半封闭包扎等方式,发明了枇杷小苗嫁接技术,解决了嫁接难题。从此,嫁接苗一举取代实生苗,枇杷良种优质苗木批量扩繁成为可能。得益于此,福建四大主栽品种真正从资源圃走向田间,开始大面积推广。福建枇杷产业进入良种化时代。

  改变格局

  实生选种依赖自然变异,很多时候靠运气。能不能和杂交水稻一样,通过杂交手段选育出我们需要的好品种呢?

  “早钟6号”就是在这样的背景下出现的。

  那时,市面上最需要的品种,正是陈文明口中“又早熟又好吃”的品种。

  “我国早熟枇杷资源比较少,一些地方品种虽然成熟期早,但大多果实小、口感酸、品质差。”蒋际谋说,早在20世纪70年代,省农科院果树研究所便确定了“优质早熟”的育种目标。

  彼时,国内枇杷杂交育种研究还处于空白的阶段,研究者对枇杷遗传规律知之甚少。经过年复一年的杂交试验,专家们才逐渐找到枇杷的遗传“密码”。结果早不早,一般随“母亲”;“父母”成熟期接近,后代的成熟期大多介于二者之间;要选育能抗叶斑病的品种,最好用抗病性强的做母本……

  摸清了遗传规律,才能当好“红娘”,有的放矢“拉郎配”。这个过程不能乱点鸳鸯谱,要讲门当户对,个性互补。

  科研人员锁定的“女方”是“解放钟”。“解放钟”是莆田从农家品种“大钟”的实生苗中选育出来的品种,因在1949年首次结果而得名。该品种果大、产量高,备受果农和市场青睐。但它是晚熟品种,品质也不算出类拔萃。这就要求“另一半”不仅要早熟,还得高品质。

  寻寻觅觅,1978年我国从日本引进的特早熟品种“森尾早生”被抛中了“绣球”。这个兼具结果早、风味佳等特点的舶来品,一经引种就作为主栽品种在多个省份推广。但果实偏小,单果不到30克。

  为了这一口鲜甜,1981年,省农科院果树研究所专家让不同品种的枇杷“找对象”,让母本“解放钟”和父本“森尾早生”进行有性杂交,第二年获得100多粒种子。这些种子播种后培育出43株实生苗,并进行数字编号。1986年,这批杂种树陆续结果。

  龙生九子。这些后代谁被选中成为新品种,要靠实力说话。

  决胜展开。又经过3年观察,6号和42号跻身种子选手。最终,更加早熟的6号脱颖而出。它就是后来改变了全国枇杷产业格局的“早钟6号”。

  此后,科研人员通过嫁接,对第一代“早钟6号”进行扩繁。多年连续观测结果显示,子子孙孙都能稳定遗传其优秀品质。1998年,集特早熟、果实大、外观美、品质优、丰产、抗逆性强等优势于一身的“早钟6号”,通过品种审定,成为国内第一个人工有性杂交枇杷品种。

  但在最初的推广中,果农对“早钟6号”并不感冒,甚至种了两年就锯掉。一方面,农民接受新事物要时间;另一方面,早春时节,山间食物来源少,早熟的枇杷果成了鸟类啄食的目标。

  省农科院果树研究所研究员郑少泉等专家决定带着新品种与新技术,开展生产示范。

  1996年,他们与闽清县库区移民局签订协议,以技术入股的方式,在水口水库边的雄江镇建立“早钟6号”中试示范基地。矮化密植,疏花疏果,在枇杷种植中首次引入套袋技术,防虫防病防鸟食,按品级选果,开发精品礼盒……在现代种植技术与经营理念的加持下,新品种一炮而红,一盒20粒装的礼盒,卖到100元,亩产值过万元。

  在示范效应下,华东、华南地区纷纷引种“早钟6号”,福建也一跃成为当时全国最大的枇杷产区,高峰时全省种植规模近60万亩。福清市一都镇,则凭借这一品种实现了脱贫致富。时至今日,“早钟6号”依然是全国种植面积最大的枇杷品种,占比超过20%。

  再蓄优势

  几年前,陈文明砍掉了500多棵枇杷树,改种橄榄和脐橙。原因是效益大不如前。这些年,全国枇杷产量不断增长,市场竞争越来越激烈,老品种已没有优势。

  陈文明的选择并非个例。

  一都镇党委书记俞强如今还不免回忆起2018年之前的那几年,一都枇杷产业遭遇困境,“价格太低,请工人采摘不划算,不少果园因此失管,任由果子烂在树上;一些枇杷树被锯掉,改种其他果树”。

  为改变这一现状,一都镇于2018年开始谋求枇杷产业复兴。在全省率先推出枇杷气象指数保险,以应对山区频发的冻害;组建乡村智库,连续六年举办枇杷文化节,培育产业IP,统一品牌,开展枇杷文创,以扩大一都枇杷品牌影响力;引进台湾果树种植团队,实现枇杷产地初加工,拓展产业链,建立乡村智慧物流中心,把物流成本“打”下来,实现仓储、包装、发货一站式服务;以枇杷元素为媒,串联域内旅游景区和历史文化特色街区,走出一条特色的“农文旅”融合发展之路。一都镇还从省农科院引进了白肉枇杷新品种,为产业发展带来新的动力。

  枇杷分红肉、黄肉、白肉,其中红肉枇杷市场份额达90%以上。鲜为人知的是,白肉枇杷是我国特有资源,肉质细腻、风味浓郁,被誉为枇杷界的“无冕之王”。

  “白梨、乌躬白等传统白肉品种,果小肉薄,而且只有中晚熟品种,难以适应市场需求。”蒋际谋说,早在20世纪90年代“早钟6号”问世后,他所在的团队便将优质白肉枇杷作为新的育种目标,“既要果大、肉厚、可食率高,又要兼顾早中晚熟期配套”。

  这又是一场漫长的寻找。

  在近30年的时间里,专家团队挖掘和筛选出了“新白1号”“新白2号”“新白8号”“贵妃”等一批优秀的白肉枇杷品种。但它们都属于晚熟品种,早熟的白肉枇杷依然稀缺。

  能不能从功勋品种“早钟6号”身上挖掘早熟基因呢?以“新白”系列作父本,“早钟6号”作母本,早熟白肉枇杷品种“三剑客”——“三月白”“早白香”“白雪早”横空出世。同时,专家团队将“贵妃”与“金钟”杂交,选育出了特晚熟的白肉枇杷品种“香妃”。

  作为枇杷市场上的一个全新品类,白肉枇杷产品体系建立起来了:在福州地区,既有3月初上市的特早熟品种,又有5月底上市的特晚熟品种;既有清甜型口感,又有浓甜型口感,满足不同消费偏好。

  和“早钟6号”一样,新品种又一次引领产业发展新方向。

  2018年,陈文明成为一都首批示范户,通过高接换种,种植10多亩白肉枇杷,两年后便挂果。今年产季,“三剑客”市场表现不俗,最低收购价每斤超过35元。在俞强的规划中,一都枇杷品种结构将持续优化,最终形成“早钟6号”“解放钟”与白肉系列三分天下的格局。

  不仅仅是省内,福建白肉枇杷已向全国各大产区辐射,成为各地品种更新与产业转型的首选。

  今年春节前,西藏林芝市墨脱县果农尼玛维色家的白肉枇杷首次挂果。

  墨脱地处喜马拉雅山南麓,是著名的野生种椭圆枇杷的原产地。然而,作为全国最后一个通公路的县,墨脱却没有一个成规模的农业产业。2021年10月,墨脱县政府与福建省农科院签订院县框架合作协议,决定引入后者的品种与技术资源,举全力发展枇杷产业。

  正在墨脱县农业农村局挂职的福建省农科院果树研究所副研究员姜帆说,墨脱县已累计种植白肉枇杷1.8万株。按照计划,到2025年全县白肉枇杷面积将达到1万亩,实现亿元产值。

  眼下,蒋际谋所在的团队正在政策支持下,瞄准产业需求,加速种业创新,无核枇杷、远缘杂交等都已列入育种目标。

  “为了促进我省特色果业发展,在第四轮种业创新与产业化工程中,省级财政安排1000万元,支持特色优质水果育种创新与产业化开发,通过产学研协同开展品种引进及育种创新。”省种子总站站长赵杰樑说。

  代表作:守护一株野生稻就是守护一座基因库 1966年,来自中国农家稻种“低脚乌尖”的矮源基因,让矮秆水稻取代高秆水稻,引领第一次“绿色革命”;1970年,袁隆平团队在海南三亚发现一株天然不育的野生稻,让三系杂交水稻从理论走向现实,推动第二次“绿色革命”……

  种质资源是种业创新的基石。

  福建“八山一水一分田”,农耕文明源远流长,农业生物资源多样性丰富。无论是散落于深山密林中的野生资源,还是久经考验的农家品种,都蕴含着不可多得的基因多样性,为育种家们提供了源源不断的素材。

  本期《深读》我们从一株野生稻的故事讲起,探寻福建绚烂多彩的基因世界,以及种质资源保护利用实践。

  发现与守护

  立冬,福建栽培最迟的晚稻也已陆续收割,但在漳浦县湖西畲族乡的一处池塘,一片特殊的水稻正值抽穗扬花期。

  它稻草难辨:地上部有许多发达的不定根,地下部宿根可越冬,植株半匍匐状,叶片狭长浓绿,稻粒极易脱落,稻穗上延伸出又长又细的稻芒。种种特征,都表明它和栽培稻若即若离的关联。

  它叫“浦野一号”,国家二级保护野生植物,生物学分类上属普通野生稻——亚洲栽培稻的“祖先”。

  禾本科稻属植物有20多个种,分栽培稻与野生稻两大类。在中国,生产上种植的是亚洲栽培稻,野外还分布着普通野生稻、药用野生稻、疣粒野生稻等3种野生稻。其中,普通野生稻资源最丰富,在中国大陆7个省份均有分布记录。学术界普遍认为,亚洲栽培稻由普通野生稻驯化而来。

  湖西畲族乡的村民黄海邻今年68岁,守护“浦野一号”整整20年。

  “浦野一号”分布点有一个池塘。早年,附近农户习惯在这里取水浇灌庄稼。从有记忆开始,黄海邻就见到“浦野一号”在池塘四周自发生长,“谁也说不清它的由来,谁也没有把它当回事”。

  直到1982年,他才从农技专家的口中得知,这些“野草”是“植物界大熊猫”。那时,中国农业科学院牵头成立全国野生稻资源考察协作组,联合各地农业部门和科研院所开展野生稻资源普查。

  “当时的省农业厅和省农科院,专门梳理野生稻知识,制作科普图册,分发给各地农技站。”省农科院水稻研究所研究员王金英说,基层农技人员这时候才对野生稻有了基本认知。

  约1万年前,先民便开始驯化野生稻,这是个有得有失的过程——高产、米质优、株叶形态良好的基因得以保留和强化,另一部分基因则在长期选择中被放弃。有研究表明,野生稻在被驯化成栽培稻的过程中,丢失了约三分之一等位基因和一半的基因型。这些“遗珠”,包含着大量特异基因,特别是在对抗逆境过程中形成的抗病、抗虫、抗逆等优异基因。

  可以说,一株野生稻就是一座天然基因库,是水稻育种不可替代的素材库。

  1970年,袁隆平团队在海南三亚南湖农场,发现了一株雄性不育的普通野生稻——“野败”,让杂交水稻“三系配套”成为可能。如今,大部分三系杂交稻依然含有其不育基因。

  一个基因,潜藏着改变世界的可能性,这才有了全国总动员寻找野生稻的故事。

  1982年9月10日,漳浦县农技人员机缘巧合,在湖西畲族乡的一处池塘发现了野生稻的身影,同期在湖西畲族乡赵家堡村的石湖潭还发现另一分布点。当年10月初,省农科院水稻研究所组织专家现场考察,确定其为普通野生稻,为其编号“浦野一号”,这一发现,填补了福建野生稻的分布空白,也刷新了中国大陆野生稻最东分布纪录。

  抢救性保护,随之被提上了日程。

  在位于福州南郊的省农科院水稻研究所连坂基地,一间网室内保存着86份“浦野一号”,它们均来自漳浦的两个天然群体,通过稻茎无性繁殖而来。它们的另一组分身,保存于国家野生稻种质资源圃(广州)。在位于浙江的国家水稻中期库,“浦野一号”则以种子的形态异位保存。

  如果说异位保存是一种防患于未然的手段,原生境保护则能让野生稻在与环境互作中持续自我演替,更能丰富其遗传多样性。

  遗憾的是,早在20世纪90年代末,位于赵家堡村的“浦野一号”天然群体,便因农事活动干预等原因消失。硕果仅存的池塘野生稻群体,同样生存堪忧。

  1999年,因工程建设,池塘的三分之一面积被掩埋了,加上牛羊踩踏啃食、周边竹林扩鞭、村民倾倒垃圾、枯水期水源匮乏,这片野生稻的生存空间不断萎缩,仅剩寥寥几株。

  后来,情况才有所好转。2001年,农业部启动野生稻原生境保护计划,并于2004年在漳浦这处池塘设立“浦野一号”原生境保护示范点。也是这一年,黄海邻被县里聘为管理员,负责守护这片野生稻资源。

  定期巡护、取水灌溉、驱逐牲畜……过去的20年里,黄海邻成为专职“守稻人”。让他感到欣慰的是,这些老伙计的生存条件不断得到改善。2021年开始,省农业农村厅组织实施农业种质资源保护利用项目,陆续建设了漳浦野生稻等25个地方特色作物种质资源保护点。

  “我们利用补助资金,不断完善原生境基础设施,开展扩繁等工作。”漳浦县种子服务中心主任陈振坤说,今年以来,当地加固了保护点周边防护栏,安装摄像头以实时远程监控,开挖机井、安装水泵,确保水源,清退池塘周边的榕树园。同时,今年年中在池塘边上分株扩繁的0.7亩野生稻,眼下已郁郁葱葱,相继抽穗扬花、灌浆结实。

  一个都不能少

  其实,种质资源有许多形态。除了野生稻这样的作物野生近缘种,农家品种、育成品种、人工创制的育种材料等都是不可或缺的种质资源。它们共同构成了庞大而丰富的基因库,为育种家们提供不竭的育种素材。

  上个月,由省农科院水稻所承办的全国水稻优异种质资源现场展示与学术交流会在福州举行,现场展示和共享来自国内外的优质水稻种质资源345份。这些资源各有所长,或高产、适应性强,或抗病虫、抗逆,或氮素利用率高、低镉累积、抗穗发芽。不少只在偏远山区农家偶见的福建地方品种,第一次走进全国种业工作者视野。

  “K28”来自上杭县蓝溪镇觉坊村,在当地已有50多年栽培历史。其稻米直链淀粉含量高达26.6%,米质偏硬,是著名的客家小吃簸箕饭专用稻。稻米浸泡后磨成浆,均匀摊在簸箕上蒸熟成粉皮,铺上肉丝、笋丝、香菇丝等食材,折成带状,别具风味。

  “红米仔”来自尤溪县联合乡东边村,种植历史也超过50年,其最大特点是种皮色泽红润,含有丰富的微量元素和矿物质。当地老百姓以其制作红米饭用于祭祖。作为特种稻开发,“红米仔”前景广阔。

  “这些地方品种,都是自然与人为长期选择的产物,久经考验依然历久弥新。”省农科院水稻种质资源与评价利用研究室副主任朱业宝说,和野生稻一样,地方品种也含有大量优异的特异基因。

  在水稻育种史上,地方品种的贡献不可谓不大。20世纪五六十年代,矮秆水稻的出现,解决了传统栽培稻植株过高容易倒伏的痛点,让水稻产量整体提升了30%。作为其中的代表作,国际水稻研究所育成的“IR8”被誉为“奇迹稻”。鲜为人知的是,“IR8”的矮源基因,就来自闽台地区的地方稻种“低脚乌尖”。

  然而,和现代育成品种相比,地方品种在产量等方面不占优势。过去的半个多世纪里,大量地方品种退出生产,仅限于个别农户自行留种、零星种植。与地方品种一起消失的,是那些还没有来得及被开发的优异基因,以及失去了就找不回来的遗传多样性。

  “保住一个基因,就是留住一个未来的可能性。”省种子总站站长赵杰樑说,无论是野生资源还是地方品种,都是不可替代的种质资源,“一个都不能少”。因此,近年来福建开展了系列种质资源调查工作,在摸清家底基础上,开展抢救性收集与保护。

  上述水稻地方品种的发现,正是福建省第三次全国农作物种质资源普查与收集行动的成果。这场始于2017年、于今年3月通过验收的大普查,共收集农作物种质资源4377份。一大批古老、珍稀、特有、名优农作物地方品种以及它们的野外“亲戚”,也被一一“打捞”。

  2017年9月,省农科院果树研究所科研人员郭瑞前往闽侯县开展资源调查。在大湖乡仙山村,他偶然听到农户提到要采摘桃子,这引起郭瑞的好奇。

  “在福建,桃果一般在8月份前就采摘结束,9月份还在挂果,说明这个桃树很可能是一个晚熟资源。”郭瑞实地考察后发现,这些自发生长的苦桃,仅存数株,栽培历史已不可考。随后,他采集枝条进行嫁接,经过3年观察后得出结论:这是一个低需冷量的早开花晚熟桃树资源,在福建尚属首次发现。

  像桃树这样的温带果树,必须经过一定时间的低温,枝芽才能从休眠期中苏醒,正常开花结果。因此,要在亚热带地区种植,就要尽量选育出低需冷量的品种。闽侯苦桃的发现,为选育低需冷量的桃树品种提供了新的亲本资源。

  近年来被饮品店带火的小众水果余甘子,在诏安县有其野生资源分布,且具有耐贫瘠、抗逆、产量高等特性;南靖柴蕉适应性强、较耐低温、抗枯萎病,可作为抗香蕉枯萎病的育种材料;屏南棒桩薯肉质褐化慢、适应性强,因营养价值高被当地人称为“土人参”;尤溪县发现的老树金柑,树龄超过150年,在柑橘类果树中难得一见……如今,这些被揭开神秘面纱的资源,经过抢救性收集后,已进入各级农业种质资源库(场、区、圃)妥善保存。

  目前,福建共建有龙眼、枇杷、红萍、水禽、鱼类等23个国家级作物、畜禽、水产种质资源库(场、区、圃),确定了30个省级农业种质资源保护单位。今年启动建设的福建农业生物种质资源库,建成后保存能力可达50万份以上,覆盖农作物、畜禽、农业微生物等各类农业种质资源。

  在保护中利用

  保护是为了更好地开发利用。种质资源要转化为育种成果,首先要对其有全面透彻的认知——它有哪些特性,包含哪些能够为我所用的优良基因。这就需要对种质资源开展精准鉴定评价。

  “我国水稻种质资源很丰富,但多数还沉睡在种质库中,未能有效精准鉴定与发掘利用。”中国农业科学院作物科学研究所研究员韩龙植认为,应当将人工与智能化、自然胁迫与室内模拟、多环境与多年、小群体与大群体、产量性状与特异性状、表型与基因型鉴定相结合,多维度全方位评价,加快挖掘符合未来育种目标需求的优异种质与基因型。对水稻育种而言,尤其需要挖掘抗病虫、抗旱、耐盐、耐热、耐冷、耐直播、高光效、氮磷高效、高品质的基因。

  多年来,朱业宝所在的研究室,对漳浦野生稻的农艺性状以及耐冷、抗稻瘟病特性开展了系统鉴定,初步勾勒出了这一种质资源的精准画像。在此基础上,该团队通过分发共享,加快推进资源开发利用。

  去年,中国科学院院士张启发等研究者在国际期刊《PANS》上发表了最新研究成果,该研究克隆了浦野野生稻的不育基因和恢复基因,并初步解析了其作用机理。

  我们知道,水稻属于雌雄同花作物,花器极小,在自然界中主要靠自花授粉繁殖。要利用杂种优势,就必须手动去雄、人工授粉,这在大规模生产中,显然不切实际。

  因此,科研工作者提出了“三系配套”的构想:首先选育雄性不育系。这种水稻花粉败育,自交不结实;雌蕊正常,能接收外来花粉。再为不育系找两任“丈夫”——保持系和恢复系。保持系与不育系的后代依然不育,以此扩繁不育系;恢复系与不育系的后代,能正常结种子。这样,不用人工去雄,就能批量授粉制种了。

  后来,袁隆平团队终于在“野败”身上找到了能够实现“三系配套”的不育基因,并匹配到了恢复系所需的恢复基因。时至今日,生产上用得最多的三系杂交水稻不育基因都来自它们的鼻祖“野败”。

  这带来了新的问题:受到不育基因与恢复基因的制约,并非所有育种材料都能自由配组。福建农林大学教授王乃元团队从省农科院获取漳浦野生稻资源后,从中发现了有别于“野败”型杂交水稻的不育基因与恢复基因,从而建立了杂交水稻育种的新体系。这也就意味着,更多的稻种资源可用于配置杂交组合,从而打开了杂交水稻育种的一扇新大门。依托这套新体系,王乃元团队选育出了“金农2优3号”“金农3优3号”等杂交水稻新品种,并在生产上应用。张启发团队则从基因层面解析了其内在机制。

  这仅仅是野生稻开发利用的一个方面。眼下,省农科院正联合中国农业科学院以及其他6个野生稻资源分布省份,聚焦抗稻瘟病、耐冷、抗旱、耐盐碱、耐水淹等特性,分工协作,联合开展野生稻资源精准鉴定。其中,福建承担对全国普通野生稻稻瘟病抗性的标准鉴定。

  近年来,省农业农村厅支持全省科研院校开展水稻、茶树、红萍、菌草等11类种质资源挖掘与创新利用项目。目前全省已鉴定评价农作物和农业微生物种质资源4500余份,筛选创制优异种质和可利用中间材料约340份。

  在赵杰樑看来,只有妥善保护、精准鉴定评价、积极创制、充分共享利用,才能真正发挥种质资源应有的价值。但目前,我国种质资源开发利用还存在鉴定评价深度不足、共享利用不充分等问题。他主张构建更加健全畅通的种质资源共享平台,同时完善利益分配机制,让种质资源工作者与育种家一样,能够分享到育种成果带来的收益。

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责任编辑: 葛燕燕
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