图为西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室主任代方银在实验室内指导工作。 周毅 摄
这样的成果何以取得?窥一斑而知全豹,代方银向记者谈起从事家蚕遗传学研究的30年。
代方银1969年出生于贵州一个农村家庭,亲身经历磨砺,让他深知“农”为民之本的重要性。在填报高考志愿时,他主动选择西南农业大学(2005年与西南师范大学合并为西南大学),并于1993年毕业留校,在现中国工程院院士、西南大学蚕学与系统生物学研究所所长向仲怀及前任国家蚕桑产业技术体系首席科学家鲁成的培养下,从事家蚕种质资源保护和研究,为蚕学发展执灯前行。
“当时,身边人都说我‘掉进了苦海’,但我并不觉得。”代方银介绍说,保护家蚕品种资源,是所有家蚕研究的基础。为保存好蚕品种,彼时他常年待在西南农业大学家蚕基因资源库内,像养育孩子一样照料蚕宝宝,同时收集、鉴定、诱变及定向改造家蚕。
至世纪之交,资源库内蚕的品系数从前人积累的300多种增至700多种,西南农业大学正式宣布建成世界最大家蚕基因资源库。目前,这一被誉为“蚕宫殿”的“世界第一库”已占据领先地位20多年,保存着1100余种家蚕品系活体,为后期开展育种研究奠定雄厚基础。
蚕,中国从古至今最主要的经济昆虫之一,为国家经济社会发展立下汗马功劳。但二十世纪八九十年代以来,家蚕育种遇到瓶颈。传统育种方法的局限性令家蚕的品种、产量、性状无明显改善,严重限制了蚕桑产业效益的进一步提升。
图为家蚕生命周期各阶段丰富的表型多样性。 家蚕基因组生物学国家重点实验室供图代方银认为,培育高产、优质、高抗、具有特殊性能的高价值蚕品种是家蚕育种的重要方向,而为“育种”破局的前提是摸清影响家蚕育种性状的基因状况。2019年代方银团队全面启动“千蚕基因组”计划,历时4年出炉“家蚕超级泛基因组图谱”。
据介绍,团队对主要来自“蚕宫殿”中的1078份蚕种质资源进行了深度测序,囊括了目前最全面的家蚕和野桑蚕基因组信息,是迄今全球动植物中最大的长读长泛基因组。简单来说,通过这张图,科学家可以像“查字典”一样去对接表型和基因组密码。
“这一成果将开启分子育种新纪元。”向仲怀评价说,如果说以前鉴定特定性状的基因或其因果变异犹如“大海捞针”,现在可谓是“瓮中捉鳖”。超级泛基因组提供了“精细网格化”的“坐标”指导,行家里手可以根据育种目标,结合基因组选择、基因编辑、合成生物学等分子育种手段,实现设计育种。
从发展建成世界最大“家蚕基因库”到主持完成“千蚕基因组”计划,再到充满期待的“超级蚕”育种,代方银把其科研之路归纳为“三部曲”。他畅想,随着蚕桑基因组生物学成果向应用开发推进,现代蚕桑业实现转型升级后再次大力造福人类,不仅为乡村振兴、生物经济等提供新的供给,也可在医学、材料学等有关国家战略需要的核心技术领域迸发出新的作用。
年过五旬,身兼教学、科研、管理等职的代方银觉得自己的时间愈发宝贵。他坦言,“超级蚕”的设计育种之路或将面临曲折,但只要道路是正确的,就不怕用长期的实践来检验,要努力去实现。
“科研的本质就是有需求导向和时代特征的创新,而创新就是发现未发现、揭示未揭示、创造未创造。”代方银告诉记者。(完)
【这些年,我们创造的奇迹②】我国海水稻种植面积突破百万亩****** 【这些年,我们创造的奇迹②】 我国海水稻种植面积突破百万亩 袁隆平院士夙愿正一步步成为现实 光明日报青岛1月11日电(记者崔兴毅、刘艳杰)曾经寸草不生的海滨滩涂,或是直泛盐花的盐碱地上,竟然能长出香喷喷的稻米。这是我国农业科技工作者创造的奇迹!最新统计显示,截至2022年年底,我国耐盐碱水稻(俗称“海水稻”)种植面积已突破100万亩! 我国有近15亿亩盐碱地,一向被视为“农业荒漠”,而在中国农业科技人员眼中,种植海水稻,是唤醒这一“沉睡”资源的重要方式。2012年,袁隆平院士牵头,在山东青岛组建海水稻研发团队,开始技术攻关。 “与普通水稻不同,海水稻必须具有一定的耐盐碱能力,可以在海滨滩涂、内陆盐碱地种植。最初的种质资源,是袁老从国内外一点点收集来的。在此基础上,我们通过基因测序技术,筛选出天然抗盐、抗碱、抗病基因的品种。目前,我们已经拥有种质资源近2000份。”青岛海水稻研究发展中心技术研发部部长万吉丽介绍,“不仅如此,种质的耐盐能力也不断提高,从最初的3‰,提高到现在的8‰。” 光筛选种质不够,还得改良土壤。为此,科研人员探索出一套以综合排灌系统、物联网传感器系统、大数据农业信息服务系统为基础的盐碱地改良技术。“通过地下传感器感知温度、碱度、生长态势等信息,并即时传送至大数据中心,通过AI和专家诊断系统,智能调控土壤盐碱度及水肥释放,让土壤和作物都‘活’起来。”万吉丽说。 2018年,精心培育的海水稻经历了最严峻的考验——在紧邻塔克拉玛干沙漠的新疆喀什岳普湖县恶劣的环境中试种。“当年亩产就达到300公斤,2019年以后,每年亩产都超过540公斤!”令全程参与该项目的山东省泰安市援疆指挥部技术人员王琦更加兴奋的是,“土壤盐碱度从之前的17‰降到2‰,还实现了一年之内稻麦两作!” 小小海水稻,打开中国粮食增产新版图。10年来,我国海水稻已从科研试验阶段进入规模化推广,实现了对全国四大类典型盐碱地的全覆盖。 2020年,袁隆平院士进一步在全国开展海水稻推广种植,启动“十百千”工程——当年完成10万亩海水稻种植、100万亩盐碱地综合利用、1000万亩可利用的盐碱地储备。该工程计划用8到10年时间,改造一亿亩盐碱地,实现盐碱地变粮仓。 “目前,这一工程正在稳步推进。‘改造一亿亩盐碱地,多养活8000万人’是袁老的夙愿。我们离实现这个目标越来越近!”万吉丽信心满怀。 《光明日报》( 2023年01月12日 01版) (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |