“我們的一個小培養(yǎng)皿里，培養(yǎng)了幾千個小孢子團(tuán)，可代替一兩畝的育種試驗田！”記者從上海市農(nóng)科院日前舉行的“小孢子水平高效遺傳改良技術(shù)體系的創(chuàng)建及大麥和青稞上規(guī)模化應(yīng)用”學(xué)術(shù)研討會上了解到，該院科研團(tuán)隊創(chuàng)建的小孢子高效遺傳改良技術(shù)體系，克服了麥類作物細(xì)胞工程育種的一系列障礙，將大麥青稞的新品種純合與篩選周期從十年縮短到兩三年，同時極大提高“雙減型（減化肥、減農(nóng)藥）”新品種選育的成功率，為全國各地大麥青稞育種團(tuán)隊提供了可靠的育種技術(shù)支撐。

　　一個培養(yǎng)皿 相當(dāng)于一兩畝的試驗田

　　何為小孢子？市農(nóng)科院植物細(xì)胞工程科研團(tuán)隊帶頭人黃劍華告訴記者，所謂小孢子，就是植物花藥里的花粉粒，相當(dāng)于植物的生殖細(xì)胞，其中包含了植物的全部遺傳信息。運用小孢子育種，是真正意義上的單倍體細(xì)胞工程育種。

　　按照以往的傳統(tǒng)育種方法，科研人員需要在大田里一代代篩選后代，留下表現(xiàn)優(yōu)良的，舍棄性狀不佳的，許多年后，才會形成比較“純”的優(yōu)良性狀表達(dá)。但如今，市農(nóng)科院的科研人員采用小孢子育種技術(shù)，將小孢子再生的單倍體植株染色體加倍，就可以“一步到位”形成“純”的性狀表達(dá)，同時直接在細(xì)胞培養(yǎng)皿中進(jìn)行優(yōu)劣選擇，而不需要等到一代代“孩子”長成了再作篩選，這樣就能在2到3年里選育出一個優(yōu)良純合的新品系，而以前，通常需要10年甚至更長時間。

　　幾年前，黃劍華帶領(lǐng)團(tuán)隊培育出的大麥新品種“花11”，成為世界上*個采用小孢子育種技術(shù)育成的啤酒大麥新品種。該品種不僅適合在沿海鹽堿地種植，抗逆性強，而且產(chǎn)量明顯提高，品質(zhì)大幅提升。“花11”已在全國啤酒大麥的主產(chǎn)區(qū)江蘇鹽城推廣種植超過100萬畝，受到當(dāng)?shù)剞r(nóng)民和麥芽生產(chǎn)企業(yè)的歡迎。如今，該技術(shù)體系已在全國各地500多份育種材料中實現(xiàn)了小孢子再生成苗，大幅度拓寬了小孢子培養(yǎng)成功的基因型，標(biāo)志著其“廣適性”得到驗證，可以成功應(yīng)用于規(guī)模化育種。

　　值得一提的是，該技術(shù)體系還為藏區(qū)穩(wěn)定、藏民脫貧的青稞良種保障提供了支撐。青稞是藏區(qū)的主要作物，糧草雙高型青稞品種選育是保證藏民糧食安全的重要舉措，保健、釀酒專用青稞新品種選育更是藏民致富的有效途徑。市農(nóng)科院植物細(xì)胞工程科研團(tuán)隊通過十多年的攻關(guān)，*報道青稞小孢子培養(yǎng)技術(shù)，通過與藏區(qū)育種團(tuán)隊的合作，*利用雜交結(jié)合小孢子培養(yǎng)相結(jié)合的高效育種方法，育成了1份青稞新品種，10多份候選新品系正在田間鑒定。前不久，該團(tuán)隊正式參加了西藏重大科技專項和國家重大研發(fā)計劃，承擔(dān)青稞細(xì)胞與分子育種技術(shù)攻關(guān)；同時參加上海市科技興農(nóng)重點攻關(guān)項目，承擔(dān)運用小孢子技術(shù)加快釀酒專用青稞新品種的選育任務(wù)。

　　在培養(yǎng)液中加點鹽 “脅迫”出了耐鹽堿的新品種

　　市農(nóng)科院團(tuán)隊還率先發(fā)明系列小孢子脅迫篩選方法，大幅提高節(jié)肥、抗病、耐鹽品種的選育效率。

　　團(tuán)隊核心成員劉成洪介紹說，小孢子育種技術(shù)還有另一個明顯優(yōu)勢，那就是更容易出現(xiàn)豐產(chǎn)性高、抗逆性強的后代。比如氮脅迫篩選，指的是科研人員在小孢子的培養(yǎng)液里將氮營養(yǎng)減少70%甚至更低，按照“優(yōu)勝劣汰”法則，無法適應(yīng)這一脅迫壓力的后代會被自然淘汰，存活下來的就是強者，具有氮高效利用的特點和能力，新品種有利于減少化肥的施用量。而啤酒大麥新品種“花11”，則是科研人員在小孢子培養(yǎng)液里增加了鹽堿成分，在此壓力下培養(yǎng)出的抗鹽堿性、抗病性明顯增強的后代。

　　據(jù)透露，到目前為止，該團(tuán)隊運用該技術(shù)體系已快速創(chuàng)制出了14份耐低氮（節(jié)肥）、5份赤霉病抗性、4份耐鹽性、1份黃花葉病抗性明顯增提高的特色純合種質(zhì)材料。“雙減型（減化肥、減農(nóng)藥）”新品種選育的創(chuàng)新技術(shù)，將為我國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展提供源頭上的保障。

　　為全國20多個育種團(tuán)隊提供技術(shù)支撐

　　“小孢子培養(yǎng)技術(shù)能快速聚合、純合有益基因，這幫助全國各地麥類育種團(tuán)隊大大提升了育種效率，我們?yōu)樽约簣F(tuán)隊的工作感到光榮。” 國家大麥青稞產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系育種崗位科學(xué)家、市農(nóng)科院植物細(xì)胞工程科研團(tuán)隊小孢子培養(yǎng)技術(shù)的研發(fā)負(fù)責(zé)人陸瑞菊告訴記者，他們的PPT介紹中經(jīng)常會出現(xiàn)一張中國地圖，上面標(biāo)注著各地的育種團(tuán)隊，近的有江蘇、安徽、湖北，遠(yuǎn)的有黑龍江、內(nèi)蒙古、甘肅、青海、西藏，這記錄了市農(nóng)科院植物細(xì)胞工程科研團(tuán)隊服務(wù)全國的故事。黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物育種研究所研究員、大麥遺傳育種專家刁艷玲介紹說，她和她的團(tuán)隊早在2009年就從小孢子培養(yǎng)技術(shù)中嘗到了甜頭，目前選育了幾百個值得推廣的性狀穩(wěn)定的株系，其中一個新品種已納入國家登記。

　　據(jù)統(tǒng)計，到目前為止，市農(nóng)科院植物細(xì)胞工程科研團(tuán)隊率先應(yīng)用小孢子高效遺傳改良技術(shù)體系，通過與全國20多家大麥和青稞育種團(tuán)隊合作以及自主選育，已決選出139份候選品系，優(yōu)選出12份新品系，育成了5個優(yōu)良大麥新品種，1個青稞新品種，使我國的大麥青稞細(xì)胞工程育種技術(shù)達(dá)到了國際領(lǐng)先。

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