首页

凝聚青春之力 服务种业振兴

2024年02月05日 10:59 来源:光明日报

凝聚青春之力 服务种业振兴

——记中国农业科学院国家南繁研究院科研团队

光明日报记者 杨 舒 王晓樱

一月的海南三亚,阳光火热。

崖州湾边,垄纵沟横,良田广袤,科研人员头戴遮阳帽、脚踩橡胶靴,耕耘其间。

又是一年南繁忙!

“看,这是棉田,那是水稻,那边是玉米……”一片片碧绿的试验田边,中国农业科学院国家南繁研究院院长彭军如数家珍,满目自豪。

的确,如今的南繁有些不一样。

“每年秋冬从各地‘飞’来,一口气直忙到第二年春天,再背着育种材料‘飞’走,常有人把我们比作南繁的‘候鸟’。”彭军说,“但你可知道,现在,除了‘候鸟’式育种团队,这里还添了许多常驻力量呢!”

目前,中国农业科学院国家南繁研究院已引进野生作物种质资源保护与利用、作物表型组学研究、大数据智能设计育种等科研团队15支,科研人员共计200余人,其中常驻人员130人。

给试验田里的作物做“体检”

椰风习习间,一座占地近5万平方米的大型白色现代建筑簇新亮相,这便是已正式启用的国家南繁作物表型研究设施建设项目。

表型,是个啥?

玉米的糯性、甜度,西红柿的大小、风味,棉花纤维的颜色、形状……凡是一个农作物生物体可以观察到的性状或特征,都是作物表型。

它对育种有多重要?

植株高矮、茎秆粗细、籽粒大小……所有育种家的工作,都要从田间观察、鉴定一株作物的表型开始。为了选育出更好的品种,老一辈育种家们往往要在数年时间里,在田间千万个植株中,一株一株手工观察、研究表型,犹如“大海捞针”。

有没有快速高效鉴定作物表型的“神兵利器”?国家南繁作物表型研究设施建设项目内,一座高5.7米、宽21米的钢铁“大家伙”给了记者答案。

横跨在试验田中,仿佛一个小型的“龙门吊”,这座大型表型鉴定装备可以沿着稻田四周布设的轨道自由移动,是我国目前最专业、技术含量最高的田间“高通量植物表型平台”。它上面搭载着激光雷达、高光谱相机、热红外相机、RGB相机等六种不同的监测仪,可以“一眼”掌握植物从播种到收获的全周期表型数据。

“简单来说,我们建设的这座平台可以根据南繁育种团队的需求,给试验田里的作物做CT、做‘体检’。”中国农业科学院国家南繁研究院/作物科学研究所作物表型组学研究团队首席金秀良一边拿起遥控装置调试设备,一边对记者介绍。如今,他带领团队,已常驻三亚服务南繁。

这“体检”能有多快?

“举个例子,要搁以前,数清一亩稻田里的稻穗数和穗粒数,需要科研人员先雇人收割,再运回研究所的实验室里一一测量鉴定,前前后后怎么也要两三个月。现在有了这个装备,安装好就能一键操作、视觉采集,图像经过人工智能软件处理,几天就能出结果,你算算,一下子省了多少时间和人工?”金秀良说。

一支常驻田间的育种队伍

有了这样的“利器”采集农作物表型,海量大数据又该如何分析,并应用于育种呢?

在另一间实验室里,中国农业科学院国家南繁研究院大数据智能设计育种团队的一群年轻人,正在为这些数据设计算法和模型。

“我们的任务,就是通过开发数量遗传算法,帮助育种家们在众多的表型数据中,筛选出有价值的遗传材料资源,再通过大数据和人工智能结合,帮助育种家预测种子后代的表型,以此为参照,进行育种方案的设计。”团队中的博士后何坤辉是位90后,自这几年团队成立,便来到三亚,成为“常驻军”。

这是一个平均年龄不到26岁的科研团队,吸引聚集了育种、分子生物学、计算机等多学科交叉的青年人才。为何选择常驻三亚?博士后陈守坤谈到了“成就感”——“科研本就是枯燥探索的过程,这里也许没有大城市的热闹和现代,但离育种一线更近,更容易获得生产数据开展研究,还能随时反馈给育种团队,服务分子设计育种,这是难得的成就感啊!”

这份成就感,同样催动着80后的郑晓明。作为中国农业科学院国家南繁研究院野生作物种质资源保护与利用团队首席,她选择带领团队,常驻崖州湾边守护一片特殊的稻田。

穿过错落的黎族村寨,高大的热带树木掩映下,即将建设完成的国家野生稻种质资源圃映入眼帘。只见一块块水田整齐划一,依次排开,一直延伸到远方。每块田内所种稻种,或高大茂盛,或低矮匍匐,甚至还有一些宛若杂草。

“别看这些稻子不起眼,但可都不一般!”郑晓明介绍,这座国家野生稻种质资源圃2021年开始筹建,面积180亩,规模全球最大。自建设之初,就开始保存野生稻,目前采集自世界各地的1万多份野生稻资源已入驻其中。

为什么要专门保存这么多种野生稻?

原来,在人类长期的驯化和选育中,栽培水稻的遗传基因会出现明显的同质化。而野生稻经过几千年自然环境的“千锤百炼”,蕴含着更为丰富的遗传基因,正好能够成为服务水稻品种改良的资源库。

“何况,随着人类活动增多、气候变化,自然界中的野生稻正在逐渐减少,有的甚至绝种了,因此,要加强这类资源的调查和保存,保护抢救这些野生稻种,并利用三亚的特殊气候,让它们永续生长。这就是我们的责任和使命。”郑晓明的话掷地有声。

“金秀良、郑晓明、何坤辉、陈守坤……正是这些选择来到三亚的年轻人,组成了我们近年来着力打造的一支常驻科研队伍。”细数一位位青年人才,彭军颇为动情。

他们,是服务种业振兴的新力量!行走在南繁热土,他们的耕耘贯穿四季。

《光明日报》(2024年02月05日08版)