12月中旬,江苏省农业科学院的油菜试验田里绿油油一片。由科研人员研制出的非转基因抗除草剂油菜新种质正在这里接受不同浓度除草剂的检验。相关科研成果已在国际学术期刊上发表,并获国家发明专利和新品种权保护,为破解我国种源“卡脖子”难题助力。
油菜是我国第一大油料作物,其产油量占国产油料作物总产量的55%以上。杂草是影响油菜生产的主要生物灾害之一,严重草害最高可使油菜籽产量下降超50%,进而影响产油量与农民收益。常用的化学除草剂难以安全高效地防除油菜田间阔叶杂草,普通油菜品种没有抗药性,容易被除草剂误杀,人工除草又费时费力,因此省农科院经济作物研究所科研人员将创制抗性种质、培育抗除草剂油菜品种作为研究目标。
“我们从2004年就开始抗除草剂种质创制相关研究了。”省农科院经济作物研究所副所长、油菜创新团队首席助理胡茂龙研究员说。
种质创制到品种应用充满很多挑战和不可预见性,专家们的研究也并非一帆风顺。研究早期,油菜创新团队发现了某个抗除草剂基因资源,但在品种应用试验种植时发现,对应的除草剂在土壤中残留期长,影响后茬作物的生长,这就造成我们创制的抗性基因资源仅能在一熟制地区的油菜品种培育中应用。
“这是比较令人头疼的,因为我们国家油菜主产区主要分布在长江流域的多熟制地区,团队多年辛苦研制的抗性种源应用范围非常有限。”胡茂龙说。专家们需要重头再来:化学诱变创造变异、规模化定向筛选存活植株、挖掘基因、克隆基因并验证基因功能、开发分子标记、聚合抗除草剂基因与其他优良性状基因、培育品种、再试验……
十余载的潜心研究后,省农科院油菜创新团队最终找到了这种既对后茬作物无影响、绿色高效除草剂的抗性基因资源,成功育成新品种。2021年1月,相关专利技术与江苏瑞豪生物技术有限公司合作开发,实现了我国首个非转基因抗除草剂油菜专利技术的转化。
近日,为加快油菜抗除草剂新种质应用步伐,促进科研育种单位抗除草剂新品种选育,加强育种单位与种子企业间的交流与合作,推动抗除草剂油菜新品种生产应用进程,省农科院主办“2023 年抗除草剂油菜种质创新与利用学术研讨会”,会议邀请相关专家作大会报告,并就非转基因抗除草剂油菜种质利用、新品种选育与生产应用经验进行交流和抗除草剂品种田间观摩。
省农学会组织相关专家对江苏省农业科学院完成的成果“EMS诱变抗磺酰脲类除草剂油菜新种质的创制与应用”进行评价,专家组实地考察了抗性种质的田间表现,听取了研究团队的陈述,审查了相关研究报告和佐证材料,经质询和讨论。
“该非转基因抗除草剂油菜新种质的创制与应用,打破了国外抗除草剂基因的专利垄断,填补了我国非转基因抗除草剂油菜优异种质的空白,对油菜产业高质量发展具有重要意义。” 评价专家组组长、中国工程院院士、国家油菜产业技术体系首席科学家王汉中现场评价。
专家组一致认为,研究团队完成的成果“EMS诱变抗磺酰脲类除草剂油菜新种质的创制与应用”总体达到国际先进水平,其中ALS1基因两个新位点的诱变与除草剂抗性研究居国际领先水平。
过去,发达国家手握除草剂抗性基因知识产权,我国若想使用,必须付专利费,作为农业“芯片”的种子,“脖子”因此被卡。“如今,我国在此领域拥有了自主知识产权,国家对植物新品种权与基因技术专利的保护也日益完善。”胡茂龙介绍,省农科院还将抗性种源分享给全国近40家育种单位,各生态区可在此基础上研制最适合当地种植的优质抗除草剂油菜新品种,“我们江苏研制的这一抗性种质,引种应用目前已经覆盖了全国主要油菜产区。”
新华日报·交汇点记者 王甜/文 周天琦/视频

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