眼下正是春播选种的繁忙季节,江苏省常州市武进区的种粮大户们心里都很踏实。原来早在春节之前,他们就和江苏(武进)水稻研究所签订了购种协议,不仅能低价买到抗条纹叶枯病的高产稻种,还可以享受政府的补贴。捧着黄澄澄的优质稻种,前些年饱受素有水稻“癌症”之称的水稻条纹叶枯病困扰的种粮大户们,看到了丰产增收的希望。
在南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室万建民教授的带领下,江苏省多家育种单位的专家们联合开展科研攻关,选育出多个能够抗条纹叶枯病的高产优质粳稻新品种,累计推广13634.17万亩,社会效益达190.14亿元,使“天下粮仓”不再担心水稻病害的大面积侵害。在1月14日的国家科技奖励大会上,该项成果荣获国家科技进步一等奖。
临危受命——选育抗病品种阻“稻癌”
提起水稻条纹叶枯病,这是令南方粳稻区尤其是江苏省很多稻农胆战心惊的词。这种由水稻条纹病毒引起、经灰飞虱传播的水稻病毒病害,2000年前后在江苏等地肆虐起来,发病面积迅速上升,由于没有有效的农药,稻农当时对这一病害的防治束手无策。
2004年,该水稻病害成为江苏省罕见的重大暴发性病害,发病面积达2300多万亩,在淮安、连云港、宿迁等重发区危害极为严重,部分地区甚至颗粒无收,绝收面积达7.8万亩,损失稻谷25亿公斤。回忆起当年病害暴发时的情形,徐州新沂的一些老稻农依旧痛心疾首:“10天之内,粳稻叶子枯黄、卷曲,然后直接死亡,没有任何挽救的余地!”
水稻条纹叶枯病的不断暴发,不仅导致了水稻大面积减产、绝收,直接损害了农民的利益,还严重威胁到国家的粮食安全。作为全国粳稻种植面积最大的省份之一,江苏的常规粳稻种植面积在2800万亩以上,粳稻单产水平多年来位居全国首位。无论是种植面积、单产效益,江苏在全国粮食安全生产中都起着举足轻重的作用。
“天下粮仓”岂能容“稻癌”肆虐?在这危急关头,以万建民为代表的育种专家们肩负起保障粮食安全的使命,开始了抗病稻种研发的探索之路。1999年,万建民从日本留学归来,回到母校——南京农业大学任教。当年,他在学校的实验基地试验田中发现了患病的水稻,经请植保专家范永坚、周益军研究员鉴定,最终确认是水稻条纹叶枯病。
随后,万建民带领课题组到苏北进行了大范围调研,调研结果更让他们倍感问题的严重。对于水稻条纹病毒,当时大面积推广应用的品种都不具有抗性,再加上冬季气温持续偏高、灰飞虱存活量加大,以及耕作多样化等原因,病害呈现出蔓延和扩大的趋势。
万建民意识到,选育抗病品种无疑是阻击水稻条纹叶枯病最经济有效的措施。2001年,江苏省设立了农业重大研究项目计划——重大暴发性病害水稻条纹叶枯病控制技术研究与推广,万建民作为项目的水稻育种首席专家,负责水稻育种攻关,组织全省的主要水稻育种单位成立项目组,开始了10年的抗水稻条纹叶枯病品种选育之路。
以问题为导向——联合攻关加快成果转化
如今,10年过去了,以万建民为首的项目组,不仅选育出10个适应不同生态区的早中晚熟系列抗条纹叶枯病高产优质新品种,还打破了以前水稻品种选育单位各自为战的传统做法,通过种质、基因、技术和信息共享,构建了南方粳稻品种选育与应用的综合平台,探索出一条联合攻关科研、产学研紧密结合的新路子。
由于病害严重,项目组采取了多部门协作攻关,长线作战和短期突破相结合的方式。面对当时的紧急情况,先由江苏省种子管理站组织对现有主栽水稻品种进行了抗性筛选,从现有品种中筛选出可用品种,以解燃眉之急。同时,万建民组织江苏农科院、徐州农科所等单位的育种专家全力进行新品种选育工作。
水稻育种的难题之一是选育周期漫长,要培育一种聚合了抗水稻条纹叶枯病、高产等多个优良性状的稻种,利用传统育种法可能要花上七八年的时间。为了加快选育速度,万建民整合各方资源,利用作物遗传与种质创新国家重点实验室的科研优势,集中力量进行高科技攻关,首先建立了规模化水稻条纹叶枯病抗性鉴定技术体系和分子标记聚合育种技术体系。
有了现代化的核心技术作支撑,利用抗病新种质、规模化抗病鉴定技术和分子标记聚合育种技术体系,分布在江苏省各地的协作单位很快就选育出适合当地生态要求的优良稻种。
新品种培育出来后,在江苏省作物栽培指导站、种子站积极配合下,该项目还同时研制出新品种高产、优质、高效、安全栽培的定量化实用指标,制定栽培技术规程13个,使这些新品种迅速得到大面积的推广应用。2007年至2009年,新品种推广8314.57万亩,产生经济效益116.1亿元,仅2009年推广面积就占南方粳稻区种植面积的78%。
南京农业大学科技处负责人表示:“正是这种多部门联合攻关,以问题机制为导向产学研用的创新性科研合作模式,使抗病水稻新品种的转化速度明显加快。”
培育青年才俊——为保障粮食安全造就接班人
“粮食有价,良种无价”。培育一个水稻优良品种,往往要耗费育种人大量的精力,更少不了风吹、日晒和雨淋。而这种磨炼,也造就育种人只争朝夕的进取精神和脚踏实地的执著毅力。
钮中一,参与该项目的江苏(武进)水稻研究所的育种老专家,每年都要像候鸟一样飞到海南岛进行“南繁加代育种”,顶着烈日的炙烤,呕心沥血地培育良种。他在2003年就率先育成了抗条纹叶枯病新品种“武运粳21号”,年推广种植面积稳定在200万亩以上,成为江苏中熟中粳种植区主栽品种。
作为参与人,钮中一获得了国家科技进步一等奖,但他没有停止不前。前不久,他匆匆搭上前往海南的飞机,又开始长达数月的育种工作。“我们希望通过不断创新,使江苏水稻单产提高到600公斤以上;同时力争高端优质大米达到日本优质大米‘越光’水平。”
育种老专家们勤勉、创新的作风,也潜移默化地影响了项目组中的年轻人。在攻关的过程中,万建民依托项目组的平台优势,通过承担国家“973”、“863”等重大项目的研究,培育了一大批青年才俊。在他们当中,有田间工作的“行家里手”,也有室内实验的“能工巧匠”;有常规育种的“熟练工”,也有分子生物学研究的“工程师”;理论与实际相结合,个人能力充分互补,不仅保证了研究队伍的活力,也为我国的育种事业和粮食安全造就了一批有竞争力的后来者。
对于获奖,万建民团队的师生都显得特别的低调、平静。每每谈及获奖成果,他们总是谦虚地岔开话题,谈起未来还需开展的科研工作。
3月的南京,乍暖还寒,在作物遗传与种质创新国家重点实验室,万建民及他的团队成员又开始为攻克水稻的另一顽疾——“黑条矮缩病”而紧张忙碌起来。
