从湖南到海南,“科研候鸟”的秋种春收
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从湖南到海南,“科研候鸟”的秋种春收

3月的海南三亚,阳光明媚,生机勃发,3月19日,一年一度的种子大会暨南繁硅谷论坛在这里拉开帷幕。

种子是农业的芯片,一粒种子可以改变世界。

今年,中央一号文件提出,深入实施种业振兴行动,发挥“南繁硅谷”等重大农业科研平台作用,加快攻克一批突破性品种。那么,南繁是什么?“科研候鸟”们又是如何年复一年地追逐春天?早春二月,橘洲君走进南繁基地,走近长沙这群逐梦良种的“科研候鸟”。

湖南是农业科技大省、强省,与“南繁”渊源深厚。

早在1968年,袁隆平院士就开始了杂交水稻的南繁工作。也正是在三亚南繁基地发现了“野败”,打开了杂交水稻的突破口。袁隆平生前多次说,“杂交水稻的成功,一半的功劳应该归于南繁”。

何谓“南繁”?就是将水稻、玉米等夏季作物的育种材料,在本地秋季收获后,冬季拿到我国南方热带地区进行繁殖和选育的方法。

南繁基地,不是一个机构的名字,而是海南省北纬18度线以南,包括三亚、陵水、乐东三市县,占地26.8万亩的国家科研育种保护区。这里平均气温23-24℃,全年日照时间超2500个小时,是“天然温室”。独特的热带气候,使得其他地方的农作物在这里每年可多种一到两季,从而让农作物品种的育种周期缩短三分之一至一半。

于是,出现了这样一种奇观:每年天一冷,全国各地成千上万的科研人员带着从本地收获的种子,像候鸟迁徙一样涌向海南,进行加代繁殖。等到来年春天,他们又返回本地,将从海南收获的种子撒向广袤的乡村和田野。如此循环往复,直到新品种培育成功。

据统计,全国育成的农作物新品种超70%经过南繁;水稻新品种占比更高,达80%以上。这里,是名副其实的“中国种子摇篮”。

如今,一批批湖南农业科研工作者接续奋斗,如过冬候鸟般,在海南开展着南繁工作。海南崖州湾科技城被誉为“南繁硅谷”,汇聚的杂交水稻全国重点实验室、国家耐盐碱水稻技术创新中心、湖南省农科院等多个创新平台,以及柏连阳院士团队,均与湖南有着千丝万缕的联系。

每年3到4月,杂交水稻亲本大面积抽穗,是选材、配组的关键期。湖南的杂交水稻科研大军将来到这里,进入一年中最忙的时候。

湖南杂交水稻研究中心三亚海棠湾南繁基地离海边只有几公里。此时,基地300亩高标准试验农田里,杂交水稻长势旺盛,绿油油的。黝黑的庄文很显眼,橘洲君一下子就找到了他。

“70后”的庄文是湖南杂交水稻研究中心科研人员,2003年他加入了南繁队伍,每年在湘琼两地迁徙多次,平均每年要待3个月。“这里种植的多数是高产、优质、广适性杂交水稻育种材料及相关组合。”庄文介绍,他所在团队负责的试验田里,有的优质不育系(母本)材料已经开始抽穗,需要及时观察记录。

庄文说,育种是一个不断选择的过程,在种子的一代代繁育中,要选出那些性状优良的个体(材料),不断繁殖加代和选育,直到育成新品种。在湖南培育一个农作物品种一般要8到10年,通过南繁,周期可缩短至4至5年。正是这样的加速度,让湖南培育的“粒两优8022”“卓两优1126”等超高产杂交水稻品种不断刷新亩产纪录。

“杂交水稻人都记得袁老的两个梦:禾下乘凉梦和杂交水稻覆盖全球梦。”庄文说,自己和团队将不断创制并筛选新种质、新基因,结合分子标记辅助选择,朝着培育国家需要的重大新品种努力。

湖南杂交水稻研究中心三亚海棠湾南繁基地往东约100公里,进入乐东县九所镇。中国工程院院士、湖南师范大学教授、岳麓山实验室水产品种创制中心主任刘少军带领团队首次在这里做淡水鱼类的南繁工作,他们与广西壮族自治区水产科学研究院的罗永巨研究团队合作,从今年1月初一直忙到现在。

刘少军院士与团队成员察看鱼苗情况。均为林暘 摄

刘少军院士与团队成员察看鱼苗情况。均为林暘 摄

在鱼类育种基地,不同的鱼池里,各种鱼类在撒欢、嬉戏,刘少军带着团队观察鱼卵的生产和鱼苗的生长情况,看得格外仔细。

刘少军介绍,冬季将湖南的鱼类亲本运到九所镇来繁殖,利用这边温暖的气候条件,不用打激素,能够自然生产,其繁殖率和孵化率都比在湖南要高。在九所镇的繁殖时间比湖南要提前近2个月。在湖南育不成的珍贵鱼苗,在这里就有可能育成。鱼苗提前孵出来,长大点再运到其他地方去扩展、养殖,就容易多了。

刘少军和团队这次来南繁,还有一个目的,就是进一步加强鱼类大杂交和微杂交理论和技术的应用。他带领团队首次提出的这一新理论和技术体系,可实现育种“万里挑一”的效果,进一步解决了鱼类优生优育的问题,并依托微杂交效应,设计雌核发育、回交、自交等途径,解决了有效群体扩展、传代和应用的难题。

依托这一理论和技术体系,刘少军团队成功实现合方鲈鱼、合方鲫2号、合方鲤、合方花鲫、金鱼等鱼的南繁育种,形成了新的鱼类种质资源。

“1、2、3……35个,这个朝天椒组合的簇生性不错。”在湖南省农业科学院蔬菜研究所南繁基地,陈文超清点一簇朝天椒果实后高兴地说。陈文超是省蔬菜研究所的研究员,观察记录400多个辣椒组合的植物学性状,在实验室检测果实的营养物质,他这次在三亚已经忙了20天。相比育种材料,辣椒组合更接近育种目标,只要在后期试验阶段接受住环境、气候和市场多重考验,就能进行新品种登记和推广。

从1999年加入湖南农业大学校长邹学校院士的辣椒团队,陈文超开启了南繁生涯,每年从9月到次年2月,要过来多次。他说,南繁不仅是育种“加速器”,也是种子质量天然的“鉴定室”,种植辣椒的坐果率和果实性状比湖南要好,更能观察品种和组合的商品性和产量潜力。

2015年前后,邹院士在南繁基地给了陈文超一个新方向——簇生朝天椒选育。“这一品类当时种植面积比较大,也更容易实现干制辣椒全程机械化的目标。”陈文超回忆。

年复一年的育种工作,换来丰厚回报:到目前,陈文超和团队在农业农村部登记了5个簇生朝天椒品种,年推广面积30多万亩。

相比常规品种,他和团队培育的新品种平均亩产要高20%以上;抗性优势也很明显。相比其他单位培育的同类品种,具有辣度高抗性强的特点,如博辣天骄2号辣度可达4万多史高维尔(辣度单位),高出同类品种过半。

采访当晚,陈文超便带着收获的种子飞回了长沙。紧接着他要在湖南和北方多个省份播种繁育,进行多基地筛选,观察品种能不能适应当地市场。

湖南省农科院蔬菜所南繁基地共120亩,茄子只占10亩,但这里宛若茄果博览会,五颜六色,其形不一:大的像柚子、小的像西红柿,圆的像洋葱、长得像丝瓜,让橘洲君目不暇接。

省蔬菜研究所种质资源研究室主任汪端华一边收种一边解释,“这些不是品种,都是育种材料。”田间摘茄子、飞刀取茄籽、滤水捞茄籽、纱网晒茄籽……一顿“猛如虎”的操作,从几十斤的果肉里收到的种子只有五六十克。因此,汪端华将收种称为“茄中淘金”。

深耕茄子育种10多年,汪端华手中接过的是三代科研人的接力棒。第一代姚元干团队解决了产量问题;第二代杨建国团队攻克了抗病难关。他作为团队的第三代茄子育种人,将目标聚焦在品质。

“消费者总觉得茄子都一个样,其实茄子也讲究品质的。”汪端华举起一个紫红长茄解释,“像我们正在选育的烧烤茄,就调控了水含量和纤维素比例,烤制时肉质软糯带甜,纤维不断裂,长度精准控制在30厘米。”

茄子消费地域性强,种类丰富。汪端华和团队围绕湖南本地和南方消费市场茄类开展育种工作,培育的早红茄、早糯茄系列品种备受欢迎,紫红卵圆茄在湖南早春茄子主产区浏阳,市场占有率超60%。

汪端华介绍,在海南与湖南的“穿梭育种”中,南繁能让种子更饱满,湖南的环境则筛选出抗病强者。这使得湖南选育出来的农作物新品种,在市场上广受欢迎。

作为湖南省蔬菜产业技术体系蔬菜种质资源岗位专家,汪端华和团队还肩负着“种质资源保护”的重任。田间700多份材料中,有100多份珍稀茄子种质来自全国各地,它们正在这里接受“体检”——种植观察、性状评价、繁种备份后存入国家蔬菜种质资源库。

暮色渐沉,海棠湾的海风裹挟着咸涩与希望,掠过一望无垠的试验田。庄文俯身记录最后一株稻穗的数据,陈文超的辣椒种子已装进北飞的行李箱,汪端华的茄籽在纱网上泛着微光,刘少军正凝视着鱼苗池中的粼粼波纹……

坐上回湘的飞机,橘洲君俯瞰琼州大地,只见一群群“科研候鸟”在南繁的土地上播种希望,而后将一粒粒种子撒向广袤大地。