推動中國甘蔗品種升級 需用好基因組學和生物技術

◎本報記者 劉昊

種業是農業的“晶片”,關乎農業生産命脈。對於甘蔗産業發展來説,種業究竟有多重要?

“種業是甘蔗産業發展的基石,對産業發展貢獻高達60%。”7月1日,在廣西南寧舉辦的首屆現代生物育種與甘蔗育種升級高端論壇上,國家糖料産業技術體系首席科學家張躍彬研究員給出了答案。

甘蔗是我國傳統的重要經濟作物之一。數據顯示,新中國成立以來,我國先後完成了5次品種改良更新,平均每次約提高單産1噸,提高蔗糖分1個百分點,顯著促進了我國糖業發展。

多年來,我國甘蔗種植已實現了種源自主,但研究水準相比主要作物較為滯後,育種材料血緣狹窄,難以實現突破性品種選育。“甘蔗現代主栽品種的遺傳背景十分狹窄。種植多年後,品種退化嚴重,不耐冷不耐寒、易感黑穗病表現比較突出。”亞熱帶農業生物資源保護與利用國家重點實驗室主任、廣西大學甘蔗生物育種創新團隊負責人張積森説。

當前,隨著生物技術的不斷發展,基因編輯技術、全基因組選擇育種、基因組學等育種新技術不斷發展並應用,為甘蔗育種帶來了新的機遇。

針對傳統育種時間長、性狀不精確、抗病蟲害不強等現狀,巴西等蔗糖主産國在10年前啟動了Bt轉基因育種,5年前育成了一系列轉基因品種。

“基因組編輯是生命科學的革命性技術。”中國科學院微生物研究所研究員葉健認為,甘蔗是遺傳背景複雜的高多倍體植物,傳統雜交育種面臨巨大挑戰,精準的基因組編輯技術為甘蔗遺傳改良提供了良好機遇。

他表示,由中國科學院微生物研究所等組成的科研團隊,以高産量高糖分甘蔗新品種培育為目標,目前初步建立了甘蔗基因組編輯方法,為後續高效基因組編輯平臺的建立奠定了基礎。

作為國內甘蔗優良新品種選育的主導力量,亞熱帶農業生物資源保護與利用國家重點實驗室已選育登記了43個甘蔗新品種,在全國範圍內推廣種植面積超過甘蔗種植面積的65%。

“基因組學是甘蔗生物育種研究重要科學問題的關鍵工具。”長期從事甘蔗基因組學與分子育種研究的張積森表示,要加強基因組學和生物技術應用,探索中國甘蔗新品種升級之路。

作為中國重要的甘蔗産區,廣西甘蔗種植面積、蔗糖産量均佔全國的65%左右。“如何科學有效地運用生物技術手段進行育種,在品質、産量、抗病性、宜機化等方面提升甘蔗品種的整體水準,是廣西甘蔗種業發展面臨的重大課題。”廣西糖業發展辦公室主任李文綱説。

與會專家認為,甘蔗生物育種應針對産業發展中的重大問題,提高育種效率和品種品質;利用基因編輯、全基因組選擇育種等新技術對甘蔗進行改良,推動高産、高糖、高抗、強宿根性、宜機性等性狀協同改良甘蔗種質創新與重大突破性新品種更新換代;堅持“政産學研金”相結合,出臺政策鼓勵良種應用推廣,保障國家、蔗農和糖企利益,全面推進鄉村振興,確保國家食糖供給安全。

“甘蔗生物育種的時代已經到來,要繼續向科學要答案,利用先進育種新技術,實現甘蔗育種從2.0時代到4.0時代的跨越。”中國科學院微生物研究所所長錢韋説。