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从资源中来 到产业中去

发布时间:2019年12月18日 来源:作科所 作者:郭刚刚

  每次看着窗外有着三十多年历史的国家种质库,我作为一名作物种质资源工作者的自豪感便油然而生。在不久的将来,不远处还会有一座现代化、大容量、多功能的新种质库拔地而起,充分彰显了党和国家对于作物种质这一战略资源保存和研究的高度重视。

  牢记使命与担当,为作物种质资源努力奋斗

  作物种质资源是农耕文明的载体和国家宝藏,为适应种业现代化需要,从种质资源中鉴定和发掘优良基因,是新一代资源人的使命。作物种质是自然选择和人工选择的产物,每一份种质都是物种适应自然和人类利用和改造自然的结晶。种质资源工作不仅对现在负责,更重要的是对历史和未来负责。

  作为一名种质资源工作者,除了广泛收集和妥善保存海量种质资源这一重大战略外,我和同龄人更多的是在思考,如何从守宝人转变为寻宝人,鉴定和发掘宝贵资源中蕴藏的优良基因,做好特色资源的发掘利用,加速专用优质新品种培育进程,为我国种业科技创新和乡村振兴助力。

  从产业中找问题,在研究中找出路

  大麦是栽培万年以上的最古老粮食作物之一,在我国也有五千年以上的栽培历史。大麦抗逆性强、适应性广,且用途多样,是主要粮食作物的重要补充。

  大麦是啤酒工业的主要原料,尽管我国啤酒消费市场巨大,一定程度上促进了大麦产业的发展,但由于进口关税低,企业逐利性强,国产啤酒大麦比较收益随价格剧烈波动而得不到保障,导致啤酒生产原料麦芽严重依赖进口。除此之外,通过深入企业调研还发现两方面的问题:1、优质国产啤酒大麦品种缺乏,企业采购国产原料积极性不高;2、不同来源麦芽原料勾兑,严重影响生产效率。

  为此,我提出利用种质资源研究的方法和技术,协助解决产业问题。首先,针对能够显著提升啤酒货架寿命的优质大麦品种培育需要,对引起啤酒老化物质产生的关键因子—大麦脂肪氧化酶I,建立起活性快速定性筛选技术体系和分子辅助育种技术体系,对超过1500份大麦种质进行了鉴定,从中仅筛选出活性缺失优异种质4份,同时还鉴定出其中引起活性改变的稀有自然变异位点,通过无偿将优异种质和检测技术提供各地育种家,用于优质啤酒大麦分子辅助育种,填补了我国在大麦育种此项技术方面的空白,获得授权国家发明专利一项,北京市科技进步二等奖一项。其次,针对原料纯度和真实性的问题,利用在种质资源研究中逐步完善的单核苷酸多样性(SNP)指纹数据库,建立起一套大麦、麦芽纯度和品种真实性的快速检测体系,受到啤酒企业的高度评价,目前企业已运用于进行麦芽原料采购和质量监测,大大促进了企业节本增效。

  知行合一 围绕乡村振兴 明确研究重心

  在青藏高原开展种质资源考察收集和多次赴藏调研过程中,我积极观察和思考青稞产业和藏区乡村振兴问题。在2016-2017年度赴德国公派留学期间,也在观察和思考德国大麦产业发展如何发挥核心优势,对比分析后明确了我的研究工作重心——针对青稞关键品质性状,以多样性种质资源引进为前提,以种质资源鉴定筛选和深入研究为基础,结合现代育种技术,提升青稞个性化育种水平、以优质青稞新品种促进产业发展、以产业发展带动西部乡村振兴和藏区百姓增产增收。

  当前,由于对青稞价值的认知不足严重制约了青稞产业的发展,研究表明,大麦青稞饲用可提高畜禽瘦肉率、优化脂肪成份和提升肉品品质;在水产养殖方面可提高鱼虾抗病性,减少抗生素使用。此外,在传统上缺少蔬菜来源的高原地区,青稞成为碳水化合物和膳食纤维的主要来源,由于长期在青藏高原受自然选择和人工驯化,其可溶性膳食纤维β-葡聚糖含量在燕麦2以上,总膳食纤维在燕麦的2-3倍左右,做为大自然的馈赠,对其价值认识不足。以中国营养学会提出中国居民摄入的膳食纤维量每日应在30g计算,除从其他食物中摄取的膳食纤维外,每天食用10g青稞即可达到食用30g燕麦的保健效果,为此我提出了“青稞十克 健康中国”为主题的青稞价值再认识行动,简称“青稞行动”,旨在坚持青稞绿色有机生产的优质高效发展理念,充分发挥青藏高原地区光照充沛、昼夜温差大等有利条件,实现大麦青稞产业的可持续发展,维护边疆地区粮食安全,满足国民食物多样与营养健康需要。这一计划得到国家农作物种质资源科技创新联盟的高度重视。

  为此,在种质资源的考察、收集、引种以及资源鉴定评价的研究工作中,特别注重高β-葡聚糖、高蛋白、高维生素含量等优质大麦青稞种质的发掘,同时兼顾产量性状研究。目前不仅筛选出一批优异种质,并在此基础上开展种质创新和联合育种协作。此外,还运用遗传学和分子生物学研究的先进技术手段,对相关性状形成的分子机制开展了深入研究,不仅成长为院创新工程团队骨干,同时也获得中国科协首批“青年人才托举工程”项目资助,并成长为大麦青稞产业体系种质资源岗位科学家,2018年还获得了国家重点研发计划支持。

  雄关漫道真如铁,而今迈步从头越。大麦青稞种质资源的深入鉴定研究是我研究工作的唯一方向,未来将继续秉承老一辈种质资源工作者踏实勤勉,默默奉献的工作作风,从资源中来,到产业中去,以产业问题为导向开展研究,用自己的科研成果,为我国大麦青稞产业发展和西部乡村振兴贡献绵薄之力。