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奮進(jìn)中的武漢農(nóng)科創(chuàng)
開欄語(yǔ)
2020年6月，武漢獲批建設(shè) 全國(guó)第五、華中唯一的國(guó)家現(xiàn)代 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新中心，圍繞生 物種業(yè)、動(dòng)物生物制品、生物飼料 添加劑三大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，著力打造?“中部農(nóng)業(yè)硅谷”。?經(jīng)過(guò)兩年發(fā)展，武漢農(nóng)創(chuàng)中 心引進(jìn)了11位院士，聚集了多項(xiàng) 全國(guó)第一、亞洲第一、全球第一 的科研成果、科技項(xiàng)目和龍頭企 業(yè)，一躍成為武漢現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè) 科技創(chuàng)新的核心承載區(qū)，成為全 國(guó)種業(yè)規(guī)模與聚集度最高的區(qū) 域之一。5?月?8?日，武漢國(guó)家現(xiàn)代農(nóng) 業(yè)產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新中心建設(shè)管理 辦公室在光谷揭牌，將進(jìn)一步推 動(dòng)完善科技創(chuàng)新機(jī)制，推動(dòng)重大 項(xiàng)目落地落實(shí)，推動(dòng)本土企業(yè)做 大做強(qiáng)，推動(dòng)各方資源力量聚 合，為農(nóng)創(chuàng)中心的建設(shè)努力形成 武漢機(jī)制。?本周起，武漢市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 聯(lián)合長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)，在《大地周刊》開 啟“奮進(jìn)中的武漢農(nóng)科創(chuàng)”專欄， 帶您近距離感受科技創(chuàng)新帶給 傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的顛覆性革命，講述農(nóng) 產(chǎn)品從實(shí)驗(yàn)室走向田間地頭的 不凡歷程。
?在中國(guó)種子生命科學(xué)技術(shù)中心，水稻科研人員正在人工氣候室觀察耐?熱實(shí)驗(yàn)中的水稻結(jié)實(shí)狀況。?
■長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)記者周韌 通訊員張薇 李貝?
“微雨眾卉新，一雷驚蟄始。田家 幾日閑，耕種從此起?！苯衲甏焊麜r(shí)節(jié)， 長(zhǎng)江中下游稻區(qū)的農(nóng)戶們紛紛種上了 一個(gè)漢產(chǎn)新品種——“荃優(yōu)?607”。高 產(chǎn)、粗桿、抗倒伏、耐高溫低溫、一級(jí)米 品質(zhì)……據(jù)介紹，“荃優(yōu)?607”由在漢央 企——中國(guó)種子生命科學(xué)技術(shù)中心選 育研發(fā)，集成眾多優(yōu)異基因，被譽(yù)為“全 能型水稻”。“全能水稻”的背后，是“種子國(guó)家 隊(duì)”的強(qiáng)力技術(shù)支撐。2010?年，中國(guó)種 子集團(tuán)入駐武漢東湖高新區(qū)，建設(shè)生命 科學(xué)技術(shù)中心，并成立“基因分型”團(tuán) 隊(duì)，瞄準(zhǔn)世界前沿種子科技，牢牢鎖定 水稻育種芯片研發(fā)，12年來(lái)成功研發(fā)出 系列水稻育種芯片，有力賦能綠色優(yōu)質(zhì) 水稻新品種的選育。
水稻研發(fā)機(jī)構(gòu)紛紛入駐武漢
“湖廣熟，天下足”。湖北是水稻種 植大省，常年種植面積3500萬(wàn)畝左右， 面積和產(chǎn)量均居全國(guó)前列，全省優(yōu)質(zhì)水 稻種植比例達(dá)到?90%以上。作為國(guó)家 中心城市，武漢匯聚中部最雄厚的科教 實(shí)力，政企研形成合力，吸引水稻研發(fā) 機(jī)構(gòu)紛紛入駐。
2012年，中國(guó)種子生命科學(xué)技術(shù)中 心在漢推出全球第一張水稻全基因組 育種芯片，掀起水稻育種的一場(chǎng)革命。該中心葉榮建博士介紹，傳統(tǒng)育種多靠 經(jīng)驗(yàn)，不確定性很強(qiáng)，不適合大規(guī)模的 商業(yè)化育種體系。而育種芯片通過(guò)匯 集有代表性特征的水稻?DNA?信息，可 以提前找到遺傳背景優(yōu)秀的水稻父本 和母本，并對(duì)其后代的表現(xiàn)進(jìn)行預(yù)測(cè)和設(shè)計(jì)，通過(guò)擇優(yōu)篩選，可以使整個(gè)育種周期縮短一半。?育種芯片誕生以來(lái)，已累計(jì)為全國(guó)?60?多家企事業(yè)單位和科研院所提供了 檢測(cè)服務(wù)?！坝N芯片的功能就像‘體 檢’”，葉榮建解釋說(shuō)，芯片在品種培育過(guò)程中凸顯三大優(yōu)點(diǎn)：避免近親繁殖， 防止遺傳缺陷放大；大幅提升優(yōu)秀基因 聚集的概率，實(shí)現(xiàn)優(yōu)中選優(yōu)；可以給新品種定制一張“專屬身份證”，使知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)更有力。“基因分型”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人張小波博 士介紹，2011年研發(fā)成功的全球首張水稻全基因組育種芯 片 ，被命名為RICE6K。其后，團(tuán)隊(duì)通過(guò)持續(xù)更新迭代，豐富不同場(chǎng)景的應(yīng)用功能，先后成功研發(fā)?RICE60K、RICE90K、RICEFM8K及RICEQTN300等3個(gè)系列共4?款功能各異的芯片產(chǎn)品，形成一流的育種芯片方陣。
“全能水稻”獲廣大種植戶認(rèn)可
在漢產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻新品種“荃優(yōu)607”?的選育過(guò)程中，“基因分型”團(tuán)隊(duì)的育種 芯片就起到了關(guān)鍵性作用。在眾多基 因優(yōu)異的水稻父本和母本中，育種專家 對(duì)高產(chǎn)量、粗桿、抗倒伏、耐高溫低溫、 米質(zhì)好等性狀指標(biāo)進(jìn)行精挑細(xì)選，然后 進(jìn)行優(yōu)勢(shì)集成和雜交選育，全過(guò)程優(yōu)中 選優(yōu)，育出的品種堪稱“萬(wàn)里挑一”。歷 時(shí)近十年，終于培育出這款各項(xiàng)指標(biāo)均 表現(xiàn)突出的“全能水稻”。
2020?年，“荃優(yōu)?607”通過(guò)國(guó)家新品種審定，隨后在長(zhǎng)江中下游地區(qū)進(jìn)行試種、推廣。耐高溫低溫、抗倒伏、米質(zhì)好，畝產(chǎn)高達(dá)1700?斤，短短兩年時(shí)間，?“荃優(yōu)?607”市場(chǎng)推廣面積已飆升至150萬(wàn)畝，獲得廣大種植戶的歡迎和認(rèn)可。
“全能水稻是相對(duì)而言的，選育工 作永無(wú)止境。”張小波博士說(shuō)，中國(guó)幅員 遼闊，地理環(huán)境復(fù)雜多變，這為育種芯 片提供了豐富的應(yīng)用場(chǎng)景，“只有不斷 研發(fā)適應(yīng)實(shí)際場(chǎng)景需要的育種芯片、不 斷提升芯片的算法能力，才能滿足種業(yè) 高速發(fā)展的需要?！?
種子芯片一代比一代精準(zhǔn)?
張小波介紹，自成功研發(fā)全球首張?水稻全基因組育種芯片以來(lái)，“基因分型”團(tuán)隊(duì)研發(fā)的3個(gè)系列芯片初具規(guī)模 體系，能夠針對(duì)不同用途，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。
張?小?波?說(shuō)?，RICE6K、RICE60K、?RICE90K?系列芯片，是基于近?1000?份 親本材料提煉出來(lái)有價(jià)值的信息加以 利用，更側(cè)重于種子的純度鑒定、背景 選擇等功能應(yīng)用；RICEFM8K系列芯片 的功能側(cè)重于少數(shù)重要功能基因鑒定、 背 景篩選等應(yīng)用場(chǎng)景 ；而?RICEQTN300?系列芯片是團(tuán)隊(duì)最新的研制 成果，其完成了從固相芯片到液相芯片 的跨躍，專注于200多個(gè)與重要農(nóng)藝性 狀相關(guān)的功能基因鑒定。
“相比前兩個(gè)系列產(chǎn)品，RICEQTN300芯片對(duì)種子篩選更加精準(zhǔn)，基因選擇面更加廣泛。同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了液相芯片的國(guó)產(chǎn)化，解決了以往固相芯片材料依賴國(guó)外進(jìn)口等問(wèn)題，可以說(shuō)實(shí)現(xiàn)了‘自主研發(fā)’和‘藏糧于技’。”張小波自豪地說(shuō)。
站在新時(shí)代種業(yè)大發(fā)展的風(fēng)口，?“基因分型”團(tuán)隊(duì)的腳步從未停頓。談及團(tuán)隊(duì)在芯片研發(fā)面臨的挑戰(zhàn)，張小波說(shuō)，每研發(fā)一款芯片，團(tuán)隊(duì)平均耗時(shí)14個(gè)月，例如，RICEQTN300需要從至少?7000多篇英文文獻(xiàn)中提取有用的信息， 并將數(shù)據(jù)整合、分析，在邊實(shí)驗(yàn)邊收集信息的同時(shí)，完成芯片腳本的撰寫?！跋?比國(guó)家糧食安全和種業(yè)發(fā)展，團(tuán)隊(duì)的付出十分值得。”
End
來(lái)源?|?長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)