科技日報記者 劉昊

種業(yè)是農(nóng)業(yè)的“芯片”，關(guān)乎農(nóng)業(yè)生產(chǎn)命脈。對于甘蔗產(chǎn)業(yè)發(fā)展來說，種業(yè)究竟有多重要？

“種業(yè)是甘蔗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻高達60%。”7月1日，在廣西南寧舉辦的首屆現(xiàn)代生物育種與甘蔗育種升級高端論壇上，國家糖料產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席科學(xué)家張躍彬研究員給出了答案。

論壇現(xiàn)場。主辦方供圖

甘蔗是我國傳統(tǒng)的重要經(jīng)濟作物之一。數(shù)據(jù)顯示，新中國成立以來，我國先后完成了5次品種改良更新，平均每次約提高單產(chǎn)1噸，提高蔗糖分1個百分點，顯著促進了我國糖業(yè)發(fā)展。

多年來，我國甘蔗種植已實現(xiàn)了種源自主，但研究水平相比主要作物較為滯后，育種材料血緣狹窄，難以實現(xiàn)突破性品種選育。“甘蔗現(xiàn)代主栽品種的遺傳背景十分狹窄。種植多年后，品種退化嚴重，不耐冷不耐寒、易感黑穗病表現(xiàn)比較突出。”亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護與利用國家重點實驗室主任、廣西大學(xué)甘蔗生物育種創(chuàng)新團隊負責(zé)人張積森說。

當(dāng)前，隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，基因編輯技術(shù)、全基因組選擇育種、基因組學(xué)等育種新技術(shù)不斷發(fā)展并應(yīng)用，為甘蔗育種帶來了新的機遇。

針對傳統(tǒng)育種時間長、性狀不精確、抗病蟲害不強等現(xiàn)狀，巴西等蔗糖主產(chǎn)國在10年前啟動了Bt轉(zhuǎn)基因育種，5年前育成了一系列轉(zhuǎn)基因品種。

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

他表示，由中國科學(xué)院微生物研究所等組成的科研團隊，以高產(chǎn)量高糖分甘蔗新品種培育為目標(biāo)，目前初步建立了甘蔗基因組編輯方法，為后續(xù)高效基因組編輯平臺的建立奠定了基礎(chǔ)。

作為國內(nèi)甘蔗優(yōu)良新品種選育的主導(dǎo)力量，亞熱帶農(nóng)業(yè)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，在全國范圍內(nèi)推廣種植面積超過甘蔗種植面積的65%。

2011年以來，該實驗室成員創(chuàng)新性地研發(fā)了復(fù)雜多倍體基因組組裝技術(shù)，首次構(gòu)建了甘蔗屬核心材料的全基因組圖譜，解析了甘蔗種質(zhì)資源演化，引領(lǐng)甘蔗基礎(chǔ)研究進入后基因組時代；建立了甘蔗基因組輔助選擇和高通量表型組選擇育種技術(shù)平臺。

“基因組學(xué)是甘蔗生物育種研究重要科學(xué)問題關(guān)鍵工具。”長期從事甘蔗基因組學(xué)與分子育種研究的張積森表示，要加強基因組學(xué)和生物技術(shù)應(yīng)用，探索中國甘蔗新品種升級之路。

作為中國重要的甘蔗產(chǎn)區(qū)，廣西甘蔗種植面積、蔗糖產(chǎn)量均占全國的65%左右。“如何科學(xué)有效地運用生物技術(shù)手段進行育種，在品質(zhì)、產(chǎn)量、抗病性、宜機化等方面提升甘蔗品種的整體水平，是廣西甘蔗種業(yè)發(fā)展面臨的重大課題。”廣西糖業(yè)發(fā)展辦公室主任李文綱說。

與會專家認為，甘蔗生物育種應(yīng)針對產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重大問題，提高育種效率和品種質(zhì)量；利用基因編輯、全基因組選擇育種等新技術(shù)對甘蔗進行改良，推動高產(chǎn)、高糖、高抗、強宿根性、宜機性等性狀協(xié)同改良甘蔗種質(zhì)創(chuàng)新與重大突破性新品種更新?lián)Q代；堅持“政產(chǎn)學(xué)研金”相結(jié)合，出臺政策鼓勵良種應(yīng)用推廣，保障國家、蔗農(nóng)和糖企利益，全面推進鄉(xiāng)村振興，確保國家食糖供給安全。

“甘蔗生物育種的時代已經(jīng)到來，要繼續(xù)向科學(xué)要答案，利用先進育種新技術(shù)，實現(xiàn)甘蔗生物育種從2.0到4.0的跨越。”中國科學(xué)院微生物研究所所長錢韋說。