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我國有了自己的早熟馬鈴薯

2018-02-09 09:56:28   

殊不知,早熟馬鈴薯價格是晚熟馬鈴薯的2~3倍。這對于具有市場競爭意識的種植者來說,是一個巨大的誘惑。但早熟品種缺乏且“洋化”嚴重,中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所研究員金黎平及其團隊用20多年的時間解決了這一問題,實現(xiàn)了早熟品種國土化。

記者獲悉,由金黎平主持完成的“早熟優(yōu)質(zhì)多抗馬鈴薯新品種選育與應用”項目獲得2017年國家科技進步獎二等獎。據(jù)了解,項目成果不僅實現(xiàn)早熟品種國土化,還促進了馬鈴薯行業(yè)科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,產(chǎn)生了巨大的社會經(jīng)濟效益。

馬鈴薯是我國重要的糧菜兼用作物,目前全國每年種植面積保持在8500萬畝左右,而上述項目推動我國早熟馬鈴薯種植已達到4000萬畝,“保持這個種植面積就差不多了。”金黎平告訴《中國科學報》記者。

豐富種質(zhì)資源 創(chuàng)新育種技術

相比于晚熟馬鈴薯,早熟馬鈴薯育種難度更大。據(jù)介紹,我國早熟馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)分布在中原二作區(qū)、南方冬作區(qū)和西南一二季混作區(qū)的二作區(qū)以及北方一季作區(qū)的早熟栽培區(qū)。其中,中原二作區(qū)和西南二季作區(qū)春作周期短、生產(chǎn)易受病毒病危害,需要抗病毒病早熟品種;南方冬作區(qū)和西南二作區(qū)的苗期常遭凍害侵襲,晚疫病危害嚴重,需要抗晚疫病耐寒早熟品種。

“跟國外同行相比,我國馬鈴薯育種人員需要考慮的問題比較多。”金黎平笑著說。

然而,因出口創(chuàng)匯和早春蔬菜市場對早熟馬鈴薯需求大,我國馬鈴薯生產(chǎn)主栽品種以東農(nóng)303和國外引進品種費烏瑞它為主,其抗病性差、適應性窄,難以滿足市場需求,導致長期以來我國早熟馬鈴薯種質(zhì)資源匱乏、傳統(tǒng)育種技術落后、無性繁殖導致種薯易感病毒退化等問題。

金黎平清楚地記得,1991年立項時,全國馬鈴薯種植面積4300萬畝左右,其中只有15%是早熟馬鈴薯。當時全國只有800余份種質(zhì)資源,種質(zhì)資源缺乏是早熟馬鈴薯育成品種較少的重要原因之一。

種質(zhì)資源是新品種選育的基礎材料,收集、保存更多的種質(zhì)資源便成為他們的首要任務。“經(jīng)過23年的努力,從國內(nèi)外引進并保存、系統(tǒng)評價了2228份馬鈴薯種質(zhì)資源,建立了低溫保存庫。”金黎平說。

在此基礎上,金黎平團隊篩選出62份早熟、優(yōu)質(zhì)、多抗的突破性種質(zhì)材料,率先利用分子標記技術結合表型鑒定分析了1035份馬鈴薯種質(zhì)資源的遺傳多樣性,構建217個審定品種的分子指紋圖譜和619個審定品種特征特性數(shù)據(jù)庫。

同時,該團隊在國內(nèi)外首次開發(fā)了早熟性、圓薯形、耐寒性、青枯病抗性和病毒抗性輔助選擇分子標記6個,篩選準確率達到94.9%以上。創(chuàng)建了馬鈴薯莖枝菌液共培養(yǎng)法青枯病抗性鑒定技術、苗期離體葉片耐寒性鑒定技術。

其中,莖枝菌液共培養(yǎng)法青枯病抗性鑒定技術獲得國家發(fā)明專利,實現(xiàn)了技術耗時短、場地少,成本低、通量高,尤其是鑒定時間比灌根法縮短17天;離體葉片電解質(zhì)滲漏法苗期耐寒性鑒定技術與田間霜凍法鑒定結果極顯著相關,且條件易控、通量高。

此外,應用溫室加代繁育雜交組合后代實生薯、優(yōu)良無性系在高原基地繁種防止退化和中高代無性系跨區(qū)多年多點評價等措施,結合標記輔助選擇和常規(guī)鑒定技術,建立了高效早熟育種技術體系。

綜合應用上述技術等,“育成了以抗旱廣適中薯3號和豐產(chǎn)抗晚疫病中薯5號為代表的7個具有自主知識產(chǎn)權的國審早熟優(yōu)質(zhì)多抗新品種。”金黎平說。

品種優(yōu)勢明顯 創(chuàng)新脫毒技術

以中薯3號為例,該品種是金黎平帶領團隊經(jīng)過11年選育而成的品種,1994年通過北京審定、2004年通過廣西審定、2005年通過國家審定,到2011年陸續(xù)通過貴州、湖南、福建、廣東和湖北等省審定,覆蓋13個省份。

抗旱穩(wěn)產(chǎn)是其一大特點。根據(jù)團隊兩年的旱地試驗結果顯示:0.5畝大區(qū)試驗平均比國外品種費烏瑞它增產(chǎn)21.8%,100畝大面積示范比國外品種增產(chǎn)29.5%,適應性廣,是目前通過審定的適宜種植區(qū)域最廣的早熟馬鈴薯新品種。

金黎平向記者介紹,該品種馬鈴薯薯塊卵圓形,淺黃色皮肉,表皮光滑,大而整齊,國家區(qū)試比對照平均增產(chǎn)39.9%。

據(jù)悉,中薯3號于1997年被引入貴州后成為主推品種,2010年被農(nóng)業(yè)部推薦為主導品種。2011年后,一直為國家區(qū)試中原和中南兩個早熟組的對照品種。作為親本已育成了8 個審定新品種。

據(jù)統(tǒng)計,金黎平團隊共育成了21個中薯系列國審新品種。其中,中薯10號、中薯11號和中薯16號為首批通過國家審定的油炸食品加工專用新品種,中薯5號填補了早熟品種抗晚疫病的空白,中薯3號和中薯5號是兩個適應性最廣、種植面積最大的國內(nèi)自主育成早熟品種,中薯18號和中薯20號廣適耐逆豐產(chǎn),顯現(xiàn)出良好的推廣應用前景。

“與國審早熟品種東農(nóng)303和國外引進大面積種植早熟品種費烏瑞它相比,育成的新品種豐產(chǎn)性和綜合抗性優(yōu)勢明顯,普遍增產(chǎn)15%以上,適宜區(qū)域更廣。”金黎平說。

為什么有些馬鈴薯越種越小、越種越差?“這是由于種薯感染了病毒。”金黎平解釋道。據(jù)介紹,早熟品種無性繁殖導致的種薯易感病毒退化,影響了新品種推廣。金黎平帶領團隊創(chuàng)新了病毒快速脫除技術,使成苗時間減半,成苗率提高3倍,病毒脫除率提高1倍以上。

同時,新技術使組培光調(diào)控減少一半能耗,試管薯同步發(fā)育技術使單株結薯數(shù)從0.8粒提高到1.5粒。據(jù)悉,項目建立了優(yōu)良品種脫毒種薯生產(chǎn)技術體系,制定了5項標準,獲1件國家發(fā)明專利。

針對育成品種的特性,項目集成了北方一作中薯3號密植保墑、中原春作中薯5號高壟覆膜、西南混作中薯5號與玉米間套作、中原秋作中薯3號和中薯5號秸稈覆蓋降溫等技術,增產(chǎn)9%~27%。

促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展 助力精準扶貧

截至目前,金黎平團隊育成早熟馬鈴薯新品種在24個?。ㄊ?、自治區(qū))累計推廣應用7868.5萬畝。僅中薯3號、中薯5號就推廣了7498.9萬畝,新增產(chǎn)值155.95億元。其中2014年至2016年推廣4024.9萬畝,約占全國早熟面積的1/3。

眾所周知,馬鈴薯的種植區(qū)域與我國貧困地區(qū)高度重合。據(jù)統(tǒng)計,我國592個國家級貧困縣中549個是馬鈴薯主產(chǎn)縣,全國馬鈴薯種植面積70%以上分布在貧困地區(qū)。發(fā)展馬鈴薯產(chǎn)業(yè),不僅有助于解決貧困地區(qū)群眾的基本口糧,還對增加貧困地區(qū)農(nóng)民收入、提高扶貧產(chǎn)業(yè)的科技水平具有重要的現(xiàn)實意義。

從1997年至今,金黎平團隊針對貴州烏蒙山區(qū)、寧夏西海固地區(qū)、山西呂梁山區(qū)和內(nèi)蒙古烏蘭察布地區(qū)等地的科技扶貧工作成績突出,效果顯著。

貴州畢節(jié)地區(qū)位于烏蒙山腹地,是國務院設立的“開發(fā)扶貧、生態(tài)建設”試驗區(qū)。這里是貴州省最大的馬鈴薯主產(chǎn)區(qū),栽培歷史悠久。然而,當?shù)卮嬖隈R鈴薯脫毒種薯應用率低、品種結構不合理、生產(chǎn)體系不健全和區(qū)域規(guī)劃不突出等問題,嚴重限制了馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展,影響了農(nóng)民和企業(yè)的種植效益。

從1997年開始,團隊在畢節(jié)地區(qū)建立了馬鈴薯原種快繁中心,開展馬鈴薯產(chǎn)業(yè)扶貧,開辟了科技扶貧和產(chǎn)業(yè)扶貧相結合的新路子。2012年,金黎平受聘畢節(jié)市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系科技顧問,并帶領團隊上山下鄉(xiāng)調(diào)研畢節(jié)地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。

金黎平介紹,經(jīng)過對調(diào)研結果的細致總結和分析,依據(jù)當?shù)伛R鈴薯生產(chǎn)特有的自然條件、栽培模式、品種結構和種植者知識結構,協(xié)助畢節(jié)市和第一大主產(chǎn)縣威寧制訂了馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。

經(jīng)過多年發(fā)展,畢節(jié)地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展成效顯著,畢節(jié)市現(xiàn)已成為全國馬鈴薯四大主產(chǎn)市之一。據(jù)統(tǒng)計,2000年至2016年,畢節(jié)市馬鈴薯種植面積從233萬畝躍升到520萬畝,鮮薯總產(chǎn)量從242萬噸躍升到718萬噸,脫毒馬鈴薯種植面積占比達65%。

同時,該地品種結構和種植栽培模式得到優(yōu)化,建立了比較完善的市場營銷體系,提高了農(nóng)民的收入。2016年,威寧縣農(nóng)民從馬鈴薯產(chǎn)業(yè)中實現(xiàn)人均純收入1690元左右,占全縣農(nóng)民人均純收入的22%以上。

“全面建成小康社會,一個都不能少。”在科技扶貧的主戰(zhàn)場,金黎平團隊把文章寫在了大地上,把成果寫在了農(nóng)民的賬本上,把奉獻留在了祖國貧困地區(qū)。

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