我国作为农业大国,粮食安全始终是关系国计民生的战略性问题。
然而,传统农业生产长期面临化肥过量使用、病虫害频繁发生、资源约束日益加剧等突出矛盾。
如何在保证产量的同时实现绿色高效生产,成为现代农业发展的核心课题。
中国科学院22日在北京举行新闻发布会,系统展示了该院联合院内外30家优势单位协同攻关取得的重要成果。
通过创建精准设计育种新范式,科研团队以"一增二减"为核心目标,即增产提质、减投提效、减损促稳,在打造种业振兴的"中国芯"方面实现了系统性突破。
在水稻育种领域,中国科学院院士、植物研究所研究员种康团队找到了让水稻"减肥"不减产的科学方法。
研究人员克隆了氮高效基因TCP19,通过精准调控植株的氮利用效率,使水稻在氮肥减少20%-30%的情况下产量保持稳定。
这一成果有助于破解我国化肥过量使用的难题,为农业绿色革命提供了关键的基因支撑。
值得注意的是,该氮高效模块不仅不影响水稻的其他生产性状,反而能与耐高温等其他优良性状相结合,具有良好的实用转化前景。
研究团队已与20多家育种单位开展合作,将这一性状导入其他优异品种中。
小麦育种同样取得重大进展。
面对白粉病、赤霉病等农业"杀手"病害,科研人员通过挖掘我国地方品种的遗传资源,成功发掘了具有广谱抗白粉病且兼具麦瘟病抗性的Pm24基因。
同时,利用新型赤霉病抗病模块培育出抗赤霉病高产小麦新品种"中科166",使农药用量大幅下降,已在全国推广种植近150万亩,有效筑牢了主粮安全的"防护网"。
现代育种的深层突破还在于基因组编辑等前沿生物技术的应用。
中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员高彩霞团队自主研发的多重基因组编辑技术,打破了传统育种中"抗病不高产"的魔咒,创制出既抗白粉病又高产的小麦新种质。
目前,该技术已将抗病高产性状导入13个我国主栽小麦品种,并获得了我国首个口粮作物的基因编辑生物安全证书。
这一成果不仅在国内实现了产业化应用,还完成了从编辑工具到种质的全链条知识产权布局,与多个国内外知名种业企业开展合作。
更具战略意义的是,李家洋院士团队开辟了异源四倍体野生稻快速从头驯化的全新育种路径。
研究团队从零开始改造野生稻,克服了遗传转化、基因组注释等重重难关,成功创制出新型四倍体水稻材料。
这一创新策略有望将数千年的作物驯化历程缩短到数年时间,被国际学术界誉为"启动了人类农业新文明",为全球粮食安全提供了前瞻性的战略技术储备。
在大豆等其他作物育种上,科研团队绘制了全球领先的大豆图形结构泛基因组图谱,针对我国大豆进口量大、生产力不足的现状,提出了有针对性的改良方案。
这些成果涵盖了从田间到餐桌、从作物到水产的全产业链,充分体现了精准设计育种在现代农业中的广泛应用前景。
种子是农业的“芯片”,也是国家粮食安全与农业现代化的基础工程。
面向资源环境约束趋紧与风险不确定性上升的新形势,把育种创新从“单点突破”推进到“体系跃升”,让增产更绿色、投入更精准、生产更稳健,既是科技自立自强的题中之义,也是端牢中国饭碗的长远之策。