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基因数码农。喝醚渭畹仄?龅净ㄏ

2018-06-06 17:34 来源:科技日报 
2018-06-06 17:34:02来源:科技日报作者:责任编辑:刘超

  路 霞 本报记者 张景阳

  最近几天,内蒙古自治区呼和浩特市土默特左旗的田地里,插秧机正在加紧作业,一排排绿油油的稻苗被插入田间,为当地原本荒凉的农田带来了生机。这个场景之所以吸引人眼球,不仅因为水稻在这里是罕见作物,还因为这里的农田,以前都是无法种植当地传统作物的盐碱地,而基因数码农场改变了这一切。

  外来的稻种遭遇水土不服

  土默特左旗地处我国北方边疆地区,低温少水、土地贫瘠的地理环境,决定了自古以来这里就与水稻无缘。在全旗的数百万亩土地中,有40万亩为高度盐碱化土地,白碱覆盖着土壤,寸草不生。

  2011年,当地农民企业家文瑞通过土地流转,成立了内蒙古稼泰绿色农业开发有限公司,在发展绿色种植的同时,开始尝试在盐碱地中种植水稻。土默特左旗与东北地区的盘锦、五常等地纬度接近,气候条件相似,有着日本留学工作经历的文瑞首先试种了时下日本的主流稻种“越光”,但是效果差强人意。

  “水和土地的问题我们都解决了,但是在试种过程中,产量和质量成为我们最头疼的事情,一是产量低,二是质量差。”文瑞告诉科技日报记者。

  文瑞认为,当地特有的盐碱地土壤成分,与袁隆平院士和国内其他地区推广的“海水稻”“盐碱地水稻”的土壤成分都有或多或少的区别。长期从事农业生产的文瑞一直受袁隆平科学精神的感召,因而稼泰农业下定决心:从育种基因上做文章来改变现状。

  育种走进“数码相机”时代

  2017年的一次偶然机会,让文瑞结识了中科院遗传与发育生物学研究所研究员林少扬博士,同样有着日本工作经历的林博士与文瑞一拍即合,水稻基因育种的设计很快成形。

  “我们的核心技术是染色体组设计育种技术,通俗来说,就是把我们的研究环境从稻苗个体细胞进一步微观化到花粉的染色体中。花粉内部是一个极其复杂的微观世界,它的染色体组成,直接决定着水稻的生长习性和稻米的质量。”林少扬解释说。

  林少扬团队通过多年的研究发现,从基因作用的角度来看,水稻的抗寒冷机理与抗盐碱机理是相近的。增强这种机理作用的关键技术就是根据不同的外部条件要求,通过重新编修染色体的某一部分来改变水稻的生长习性,让基因去适应外部条件。

  “水稻抗寒需要改变哪一段染色体,水稻抗盐碱需要编修哪一段染色体,根据我们的研究结果,现在已经可以实现精准施策。”林少扬告诉记者,“基于这样的技术形成基因数码农场后,其根本意义在于将水稻基因编修育种信息形成了系统而完备的数据库管理起来,从而做到随用随取。“如果把水稻育种比作拍照,那么使用胶卷的相机拍摄出的照片清晰度差、保质时间短,而使用数码相机拍摄,不仅解决了这些问题,而且还可以调色温、调尺寸,这样一来,水稻的基因信息就变成了纯数据。”林少扬做了形象地比喻。

  致力于县域种植结构转型

  目前,基因数码农场针对土默特左旗当地条件提取的稻苗已经开始插秧。文瑞告诉记者,经过几年的品种固定,他们选中的水稻将会成为一种全新的优质品种,并拥有自己的品牌;而在此期间,基因数码农场也将会把越来越多的带有不同基因密码的水稻品种向全自治区乃至全国推广,让更多的贫瘠土地变废为宝。

  通过一季的实地试种后,林少扬的研究成果得到了证实:水稻的质量和产量均有提升。他告诉记者:“目前我们已经掌握了较为成熟的基因编修技术,比如在什么样的土壤中种植什么样的苗,根据需要产出糯、中糯、稍硬、较硬的米粒,我们都可以实现,并且形成了系统的基因库。”

  今年,稼泰农业开始成规模种植取自基因数码农场的成熟稻种。说到种植效益,文瑞并没有考虑太多:“第一年的规模种植效益只是一个评估手段,并未纳入公司利润体系,但是我们可以肯定,亩产量增产80到100斤是不成问题的,而我们考虑更多的,是如何成功带动更多的农民实现种植业的转型。”

  文瑞表示,一个新的稻种从育种到稳定,都需要几年的时间,而基因数码农场的建立,能够在第一年实现稻种成功适应高盐碱化土地,对自己来说已经成功了一半。这一成功意味着,土默特左旗的40万亩盐碱地从此有了用武之地,这对于一个县域的农业生产来说,将会发生质的变化,种植结构也会随之转型。

[责任编辑:刘超]

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