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玉米育种竟有这么多高科技! 高产又抗病的“优等生”这样被筛选出来→

 2024-02-25 21:33  来源:央视新闻客户端

党的二十大报告提出“以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴”的使命任务,并首次对中国式现代化理论作出系统深刻的阐释,极大地拓展和深化了社会主义现代化理论,也成为全球现代化理论的重大创新成果。强国必先强农,农强方能国强。建设农业强国,基本要求是实现农业现代化。近年来,我国农业强国建设迈出坚实步伐,粮食和重要农产品供给保障能力稳步提高,把中国人的饭碗牢牢地端在了中国人自己手里。

现代育种跑出“加速度”

种子是农业的“芯片”,事关国家粮食安全,对于农业现代化发挥着基础性作用。近日公布的中央一号文件提出,要加快推进种业振兴行动,加快选育推广生产急需的自主优良品种。如何让种业创新跑出“加速度”?在陕西杨凌农业高新技术产业示范区,这里的育种科学家正利用现代化的技术手段,让育种跑出“加速度”。

眼下,正是春耕备种的关键时节,在中国中化先正达集团杨凌技术中心,科研人员正在进行玉米育种工作。

总台记者 侯潇扬:玉米育种的第一道工序,就是筛选出优秀的“爸爸妈妈”,才可以孕育出优秀的下一代。在过去,玉米育种需要在大田里自交7至8代,才可以获得接近纯合的育种材料。这一过程通常耗时四年之久,但是在现在,在我所在的实验室运用双单倍体技术,将寻找玉米“双亲”这一过程压缩在了一年之内。

专家告诉记者,双单倍体技术是先利用诱导培养等手段产生单倍体植株,再通过染色体组加倍技术,使植物恢复正常染色体数的育种方法,可以大大缩短育种年限。

玉米育种双单倍体技术的应用,使得筛选玉米优秀“双亲”的过程大幅缩短。在杨凌技术中心,双单倍体工厂化生产平台年产数百万株单倍体苗和数十万株双单倍体,批量化创制优良种质,加速了育种流程。

杨凌技术中心研究员 王建彬:我们实验室的目的就是,让抗病的材料和高产的材料获得百分之百的基因型。百分之百的基因型意义就是,比如说我们育种家手里掌握了高产的材料和抗病的材料,这两个杂交之后,如果这对“双亲”都是百分之百的纯合系,它的后代是既高产又抗病的。

总台记者 侯潇扬:高通量分子检测平台也被称作“基因眼镜”,通过这副“眼镜”,育种家就可以提前精准预测育种材料的性状,划定筛选范围,把育种从过去的“大海捞针”变成今天的“定向撒网”。

在试验室的高通量分子检测平台,科研人员借助分子标记技术,可快速准确地从数十万乃至数百万材料中筛选出所需基因。在传统模式下,育种工作就像“拆盲盒”,需要不断地筛选、组合,周期漫长,充满偶然性。但通过分子检测等新技术,科研人员就可以精准预测育种材料是否具备想要的性状,育种创新变成了一种相对可控、可预期的过程。

杨凌技术中心研究员 唐鑫锐:完整数据需要一个完整的作物季。现在在我们这边通过分子检测手段,可能一到两周就可以拿到这些对应的数据,提高了效率。

利用双单倍体创制的育种材料,经过分子检测选择出来的育种“优等生”,还需要进行更严格的测试和筛选。同时科研人员还会再加入一些新的性状特性,让种子更加具有优良特性。而利用温室种植,则可以不受季节的影响和限制,不间断地完成筛选工作。

台记者 侯潇扬:在我身后有三十多个温室,分别种植着处在不同生长阶段的玉米。这些温室跟大家印象中的可能不太一样,可以看到每个温室都有很多这种紫色的光带。

杨凌技术中心助理研究员 吕艳:因为玉米比较喜好红橙光和蓝紫光,育种家就根据一些现代科技手段,对灯光进行了调节,这样可以加速玉米的生长。这边的玉米,是刚种下一周的。那边大一点的,就是15~20天。这边更高一点的,可能就是授完粉两个多月的时间,所以它们高低不同。在我们这个温室里面,一年可以实现4~5代(玉米)的生长。传统育种只能种1~2代,与传统育种方式相比,我们一年比它翻了2.5倍还多。

据了解,这里的科研人员在七、八个月就可以创制数十万株育种材料,仅用1至2代即可完成目标品种的性状改良,传统方法难以达成的育种目标,在这里都可以成为现实。近年来,杨凌示范区有1000多名科教人员从事育种研究工作,集聚种业企业近百家,审定通过1100多个新品种,仅小麦和玉米的系列新品种在河南、安徽、江苏、山东等地累计推广面积超过8.5亿亩、增产430亿斤。育种专家们正通过从种质资源到育种技术的不断迭代创新,让现代育种跑出“加速度”。

数字看我国农业现代化

建设农业强国,利器在科技。近年来,我国农业科技创新能力稳步提升,农业科技进步贡献率从2012年的54.5%提升至2022年的62.4%,为农业高质量发展提供了强劲动能。

先进的机械装备是藏粮于技的重要物质基础。目前,全国农作物耕种收综合机械化率已超过73%,装有北斗卫星定位终端的农机装备超200万台(套),大国粮仓根基不断夯实。

在新疆,2023年,新疆棉花产量511.2万吨,连续5年稳定在500万吨以上。全区含兵团共投入近7000台采棉机开展机械化采收作业,棉花机械化采收率提升至89%以上,呈现出区域更加集中,全程机械化、智能化和农机自主创新步伐加快,品质和产量稳步提升的良好态势。

20亿亩次。无人机已经成为我国广泛使用的新农具,总计作业面积已超过20亿亩次。2022年的统计显示全国耕地面积达到19.14亿亩。如果无人机都是用在耕地上,相当于把全国耕地都飞了一遍

种子是农业的“芯片”,良种在促进粮食增产方面具有十分关键的作用。近年来,种业振兴行动扎实推进,取得了一批突破性成果。目前,我国农作物良种覆盖率在96%以上,良种在农业增产中的贡献率超过45%,自主选育品种面积占比超过95%。

10亿亩。耕地是粮食生产的命根子,农田建设是全方位夯实粮食安全根基的关键举措。近年来,各地区各部门共同努力,农田水利工作扎实推进,高标准农田建设稳步加快,截至2023年,全国完成新建和改造提升高标准农田8611万亩,累计建成超过10亿亩高标准农田,为提高自然灾害抵抗能力,保障粮食增产丰收发挥了重要作用。

2023年,我国粮食产量再创历史新高,达到13908.2亿斤,比上年增加177.6亿斤,连续9年稳定在1.3万亿斤以上。

农业现代化的关键是农业科技现代化

如何看待科技在我国农业现代化发展中所发挥的作用?未来在科技兴农上还可以在哪些方面继续发力?

农村部农村经济研究中心研究员 姜楠:农业现代化的关键是农业科技的现代化,近年来我国农业科技的实力在不断地提升,竞争力在不断地增强,为我国农业农村的全面发展奠定了坚实的基础。特别是在保障国家粮食安全的领域。我国的粮食产量已经连续9年稳定在了1.3万亿斤以上的水平,2023年达到了1.39万亿斤。在其中水稻、小麦、玉米、大豆的优良品种就起到了非常重要的作用。这些优良品种它的单产水平比我们的普通品种要高,这样才能保障了我国的粮食产量。

其次,我们以前的农业生产靠什么?靠人力,现在我们靠什么?靠农业机械,特别是我们还有很多安装了北斗系统的大型的智慧农机,这都为我国的农业生产作出了巨大的贡献。现在我国粮食作物的农业耕种收机械化率的综合水平已经达到了90%以上,特别是小麦这个品种,它的机械化率已经接近于100%,也就是说小麦从耕种到收全程都不需要使用人力,全都依靠机械就可以做到了,所以我们农业机械化的发展也是有效地提高了我国农业生产的劳动生产力。

无人机先进的技术在农业领域应用也是非常普遍,大家好像是玩游戏一样就把无人机应用到了农业领域当中,真的是给我们的农业插上了科技的翅膀,比如说我们的操作员拿着操纵杆使用无人机,能够快速有效给我们的农作物打农药,而且打得还非常均匀,非常及时,这也使得我们的农业的植保效率有所提升。

不仅在农业,我们的农村领域,现在农产品电商快速发展。我们大家现在都会网购,都能够从市场、电商的下单,能够快速地收到农产品,这就得益于现代信息技术的助力和发展,使得我们能够及时有效的就吃到了新鲜的农产品。

我们现在已经进入了全面乡村振兴的发展新阶段,乡村振兴要求产业振兴、生态振兴、文化振兴、人才振兴和组织振兴,方方面面都需要科技的助力。

首先还是需要突破一些关键技术,现在还有一些卡脖子的技术需要实现从0到1的突破与创新。比如说在生物育种,在我们的智慧农机、数字农业、绿色发展,病虫害防治等各个领域。还有现在的耕地水平,我们的耕地面积是有限的,还有一些盐碱地,我们怎么能够在盐碱地上更多地去种植农产品,要更多的产量,这都是需要不断的突破与创新的。

第二,我们需要产学研之间的一个深度的融合,现在有很多好的农业新型技术,怎么样让这些技术和我们的企业发展实际相结合、和区域经济的发展相融合,这也需要再不断地探索。

最后一点,现在很多好的技术,可能在实验室里,在我们的科研机构,但是这些成果需要有效地去推广和应用,这就需要有人能够教会农民使用这些农业科技,这样就需要更多的农技推广人员和社会化的服务组织,大家共同组织起来,形成合力,让农民快速的有效地掌握高新农业科技,才能应用我们的农业生产当中。

所以从未来来看,农业科技还需要在更多的领域实现突破,实现发展,走我们有中国特色的农业科技现代化之路。

来源:央视新闻客户端

审核:单娟   责任编辑:周万琴
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