普通大米升糖快,糖尿病人想吃上一碗香噴噴的白米飯,只能將目光轉向低GI(升糖指數(shù))水稻。
在遼寧,低GI水稻一度水土不服,生長慢、雜交難。這一局面在今年3月被改寫:遼寧省農(nóng)業(yè)科學院種業(yè)創(chuàng)新研究院(以下簡稱“種研院”)利用基因分型平臺和植物工廠,成功培育出12份適合本地種植的低GI水稻新種質。
這場突破的背后,離不開一座種業(yè)“寶庫”的助力:2025年9月,在遼寧省農(nóng)業(yè)科學院一隅,遼寧省種質資源庫正式投用。斥資1.17億元、耗時兩年建成、建筑面積約7000平方米,這座種質資源庫既肩負著守護種源的職責,又可通過相關平臺和機制激發(fā)創(chuàng)新活力,精準育種、服務產(chǎn)業(yè)。
藏種于庫,育糧于田。這座拔地而起的種業(yè)“寶庫”,標注著科技興農(nóng)的前行步伐,也鐫刻著育種人扎根大地的初心與堅守。
守護資源,構建完備保存體系
走進遼寧省種質資源庫,仿佛置身“種子銀行”:一樓,溫度、濕度得到嚴格控制的“雙十五”干燥間里烘干機轟鳴,短期、中期、長期存儲庫環(huán)布四周,金屬貨架整齊排列,瓶瓶罐罐裝滿種子;二樓,超低溫庫里,巨型液氮罐泛著冷光,罐內是零下196攝氏度極低溫環(huán)境……
“核心優(yōu)勢可以概括成四個字:大、智、全、特!”說起這座新庫,種研院研究員吳禹滿是自豪。
“大”,主要指50萬份總庫容,夠遼寧省未來50年用,規(guī)模在全國范圍內位居前列。
“智”,配備智能堆垛機和傳送帶系統(tǒng),存取種子全程自動化,既節(jié)省空間,也減輕人員進出庫對溫度、濕度的干擾。
“全”,包括低溫、超低溫、試管苗、DNA四大庫,既能保存糧油、蔬菜等作物的種子,也能保存薯類塊根塊莖、花卉種球等無性繁殖材料,還能保存珍稀種子的DNA,構建起“種子+活體+基因”的全方位保存體系。其中,最“長壽”的種子已休眠16年。
“特”,不乏金鑲玉谷子、遼東結縷草等特殊“藏品”。庫內目前已保存各類種質資源3萬余份,涵蓋糧油、蔬菜、果樹、花卉、林木等上百個作物種類,其中野生資源、農(nóng)家種、珍稀資源、外引資源等占比超過半數(shù),遺傳多樣性豐富。
庫內的野生大豆資源最具優(yōu)勢。2012年起,吳禹便帶領團隊踏上漫漫尋種路,陸續(xù)收集到7000多個野生大豆居群和2萬多個單株種子,數(shù)量居全國首位。
從山村老人手中找到“白頭霜”玉米良種、在遼西山路上走險坡采集狗尾草種子……種研院的成員們翻山越嶺、費盡周折,只為收集和保存更多農(nóng)業(yè)“芯片”。
“去年,沈陽、盤錦等地的熱心市民為我們提供了野生大豆的多條線索?!眳怯碚f,一對母子還專門開車,配合團隊一起實地尋找、采集,孩子還在讀小學,可談起種質資源卻頭頭是道。
種質資源庫種子整理區(qū)旁,大屏上顯示著種質資源分布情況,光點遍布遼寧全省,一個光點就是一段回憶、一份守護。吳禹說:“新種質資源庫投用后,我們更要保存好種子,向社會共享資源,為端穩(wěn)‘中國飯碗’貢獻力量?!?/p>
激活創(chuàng)新,搭建多元應用平臺
遼寧省種質資源庫三樓的農(nóng)作物分子改良實驗室里,種研院副院長陸曉春將裝有種子基因組DNA的微孔板送入卡槽,輕點屏幕發(fā)出指令,機械臂隨之精準移動,吸取種子DNA,開始自動檢測。
“判定種子價值,不必先種進地里,也可以直接解析它們的基因密碼,分析其中的抗病、高產(chǎn)和抗逆等遺傳信息,把種子篩一遍,再種下去看田間表現(xiàn),這樣更高效精準?!标憰源航忉?。
推動生物農(nóng)業(yè)高質量發(fā)展,平臺設施建設至關重要。遼寧省種質資源庫引進百余臺高端設備,建成6個創(chuàng)新平臺,能進行作物表型鑒定、生理生化分析、基因發(fā)掘、功能分析、基因編輯,此外還共享生物信息與數(shù)據(jù)庫,搭建起“資源保存—精準鑒定—創(chuàng)新利用”的全鏈條育種體系。
“就說這高通量基因分型平臺,每天能檢測1.5萬份作物材料的基因型,對比傳統(tǒng)技術,效率顯著提高?!标憰源赫f,“表型鑒定也實現(xiàn)了全自動化,我們建立矮化高粱分子標記輔助育種體系,結合基因分型和表型鑒定,已經(jīng)篩選出一批矮化親本系材料?!?/p>
基因挖掘也相應提速?!耙郧盀榱苏腋吡粸趺卓共』颍枰诰驅ふ叶嗄辍,F(xiàn)在有了這些平臺,相信有的品種一兩年就能找到關鍵基因?!标憰源罕硎?,“找到基因不是終點,能把它用在育種上,才算成功。”
走進基因編輯實驗區(qū),陸曉春托起一個培養(yǎng)皿,只見攜帶烏米抗病基因的高粱幼苗在燈光下透著生機。靶向培育具有優(yōu)良性狀的新品種,正是他們的努力方向。
“這些平臺大有可為,比如鑒定種子真假,拿來一測便知?!标憰源赫f,下一步將把種質基因編輯、DNA鑒定等技術更多地用在實處,助力守護種業(yè)秩序。
“種子銀行”也是教學課堂,沈陽農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院組織了178名學生來此實習。“從收種、存種到育種,全流程都體現(xiàn)著現(xiàn)代化、智能化。實地參觀學習,讓我們對專業(yè)前沿情況有了更多了解,從而把理論和實踐結合得更好?!贝笕龑W生孫凡喬說。
服務生產(chǎn),夯實農(nóng)業(yè)發(fā)展根基
“溫度30攝氏度,相對濕度65%?!比斯夂蚴彝?,屏幕上實時顯示著室內環(huán)境參數(shù)和水稻秧苗的長勢。室內,濕氣混雜著青草香味撲面而來,燈光照耀下,水稻長勢蔥郁。種研院常務副院長鄭文靜為稻穗套上紙質隔離袋,仔細核對標注信息。從事育種30年,看著如今這座“種子銀行”大顯身手,她倍感振奮。
如何讓攜帶優(yōu)質基因的種子不只是在庫中沉睡,而是走向田間地頭、服務農(nóng)業(yè)生產(chǎn)?依托種質資源庫,鄭文靜帶領團隊建立了“育種親本智選+分子設計雜交+花藥培養(yǎng)+育種工廠快育快繁+后代標記輔選”的水稻分子設計育種技術體系。
“以前,育成一個良種主要靠經(jīng)驗,要好多年?,F(xiàn)在,依托種質資源庫,時間大幅縮短?!编嵨撵o感慨,早前培育攜帶抗稻瘟病基因的水稻,攻關多年才獲成功,而近來培育適合在遼寧種植的低GI水稻,只用了不到1年。
鄭文靜還帶領團隊給1500多份水稻資源做了全面評價,分析了其中47個功能基因,進一步摸清了遼寧水稻種質的家底。
“我們愿意當好‘聯(lián)絡員’和‘翻譯官’,驗證基因功能,讓搞科研的和搞育種的互相聽得懂、合得來,打通技術到田間的‘最后一公里’?!编嵨撵o說,前不久他們和遼寧一家水稻企業(yè)正式簽約,一方面憑借高通量鑒定,設計育種方案,提供技術支持,另一方面還幫助企業(yè)做水稻的定向改良。
創(chuàng)制攜帶矮稈、抗除草劑基因的高粱新種質,創(chuàng)制聚合高蛋白、大粒等基因的半野生大豆新種質……自種質資源庫投用以來,種研院各團隊突破傳統(tǒng)育種周期長、效率低、精準度不足的瓶頸,創(chuàng)新步履一路向前。
如今,新庫的資源、設備面向全省企業(yè)、科研單位開放,共享好種、共享技術。種研院還定期舉辦種質資源展示和技術需求對接會,推動優(yōu)良品種和新技術落地。鄭文靜表示:“我們努力推動種質資源庫成為全省種業(yè)創(chuàng)新的公共平臺,讓科研成果更快、更好地變成農(nóng)民手中的良種?!?/p>
《 人民日報 》( 2026年04月21日 04 版)