第二十六屆北京青年學術演講比賽總決賽圓滿落幕,“科學演講秀”專欄帶你直擊本屆選手的高光時刻,了解這群風華正茂的科技追夢人的創新成果與勵志故事。讓我們一起見證青春風采,聚力創新,感受蓬勃的科技力量。
本期“科學演講秀”帶來
中國農業大學
李俊俊(北京蔬菜學會推薦)
的精彩演講
單倍體育種技術
——為作物育種裝上“高鐵”引擎
“春種一粒粟,秋收萬顆子”,古人描繪的豐收願景,正是育種工作者們不懈追求的理想。所謂育種,即為糧食、蔬菜等作物選拔出產量高、抗病強、品質優的“冠軍品種”。然而,傳統育種往往需要進行八到十代的連續自交與篩選,才能獲得性狀穩定的優良純系,過程緩慢、耗時費力。
李俊俊在從事育種工作
如今,單倍體育種技術的出現,為突破傳統育種周期長的瓶頸帶來了全新契機。憑藉“誘導”“鑒別”“加倍”三大關鍵步驟,育種工作者們僅需一到兩年便能育成性狀穩定的純系,實現育種周期的大幅縮短,用一場從“綠皮火車”到“高鐵”的速度變革,進一步夯實糧食安全根基。
“誘導—鑒別—加倍”:
高效育種的“三部曲”
單倍體育種技術的核心在於利用一位“育種特工”——單倍體誘導系。以番茄的SlDMP誘導係為例,一株整體呈紫色的材料被形象地稱為“特工父親”,當一個具備優良性狀的雜交種作為母本與之授粉雜交後,父本(誘導系)自身的染色體在胚胎髮育過程中被排除,僅保留母本的一套染色體,從而直接產生單倍體種子。這就是第一步:“找工作”。
然而,誘導產生的單倍體種子僅占雜交種子的2%左右,如何將其精準識別出來?此時,“特工父親”的紫色特徵便成了高效的“視覺標記”。這一特徵指示了父本基因的存在,而只攜帶母本遺傳物質的單倍體種子的胚不呈現紫色。憑藉顏色差異,即可高效完成“鑒別”,精準篩選出單倍體。
獲得單倍體後,還需進行關鍵的“加倍”步驟:通過自然或人工誘導,使單倍體的染色體自我複製,形成具有兩套完全純合染色體的可育植株。至此,一個遺傳穩定、性狀一致的優良純系便被成功創製了。
單倍體育種技術實現了育種周期的大幅縮短
這套“誘導—鑒別—加倍”的組合拳,繞過了漫長的自交過程,直擊育種靶心,以高鐵般的速度引領育種思維的變革。
單倍體育種技術的成功應用並非一蹴而就。中國農業大學陳紹江教授領導的科研團隊數十年如一日潛心攻關,才完成了玉米單倍體育種高效技術體系的創建,有力推動了我國玉米單倍體育種的進程。在克隆了關鍵單倍體誘導基因基礎上,團隊又進一步將該單倍體系統拓展至番茄等重要雙子葉作物,建立了多個作物單倍體育種技術體系,為打破主要蔬菜作物育種周期長、良種靠進口的困局提供了關鍵技術支撐。
團隊的研究成果已獲得應用
鑒於該技術的重要性,團隊布局了覆蓋關鍵基因與技術的多項中外專利,構建了具有完整自主知識產權的單倍體育種技術體系。團隊的研究成果先後榮獲國家技術發明獎二等獎、大北農科技獎特等獎等獎項。
李俊俊在進行育種研究
從學科奠基者的開創探索,到陳紹江教授的關鍵突破,再到鍾裕教授等學者的深化拓展,這項育種“高鐵”技術的背後,是一段跨越數代的薪火相傳。如今,青年科技工作者李俊俊接過了這根科技報國的接力棒。他們傳承的不僅是不斷精進的技術體系,更是“解民生之多艱”的不變初心。新一代科研人正站在歷代前輩夯實的根基上奮力前行,把論文寫在祖國大地上,讓奮鬥的青春在種業振興的征程中綻放華彩。他們將以不懈的探索和堅實的成果,把個人的拼搏匯聚成團隊的磅礴力量,用實際行動回答那個深沉之問:“誰來養活中國?”
來源:“科協頻道”公眾號