2016年以來，武漢多倍體水稻研究在武漢市委、市政府的高度關(guān)注和大力支持下，研發(fā)工作得到持續(xù)、快速推進(jìn)，已成為武漢農(nóng)業(yè)科技的一張嶄新名片，引發(fā)國內(nèi)外廣泛矚目。
經(jīng)過兩年的科研攻關(guān)，武漢多倍體水稻研發(fā)項(xiàng)目初步展現(xiàn)出作為顛覆性技術(shù)的巨大影響力，以及對(duì)水稻育種等農(nóng)業(yè)科技的引領(lǐng)作用。今后，研發(fā)團(tuán)隊(duì)將朝著“讓原創(chuàng)性多倍體水稻首先在湖北培育成功”的目標(biāo)，加快項(xiàng)目研發(fā)進(jìn)度，為武漢生物與健康產(chǎn)業(yè)及“中國種都”的建設(shè)提供助力，為打造武漢科技之城在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域提供原創(chuàng)性技術(shù)支撐。
率先突破，武漢吸引三院士同臺(tái)論“稻”。
“多倍體”育種研發(fā)，是繼袁隆平院士的“超級(jí)稻”后，又一具有原創(chuàng)性的育種技術(shù)新途徑。通過將傳統(tǒng)的二倍體水稻雜交加倍，培育出米質(zhì)優(yōu)、抗逆性強(qiáng)、增產(chǎn)幅度大的多倍體水稻品種。近年，在世界范圍內(nèi)的“多倍體”研發(fā)競(jìng)賽中，武漢研發(fā)團(tuán)隊(duì)率先取得突破。
2016年9月24日、25日，全國多倍體生物育種學(xué)術(shù)研討會(huì)在武漢舉行。論壇期間，圍繞“多倍體生物育種與創(chuàng)新”主題，包括袁隆平、謝華安、朱英國三位院士在內(nèi)的眾多專家來漢論“稻”，交流多倍體生物育種研發(fā)現(xiàn)狀，調(diào)研多倍體水稻試驗(yàn)基地，商討中國多倍體生物育種研發(fā)戰(zhàn)略、發(fā)展方向及應(yīng)用前景，引領(lǐng)新的綠色革命，促進(jìn)“中國種都”建設(shè)。
農(nóng)業(yè)部科教司專家指出，國內(nèi)多倍體育種研究已有半個(gè)世紀(jì)，但其應(yīng)用主要集中在蔬菜、園藝作物上，在糧食作物方面一直沒有大的突破。近年來湖北大學(xué)蔡得田教授團(tuán)隊(duì)在此方面取得了非常大的突破，得到了各方面的關(guān)注。農(nóng)業(yè)部非常重視和支持此類對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食增產(chǎn)有貢獻(xiàn)的技術(shù)，并在當(dāng)年審批通過了“國家武漢多倍體水稻生物育種創(chuàng)新基地”，希望推進(jìn)多倍體水稻育種理論和生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)，盡快推出能大面積應(yīng)用的高產(chǎn)高效新品種，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
“多倍體”指的是個(gè)體細(xì)胞中含有3套或3套以上的染色體，在動(dòng)物界極少發(fā)生，在植物界卻相當(dāng)普遍。多倍體植物的一般特征是莖粗、葉大、花大、果實(shí)大，很多植物種都是通過多倍體途徑而產(chǎn)生的。中國自半個(gè)世紀(jì)以前開始研究多倍體育種，目前主要在油菜、小麥等少數(shù)蔬菜品種有所進(jìn)展。
在袁隆平、謝華安、朱英國等院士指導(dǎo)下，湖北大學(xué)、武漢市農(nóng)科院、武漢多倍體生物科技公司組建了以蔡得田教授為首的武漢研究團(tuán)隊(duì)，歷經(jīng)近20年研究，開辟了一條水稻育種的新途徑。目前，團(tuán)隊(duì)在國際上率先奠定了多倍體水稻育種的理論基礎(chǔ)；突破了多倍體水稻育種結(jié)實(shí)率低的國際性技術(shù)瓶頸；建立了多倍體水稻育種的完整技術(shù)體系，篩選出5000余份多倍體原始材料、選育出100多個(gè)進(jìn)入中試的多倍體水稻品系，其中20個(gè)品系具備進(jìn)入?yún)^(qū)域試驗(yàn)的條件。
領(lǐng)先國際，大面積應(yīng)用只差“最后一關(guān)”。
2016年以來，武漢多倍體水稻研究加速推進(jìn)，迎來前所未有的發(fā)展機(jī)遇。
高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)研發(fā)平臺(tái)。武漢多倍體水稻研究得到國內(nèi)水稻育種界最知名的袁隆平、謝華安、朱英國三位院士的首肯，在研究策略上得到大師級(jí)指導(dǎo)，已經(jīng)分別建立袁隆平院士工作站和謝華安院士工作站，與其研究團(tuán)隊(duì)加強(qiáng)了合作研究。由袁隆平院士授權(quán)，多倍體公司參與的“隆平農(nóng)業(yè)科技發(fā)展基金”已經(jīng)成立，對(duì)后期多倍體水稻產(chǎn)業(yè)化奠定了經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。同時(shí)，與謝華安院士簽訂了聯(lián)合攻關(guān)協(xié)議。
研發(fā)和育種基地基本完工。“國家多倍體水稻育種創(chuàng)新基地”2016年獲得農(nóng)業(yè)部的批復(fù)，國家投資684萬元進(jìn)行建設(shè)，目前項(xiàng)目已經(jīng)竣工；多倍體水稻海南南繁基地占地30畝，包含種植基地和生活輔助設(shè)施，已經(jīng)投入使用；多倍體水稻黃陂育種基地和中試基地占地230畝，將在2018年全部完工；使用面積達(dá)4000多平方米的多倍體水稻企業(yè)研發(fā)中心已經(jīng)投入使用，購置了細(xì)胞工程、分子生物學(xué)和稻米品質(zhì)檢測(cè)相關(guān)儀器50多臺(tái)套，基本滿足當(dāng)前研究需要。
聚集高端人才加速研發(fā)進(jìn)程。武漢多倍體水稻研發(fā)團(tuán)隊(duì)初始由湖北大學(xué)、武漢市農(nóng)科院和武漢多倍體生物科技有限公司近20人組成，在項(xiàng)目實(shí)施過程中，培養(yǎng)1名黃鶴英才計(jì)劃人員，引進(jìn)水稻高級(jí)職稱研究人員、博士近10人加入研發(fā)團(tuán)隊(duì)。全國多倍體生物育種研討會(huì)上，武漢大學(xué)、中國水稻所等23家水稻研究單位聯(lián)合組成全國多倍體水稻創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟。武漢多倍體生物科技有限公司作為牽頭單位，克服研究中的抗病性、品質(zhì)性狀等難點(diǎn)問題，并與業(yè)內(nèi)巨頭華大基因農(nóng)業(yè)集團(tuán)簽訂聯(lián)合攻關(guān)合作協(xié)議，加快多倍體水稻品種選育進(jìn)程。
大面積應(yīng)用已到最后一道程序。研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)近5000份多倍體穩(wěn)定品系進(jìn)行了多點(diǎn)篩選，篩選到20多個(gè)優(yōu)良品系，5個(gè)優(yōu)質(zhì)糯稻經(jīng)農(nóng)業(yè)部檢測(cè)中心檢測(cè)達(dá)到了國家優(yōu)質(zhì)糯標(biāo)準(zhǔn)，其中2個(gè)品系T1和A3作為第一批遺傳材料進(jìn)入省級(jí)品種區(qū)試，待通過區(qū)試鑒定后即可以進(jìn)行大面積生產(chǎn)種植。多倍體水稻的大面積應(yīng)用已經(jīng)到了最后一道程序，將為水稻的增產(chǎn)和國家糧食安全作貢獻(xiàn)。
多倍體相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)展開深度開發(fā)。目前新獲批3項(xiàng)國家發(fā)明專利，新申請(qǐng)了3項(xiàng)國際發(fā)明專利、1個(gè)省級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、2個(gè)品種保護(hù)權(quán)、2個(gè)商標(biāo)權(quán)；對(duì)四倍體水稻全新的栽培技術(shù)、全程綠色種植技術(shù)和稻米加工技術(shù)做了系統(tǒng)的研發(fā)，初步解決了水稻全產(chǎn)業(yè)鏈部分技術(shù)難題。著手在理論上對(duì)多倍體水稻高結(jié)實(shí)率基因進(jìn)行基因克隆，期望闡明多倍體水稻高結(jié)實(shí)率的機(jī)理，為多倍體水稻精準(zhǔn)育種提供理論支撐，保持在該領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。
糧為國本，期待戰(zhàn)略層面更多支持。
目前，國際上的多倍體水稻研發(fā)的結(jié)實(shí)率徘徊在25~35%之間，難以突破。1999年開始，蔡得田率領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合武漢市農(nóng)科院、武漢多倍體生物科技公司，培育出的“超級(jí)多倍體水稻”結(jié)實(shí)率達(dá)到了80%，創(chuàng)下示范種植田畝產(chǎn)1400斤的佳績。
“國以糧為本，民以食為天”。武漢多倍體生物科技公司負(fù)責(zé)人坦言，目前，多倍體水稻研發(fā)取得階段性成績，但項(xiàng)目發(fā)展過程中仍然面臨兩大新的困難：
部分研究領(lǐng)域存在短板。此前的多倍體育種材料主要基于理論研究材料為主，進(jìn)入生產(chǎn)示范后發(fā)現(xiàn)多倍體水稻材料稻瘟病抗性、耐高溫性與生產(chǎn)需要有一定的差距，需要進(jìn)一步加以改進(jìn);研發(fā)團(tuán)隊(duì)開展遺傳規(guī)律研發(fā)和分子育種的縱深研究不夠，在基礎(chǔ)研究方面需要業(yè)內(nèi)加強(qiáng)合作、協(xié)同攻關(guān)，加速多倍體水稻的研發(fā)。
中試基地建設(shè)及資源圃建設(shè)滯后。中試基地需要建設(shè)農(nóng)業(yè)設(shè)施、生活設(shè)施、生產(chǎn)資料、農(nóng)業(yè)機(jī)械用房，需要各級(jí)部門支持解決農(nóng)業(yè)設(shè)施用地問題。
下一步，研發(fā)團(tuán)隊(duì)將發(fā)力兩個(gè)重點(diǎn)方面：
加速多倍體水稻品種選育的速度，力爭(zhēng)盡快出品種。在現(xiàn)有遺傳材料中繼續(xù)選擇優(yōu)良材料參加品種區(qū)試，同時(shí)加強(qiáng)各單位的協(xié)同攻關(guān)，創(chuàng)制新的更優(yōu)良的下一代多倍體水稻新品系，滿足高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、綠色和輕簡(jiǎn)化水稻生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大多倍體水稻應(yīng)用和示范推廣。
理論上克隆高結(jié)實(shí)率基因，保持多倍體水稻研究的優(yōu)勢(shì)。在理論上克隆高結(jié)實(shí)率關(guān)鍵基因，引領(lǐng)多倍體水稻育種的發(fā)展，保持多倍體水稻在世界的領(lǐng)先地位，引導(dǎo)更多的研究者進(jìn)行多倍體水稻研究，為多倍體水稻的發(fā)展提供理論指導(dǎo)。
