吳紀(jì)中團隊在中國南方冬麥區(qū)的2100多份地方品種里，篩選出380份抗性資源，通過基因分析與表型鑒定，最終找到了5個新的抗病基因位點，其中一個位于小麥染色體6BL上的基因顯著性最強，有希望成為新的“御敵武器”。

近期，長江中下游地區(qū)被蒙蒙細雨籠罩，麥農(nóng)們又在為赤霉病煩惱：這樣的天氣，特別適合赤霉病菌（禾谷鐮刀菌）傳播生長，小麥一旦染菌得病，就會大幅減產(chǎn)。

位于南京六合區(qū)的江蘇省農(nóng)科院實驗基地里，江蘇省農(nóng)科院小麥種質(zhì)資源創(chuàng)新團隊首席專家、研究員吳紀(jì)中也種下了一畝小麥，與麥農(nóng)們種的小麥不同，這里的小麥有大棚為其遮風(fēng)避雨。但是，吳紀(jì)中卻讓助手打開噴淋設(shè)備，大棚里頓時下起了一場人工雨。

“我們模擬多雨天氣，就是要讓小麥得上赤霉病。”吳紀(jì)中告訴科技日報記者，這個季節(jié)農(nóng)民在打藥抗病，他們反其道而行之，目的是對種子庫中的種質(zhì)資源進行抗性鑒定，篩選出高抗資源進行基因精細定位。

吳紀(jì)中口中的種子庫就是江蘇省農(nóng)作物種質(zhì)資源庫，建成十余年來，這里收集保存了5.5萬份作物種質(zhì)資源。近年來，科學(xué)家們在種子庫中挖掘出許多優(yōu)秀基因資源，有力支持了相關(guān)單位的科技創(chuàng)新和新品種選育，在保障種源安全和支撐區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展方面發(fā)揮了重要作用。

地方品種基因有望阻擊“小麥癌癥”

小麥赤霉病堪稱“小麥癌癥”，至今沒有特效藥物。吳紀(jì)中告訴記者，在種質(zhì)資源庫中尋找抗性基因成為科學(xué)家根治赤霉病的希望。

通過多年努力，在江蘇省農(nóng)作物種質(zhì)資源庫保存的“蘇麥3號”“望水白”等地方品種里，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了關(guān)鍵基因fhb1，為戰(zhàn)勝小麥赤霉病提供了有力的武器。通過分子標(biāo)記輔助選擇的方法，將fhb1導(dǎo)入到傳統(tǒng)品種中，長江中下游的小麥赤霉病得到有效控制。但是，隨著全球氣候變暖，小麥赤霉病正在向華北糧倉黃淮麥區(qū)蔓延，當(dāng)務(wù)之急是加快抗病基因的發(fā)掘利用。

吳紀(jì)中團隊在中國南方冬麥區(qū)的2100多份地方品種里，篩選出380份抗性資源，通過基因分析與表型鑒定，最終找到了5個新的抗病基因位點，其中一個位于小麥染色體6BL上的基因顯著性最強，有希望成為新的“御敵武器”。

“6BL上這個片段還比較寬泛，相當(dāng)于找到了抗病基因所在的街道，想要得到具體的門牌號必須進一步精確定位。”吳紀(jì)中說，如果把6BL的抗病基因與fhb1結(jié)合，有望得到高抗赤霉病的小麥品種。

針對淮南麥區(qū)小麥品種間遺傳背景同質(zhì)化嚴(yán)重的問題，他們還引進高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)資源，利用攜有抗赤霉病基因的資源與綜合抗性較好且品質(zhì)較優(yōu)的引進品種進行雜交配組與系統(tǒng)選育，培育出一批抗赤霉病性較好的優(yōu)質(zhì)小麥新品種。“十三五”以來，該團隊培育國審小麥新品種2個，省審小麥新品種5個，獲得國家植物新品種權(quán)12項，把資源利用的故事譜寫在廣袤的田野上。

為1497份傳統(tǒng)水稻品種建檔立戶

江蘇自古以來就是魚米之鄉(xiāng)，其中太湖流域擁有超過8000年的稻作史，是我國著名的稻米產(chǎn)區(qū)，也是粳稻重要的起源中心，稻種資源的遺傳多樣性十分豐富。

早在20世紀(jì)30年代，農(nóng)業(yè)科技人員就開始收集太湖稻種資源，目前種子庫里保存了1497份“太湖粳稻”資源，成為開展粳稻遺傳育種研究的寶貴財富。

江蘇省農(nóng)科院種質(zhì)資源與生物技術(shù)研究所副所長張云輝告訴記者，為了用好老祖宗留下的珍貴遺產(chǎn)，水稻種質(zhì)資源團隊幾代人持續(xù)開展鑒定挖掘工作，篩選出一批優(yōu)良品種供給科研和生產(chǎn)應(yīng)用。

“十三五”以來，他們對代表性太湖稻種資源開展全基因組深度重測序，獲得60萬個分子標(biāo)記。通過全基因組關(guān)聯(lián)分析獲得14個優(yōu)異基因相關(guān)位點，從中克隆了多個與品質(zhì)、產(chǎn)量、生育期等相關(guān)的新基因，目前正在開展優(yōu)異基因的應(yīng)用評價。

“目前，我們已經(jīng)完成400份太湖稻種的基因精準(zhǔn)鑒定，接下來要再做600份。”張云輝說，通過全基因組關(guān)聯(lián)分析，結(jié)合表型鑒定，發(fā)掘出更多的優(yōu)異基因用于水稻育種，同時可以利用關(guān)聯(lián)的標(biāo)記位點進行高效精準(zhǔn)選擇，大幅提高了水稻的育種效率。

為了培育既高產(chǎn)又好吃的大米，江蘇省農(nóng)科院糧食作物研究所王才林團隊收集了數(shù)千個粳稻品種，其中就包括“關(guān)東194”，從中發(fā)現(xiàn)了控制水稻食味品質(zhì)的關(guān)鍵基因wx-mp。歷經(jīng)十多年耕耘，他們培育出了適合太湖流域種植的“南粳46”，品質(zhì)可與日本的“越光”水稻相媲美。隨后，又持續(xù)研發(fā)出“南粳5055”“南粳9108”等系列優(yōu)良食味軟米品種。其中，“南粳9108”為全國推廣面積最大的粳稻品種之一。

據(jù)不完全統(tǒng)計，2021年江蘇軟米品種達34個，優(yōu)良食味軟米品種種植面積已占江蘇水稻生產(chǎn)面積的45%，占粳稻面積的54%。為“蘇米”品牌振興貢獻了巨大力量。

同時，針對人民群眾對稻米營養(yǎng)的個性化需求，研究人員還研發(fā)出適合高血糖人群的高抗性淀粉品種RS1，適合高血壓人群的巨大胚品種JP1，適合腎臟功能障礙人群食用的低谷蛋白品種DGR1，以及富含花青素的優(yōu)質(zhì)紫米紫香糯1號等。

種質(zhì)資源庫就是一座基因?qū)殠?，科技人員在不斷充實資源儲備，挖掘潛在優(yōu)異基因，只是為了人類的“飯碗”端得更穩(wěn)，讓人民吃得更健康。