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发布日期:2010-04-01点击数:次

我校和邯郸市农业科学院共同完成的“棉花抗黄萎病育种基础研究与新品种选育” 获得了2009年国家科学技术进步二等奖。今年1月11日在人民大会堂举行的国家科学技术奖励大会上,374名获奖代表受到胡锦涛、温家宝等党和国家领导人的亲切接见。会后,刘延东同志专门接见了15名不同行业的获奖代表并主持召开了座谈会,我校马峙英教授作为农业高校的唯一代表参加了座谈会。

一项高水平农业科研成果的取得,必须是以解决重大生产问题为出发点和落脚点,是与一个具有凝聚力、战斗力、创新力的团队分不开的。此项研究成果凝聚着整个团队十几年的心血,这里既有从事棉花育种研究20多年的学科带头人,又有二、三十岁的年轻学者,他们都有一个共同的目标,就是让广袤的棉田不再枯萎,让洁白的棉花永远盛开。

在3月份国家棉花产业技术体系(河北)新品种、新技术培训会上,马峙英教授把他们团队的最新研究成果——2万公斤抗病抗虫棉花新品种免费提供给全省25个植棉大县示范,期待在那里生根、发芽、开花……

黄萎病肆虐,牵动着他们的心

我国是农业大国,自古重视粮、棉生产,倡导耕织,“直隶总督府”内乾隆皇帝的“御题棉花图”总是让游人驻足。1984年我国棉花的总产量位居世界第一位,河北棉花种植面积达到1400多万亩。到了上世纪90年代初期,棉花黄萎病在全国几个主要产棉区大肆流行,我国的棉花产业遭受重创,种植面积和产量都严重下降。以河北为例,在黄萎病爆发后的1994年,只有可怜的300万亩,仅相当于10年前的五分之一多一点,严重挫伤了棉农的信心。

棉花黄萎病是毁灭性的、对产量影响最大的病害,人们把它称为棉花的“癌症”,其防治长期以来一直是世界性难题。我国棉田黄萎病发病面积占总植棉面积的80%以上,一般发病棉田减产1到2成,重病田可以达7成,每年损失皮棉可达30万吨,而且品质严重下降。由于黄萎病病菌寄主范围广,在土壤中存活时间长,又是维管束病害,因而农业耕作和农药防治效果甚微。

棉花生产遭重创,牵动着马峙英教授这个科研团队的心。他们认为选育和应用抗病品种是最经济有效的防治措施,但心里也清楚,由于我国棉花抗病种质鉴定、抗性遗传、病菌分化等育种基础研究薄弱,加之抗病性与产量、品质及早熟性之间的负相关,使得选育优良抗病品种难度很大。课题组当时横下一条心,开始进行棉花抗黄萎病育种基础研究与新品种选育研究攻关,一定要把自己的抗病品种培育出来。

马峙英教授和课题组成员在辛集试验田

像呵护孩子一样建起种质资源库

抗病育种,顾名思义,要有品种资源,还要有引起病害的病菌资源,双方互作才能最终判定品种的抗病性。他们在开始这项研究之时,我国在抗黄萎病育种方面的研究刚刚起步,从病菌分化到抗病鉴定,可供借鉴的成功经验少之又少。加之课题组手中掌握的资源贫乏,巧妇难为无米之炊,没有育种的物质基础,科研怎么开展呢?

用课题组老师们当时的一句话就是“没有别的办法,淘换吧!” 课题组开始从辽宁、新疆、山东、河南、江苏、湖北、湖南等全国几大棉区收集有潜在利用价值的种质资源,有时要利用自己手中的资源和人家交换才行,有时要托关系走门路搞来几份材料,总之能想到的方法,能利用的关系都用上了,总共搜集到了2000多份种质资源。而致病菌就只能依靠自己人一份份的去全省37个产棉县去收集,从邯郸的成安、邢台的南宫、衡水的景县、沧州的吴桥到唐山的丰南都有课题组成员的足迹。课题组张桂寅研究员搞了大半辈子棉花,养成了一个习惯,从不肯轻易丢弃一粒棉种,又耐心地一代一代的繁育保持,同事们都说他“对种子比对孩子还亲”。

不懈的努力终于有所收获,课题在2200份基础种质资源中筛选特色种质565份。利用强、中等致病力菌系,人工气候室与田间病圃相结合,鉴定其抗病性,同时结合24个农艺性状和近千个dna分子标记,发掘出具有一个或多个优良性状的优异种质240份及70个核心种质。再利用这些优异种质或核心种质,经多亲本复交聚合等途径,创新抗黄萎病育种亲本47份,成为带给课题组成功的资源宝库。

用创新攻克棉花“癌症”

通过对到手的种质资源进行田间试验,群体表现诚如业界普遍的认知:抗病性强的丰产性差,丰产的品种品质欠佳,抗病性、丰产性、纤维品质三者之间的关系呈负相关。对此传统的育种技术已经无能为力,这也正是多年来棉花育种技术难以跨越的瓶颈。如何实现这些重要性状的同步改良,是马峙英教授课题组遇到的最大障碍,也是必须跨越的障碍。

思索再三,创新,只有在传统技术上加强创新才能啃下这块硬骨头。课题组决定,不再单纯依靠表型信息来选择杂交亲本,而是结合现代生物技术——分子标记技术,双管齐下对各品种资源进行系统评价和筛选,最终从2200份基础材料中确定了240份优异种质,并且在全国范围内首次构建了240份棉花骨干品种资源分子指纹图谱,建立了核心种质数据库。使今后的育种工作在选择所需杂交亲本时方向性更强。同时,课题组创立了“六棱钵定量接种鉴定技术”,寻找到与棉花黄萎病抗性连锁的同工酶和dna分子标记,在苗期就能鉴定品种的抗病性,且准确高效。

新技术的应用效果立竿见影,课题组不仅缩短了育种周期,提高了工作效率,最为重要的是集成创新了棉花抗病品种选育技术,1998年“冀棉26号”和“农大94-7”品种通过审定、2001年“邯284” 品种通过审定、2004年“农大棉6号” 品种通过审定、2005年“邯109” 品种通过审定、2006年育出转基因新品种“农大棉7号”和“农大棉8号”。选育出的棉花新品种实现了最开始的预想,做到了抗性、产量和品质的同步改良。改变了原有技术体系杂交亲本选配预见性较差,强优势组合选择效率较低,且杂交种增产幅度不大的现状。

马峙英教授在实验室

坚守,用汗水去浇灌田园

“汗水里捞出来的”,如此形容这个国家科技进步二等奖一点也不为过。 棉花品种选育周期长、连续性强,没有一种“咬定青山不放松”的劲头,是不行的。说起育种工作的辛苦,那真是有说不完的话。当初为了一个致病菌样本,成员们每每要跑一天的路,从火车到汽车,再到自行车、农用车,到达目的地时人就像从土里钻出来的一样,活活一个“土猴子”。一年四季,除了冬季整理数据是在室内进行,余下的时间都是在棉田和实验室度过。就说杂交试验吧,操作时间通常在每年的7月中旬到8月底,那是一年中最热的时候,阳光下的棉田热气蒸腾,人就像站在蒸笼上一样,汗水如雨滴,顺着衣袖向下淌。

假期对于这个科研团队来说是奢侈品,因为这么多年来,马峙英教授自己从未歇过寒、暑假,课题组老师和研究生在腊月26之前从没放过假,正月初五之前又返回学校。当别的研究生繁忙之余悠闲地上网时,他们正在实验室里埋头试验,在别人享受假期时,他们在棉田里流汗。建设初期的试验站条件非常简陋,上午做完试验还要回到学校吃午饭,中午不得休息就得骑车往回赶,路况又差,晴天一身土,雨天一身泥。尽管如此,却没人叫苦叫累,中途退出。因为想起新品种受惠棉农脸上喜悦的笑容,这一切的辛苦就如荷塘淤泥中的莲藕看见自己开出的莲花。

马峙英教授带领手下的科研团队培育的棉花抗病新品在黄河流域棉区大面积示范、推广,成为适宜地区的主推抗病品种,取得了数十亿元的社会经济效益。在长期的合作中,他们和棉农建立起了深厚的友谊,其中的一个小故事让课题组的老师们记忆犹新。那是2006年的中秋,曲周县焦庄村的棉农李连清带领左右的乡亲们拿上自产的小米和南瓜等土特产品,找到来测产的马峙英教授,说:“您给我们的棉花新品种,亩产比别的棉种多产50多公斤呢,今年我们丰收全靠您,你一定要收下我们的心意”。之后又悄悄拉着马教授的手说“现在乡亲们都来偷偷摘我家的棉花,说要留种明年用”。听到这马教授赶紧向大家解释:这是杂交棉,不能自留种,如果乡亲们想种,明年我再扩大示范种植面积,还是免费提供棉种。面对乡亲们的热情,马峙英教授不得不接受了乡亲们送的一小部分“礼品”,他说“这是农民兄弟给我们颁发的科技进步奖,我要带回去让课题组的老师们好好品尝”。

采访快结束时,马峙英教授欣慰地向我们介绍说,目前河北棉农又恢复了信心,2009年全省植棉面积达到了900万亩,跃居全国前三名。从他的脸上,我们读出了“一个棉花盛开的季节到来了!”

作者:宣传 编辑:宣传

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