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一粒谷种的诞生 攥紧种子“芯片”,把“饭碗”牢牢端在手上——

看“张杂谷”如何诞生

张家口日报 02版要闻 2024年09月03日

育种人员正在给谷穗套袋。梁涛 李小永 摄

本报记者 吕慧 白君

眼下,正值谷子抽穗开花的季节,谷子育种也迎来授粉关键期。

8月28日,经开区沙岭子镇“张杂谷”试验田里,育种人员正在有条不紊地对谷子进行杂交育种。

将套在谷穗上的硫酸纸袋摘下后,育种人员李红戴上放大镜观察谷穗开的花,选出不育系。然后,她将提前选好的装有父本的硫酸纸袋套在不育系谷穗上,轻轻用手拍打,就完成了人工授粉工作。

摘袋,观察,套袋,敲打,看似简单的杂交授粉工作,其实背后却蕴含着大学问。

“杂交育种是用基因型不同的个体为亲本,通过有性杂交创造遗传变异,再经过杂种后代的选择与鉴定,从而综合双亲优良性状的个体,育成新品种。”市农业科学院谷子研究所副研究员史高雷说,谷子授粉的基本原理是通过雄蕊的花粉传递到雌蕊柱头上,完成授粉过程。

“这一排排谷穗上套的硫酸纸袋有什么作用呢?”面对记者的疑问,史高雷说,谷子属于自花授粉作物。不育系等到谷穗快要开花的时候,就给它套上袋,目的是阻止它与其他谷穗串粉,让它按照我们的育种方向来进行授粉。

史高雷介绍,谷子进行杂交工作时,常通过人工辅助的方式提高谷子异交率。进行人工辅助授粉时,分为两个步骤用2天完成。首先选择一个优质的母本,头一晚将选择的母本在盛花期剪掉,用湿布子将谷穗包裹。第二天,选择选穗做杂交,并套好硫酸纸袋,挂牌做标记。

“24远·珍8.7”“25远·珍8.9”“25远·珍8.15”……在“张杂谷”试验田里,一株株“张杂谷”上挂着粉色的展示牌,牌上用铅笔标注着谷子本来的品种型号和授粉品种的型号,下面写着授粉日期。史高雷说,这个牌子就是谷子的身份证,用来记录谷子的信息。这个型号还不能称之为谷子新品种,它们还处在漫长的研发过程中。

试验田里,套着硫酸纸袋的谷子长得一模一样,但是育种人员一眼就能区分出育系和不育系。“将离谷穗最近的一个叶子揪一半,这就是育的,不育的拴一根红绳,授粉时候这就好找了。这是赵治海老师总结的办法。”育种人员李红说。

每年8月中旬到9月初,是谷子育种授粉的关键期。这段时间,市农业科学院谷子研究所核心成员要集中完成人工杂交授粉工作。“每天完成多少株,这就需要看运气,有时候几株,有时候几十株,最多的时候能达到五十株。”史高雷说。

好收成离不开好种子。赵治海及其团队利用杂交育种技术,培育出具有自主知识产权的“张杂谷”系列品种,具有高产、抗旱、优质、高效的特点,将我国北方干旱半干旱地区谷子从亩产200公斤至300公斤提高到400公斤至600公斤,并创造了亩产811.9公斤的世界谷子高产纪录。同时,“张杂谷”还走出国门,在非洲埃塞俄比亚、乌干达等十余个国家试种成功。

经过两代科研人员不懈努力,成功选育的“张杂谷”品种已达20多个,形成适应水、旱地,春、夏播,早、晚熟配套的品种格局,基本覆盖了我国谷子适播区的所有生态类型。史高雷说,只有用手攥紧种子“芯片”,才能端稳中国饭碗,实现粮食安全。

忙完一上午的工作,看着新授粉的谷穗随风飞舞,史高雷与李红有一种成就感。