作者:朱汉斌 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2014-7-8 14:55:05
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访华南农大副校长陈志强:航天育种必须造福农民

华南农业大学副校长、国家植物航天育种工程技术研究中心主任陈志强在实验室指导研究生开展工作。


华南农业大学副校长、国家植物航天育种工程技术研究中心主任陈志强在育种试验田工作。

 

华南农业大学副校长、国家植物航天育种工程技术研究中心主任陈志强在办公中。

 

科学网7月8日讯(记者 朱汉斌)1987年8月5日,一批水稻和青椒等农作物种子搭载我国第九颗返回式科学试验卫星,成功进入太空,开启了我国通过空间诱变进行植物航天育种之旅。

27年过去,当年的一项科学试验,而今已发育成为国家科技创新战略的大项目,建设了国家植物航天育种工程技术研究中心(以下简称“航天育种中心”),吸引中科院、农科院、高校、各省市农科所和一批企业共同参与,形成分工明确、协同创新、资源共享的大好局面,推动着我国在空间诱变育种领域不断取得开创性的领先成果。

领先源于坚持

航天育种中心座落于华南农业大学校内,2009年11月,经科技部批准开始建设,去年11月通过国家验收,不仅成为国内惟一从事植物航天育种的国家级工程化研究平台,也是广东省属高校第一家国家工程技术研究中心。

“研究植物空间诱变,除了中科院系统,华南农大算是国内比较早的。”航天育种中心主任陈志强教授告诉《中国科学报》记者。

陈志强,教授,博士生导师,现任华南农业大学党委常委、副校长。先后以第一完成人获广东省科技奖一等奖、二等奖和广东省农业技术推广奖一等奖,被誉为“广东航天育种第一人”。

从1996年9月算起,陈志强领导的团队,通过不同的返回式航天器,已将17个批次154份种子材料,送上了太空。他建立了“水稻空间诱变多代混系连续选择和定向跟踪筛选”为核心的水稻航天诱变高效育种技术体系,先后在国际学术会议、国内学术会议以及核心学术刊物发表40多篇研究论文;创建了1000多份优良的特异种质资源应用于各类水稻育种计划,并已被全国30多家育种单位所引进和利用;先后育成18个品种20次通过省级以上品种审定,同时有一批材料(品种)获得了国家植物新品种保护权授权。

“种子上天走一遭,只是完成太空育种的第一步,随后还有一系列的地面培育、筛选和验证等科学技术研究与其相匹配,而这需要时间和坚持”陈志强说。

为了观察诱变后代的性状变异,陈志强和助手们每天奔忙在试验田与实验室之间。经过三年多的努力,航天水稻优质新品种“华航一号”于2001年通过广东省品种审。2003年通过国家品种审定,成为我国航天育种第一个通过国家品种审定的水稻新品种。

浩瀚的太空已成为中国科学家培育农作物新品种的实验室和育种基地。据不完全统计,我国经过太空搭载的农作物共计9大类,育成并通过国家或省级审定的新品种达到70多个。

陈志强把其团队取得的成绩归功于坚持。“育种是一项枯燥而单调的行当,需要常年在田间地头摸爬滚打,从众多材料中比较、筛选,年年有希望,年年有失望,充满着艰辛与坎坷,特别需要滴水穿石的坚持”。

“手把青秧插满田,低头便见水中天。六根清净方为稻,退步原来是向前。”当年学友送给陈志强的诗,已成为他搞科研的精神动力,也是生动描写我国一代代育种科研工作者们无私奉献精神的真实写照。

因为坚持,中国作为目前世界上仅有的三个(美、俄、中)掌握返回式卫星技术的国家之一,在航天育种领域取得的一系列开创性研究成果,受到国际同行关注,世界著名的《自然》和《科学》杂志先后对中国的航天育种研究工作进行了报道。

航天育种需要协同作战

实践证明,国家将航天育种工程中心设在华南农业大学是个正确的选择。航天育种中心依托单位—华南农大拥有作物遗传育种、蔬菜、观赏园艺、生物化学与分子生物学学科和作物栽培学与耕作学等最为强势的国家、省重点学科,有35位博士在内的69位中高级科研人员参与中心建设,涵盖作物遗传育种、作物栽培、分子生物学、市场经营等专业。

同时,华南农大作为广东省和农业部共建的“211工程”大学,省部协同力度不断加强,在科技部的政策指导和项目支持下,连续三个五年计划获得国家“863”计划、国家支撑计划、国家高技术产业化等重大项目资助,航天育种中心建设得到国家战略层面的大力支持。

“没有钱,搞不了科研;没有同行们的齐心协力,则出不了成果”。对于陈志强和他的同行们来说,协同作战是航天育种工程化、产业化的前提。

据了解,每克种子进行航天搭载,一次需要500元-1000元,无疑这是一种成本高昂的“育种”方式。

在陈志强眼里,上过天的种子意义非凡。“它不仅仅是航天诱变搭载费用昂贵,更重要是搭载机会是珍贵的,而且搭载的种子会产生什么变异充满着神奇的不知数。所以,我们要珍惜每一次来之不易的机会,绝不能碰到困难就半途而废。”

然而,“飞天种子”要种到地里结出果实,特别是要获得育种家期望的结果,还有漫长的路要走。

这几年,陈志强带领航天育种中心的研究团队在航天育种共性关键技术、种质资源创新创建、新品种培育和产业化所取得的成绩不单得到现场验收专家的好评,同时更得到同行和农民的认可。然而,他并不满足这些,他认为,完成国家工程中心的任务是最基本的要求,更重要的是在保证完成国家工程中心规定的任务基础上,拓展国家科技平台的功能,更好的为农业、农民、农村服务。

航天搭载的种子为什么会产生变异?在哪里产生变异?发生变异的基因或性状又是如何遗传下来被人类所利用?……,所有这些有关航天诱变机理问题的科学答案不单能回应社会上对航天育种的质疑,更是在航天育种深入研究和应用上意义深远。针对水稻生产稻瘟病危害严重以及稻米品质改良跟不上市场需求等问题,这些年陈志强不但创建一大批即优质又抗病的新种质,更是将一批抗病和优质突变基因的诱变机理、遗传模式及应用技术途径一一研究,在国内外核心刊物发表了30多篇论文,为我国的航天育种发展起到了引领作用。

航天育种中心成立以来,不仅吸引了中科院近代物理研究所、中科院合肥物质科学研究院等“国家队”、而且云集了来自广东省、四川、湖南、福建、广西、吉林省等省地市地方科研团队的加盟,有力地促进了“中心”水稻航天育种共性关键技术和优异新种质的辐射,促进了合作单位育种水平提高,在全国范围内形成了一支研发力量强的优势航天育种研发力量。

陈志强视同行如兄弟。十几年来,他颠覆了业界在激烈竞争中同行相轻、互相封锁的局面,对于来自国内从事育种的同行们的需求,他从来都是有求必应,热心帮助,大力支持,再珍贵的资源和材料都与大家共享,且服务到家。

“平台是国家的,必须体现它的开放性和公益性。让同行兄弟们的研究少走弯路,早出成果,是我们的职责”。陈志强特别强调自身的社会责任和义务。如今,在知识产权保护框架下,通过航天育种中心进行的各项技术和种质交流合作日益增多,呈现常态化。

三年间,航天育种中心利用自身的共性关键技术平台,为其主持的863计划项目的各参加单位以及长期的合作单位鉴定筛选育种群体39批次,近50000份个体,为合作单位开放平台仪器设备使用1000多台次,有效地促进这些单位的技术与育种进步。

与此同时,航天育种中心所研发的“航天诱变不同世代突变体定向筛选技术”等多项共性关键技术,无偿辐射到本领域相关科研单位和企业。特别是“中心”这些年所创制的优质、抗病水稻新种质通过会议/现场多种途径无偿提供给全国相关的育种单位,有效地促进我国水稻新品种品质和抗性改良的育种效率。

团结的力量是无穷的。目前,在众多科研工作者的共同努力下,我国在植物航天诱变共性关键技术研发领域达到国际领先水平。

能让农民增产增收的才是好种子

1991年,随着“航天效益工程”的提出,航天技术要为国民经济建设服务的发展要求成为我国航天事业发展的重要原则。航天育种也被列为“航天效益工程”的一个重要项目,巨大的商机吸引了更多的参与者,国内26个省、市、自治区几百家单位先后开展了上百项种子空间搭载实验。

队伍扩大了,难免有急功近利者。五花八门的种子返回地球后,有甚者第二年结果后,就贴上了“太空XX”的标签,完全忘记了严谨的科学态度和职业操守,这不仅蒙骗了消费者,造成了不良的社会影响,其短视行为更损害了农民的利益。

在陈志强看来,从育种研发到产品成型这个闭环中,虽然每个环节和分工都很重要,但是,农民满意才是衡量科研成果的唯一标准。

在航天育种中心,陈志强要求科研人员除了做研究外,还必须“上得了课堂,下得了稻田”,“不仅要冲天,更要接地气”。

“我们搞农业研究的一定要尊重农民的意见、虚心向农民学习;为了农民,从农民的需求出发。水稻品种是不是优良的,不是研究人员说了算,而是农民说了算!”陈志强语气坚定地对《中国科学报》记者说。

视农民为兄弟,一切以农民的利益为出发点,这是陈志强和他的团队多年科研屡获突破的“法宝”。

2002年,“华航一号”在广东省大面积推广初期,当地农民发现该品种根部有腐烂现象,怀疑这个品种不抗根腐病,马上报告给项目组,陈志强在当地农民的帮助下调查发病原因,发现主要与栽培管理不当有关,通过配套高产栽培技术,良种良法一起推广后“华航一号”更受农民欢迎,不单在广东大面积推广,还辐射到华南稻区各省区,并获得广东省农业技术成果推广一等奖。

广东省博罗县农业局为当地农民引进了航天育种中心培育的一个优质稻新品种“华航丝苗”,抱着试试看的农民到了收获时尝到了甜头:不仅产量高,而且稻谷的口感特别好,一担(约50公斤)稻谷卖了250多元,比别的品种多卖150多元,让试种的农民乐得合不上嘴。

“说心里话,这些年得到的荣誉,远远没有我看到农民兄弟丰收时脸上的笑容更让人满足”。陈志强真诚地说。

继“华航一号”之后,广东省第一个达到国家优质稻米标准的两系超级杂交稻新品种“培杂泰丰”开始大面积推广。接着,“培杂航七”、“培杂88”、“培杂航香”、“培杂130”、“天优航七”、“胜巴丝苗”,“华航丝苗”、“金航丝苗”、“红荔丝苗”、“华航31号”、“华优213”、“天优173”、“培杂191”等一批航天育种新品种先后选育成功且通过品种审定,并在南方稻区各省区大面积应用推广,累计推广面积达3000多万亩,其中,“培杂泰丰”、“华航31”和“华优213”达到超级稻标准。

航天育种中心成立,更是如虎添翼。据不完全统计,2010-2012年“中心”所培育的品种累计推广932.05万亩,累计为农民增收近十亿元。

显而易见,航天育种技术已成为我国快速培育农作物优良品种的重要途径之一,在农业生产中发挥着积极作用,为提升中国粮食综合生产能力和农产品市场竞争力提供了重要技术支撑。

“实践证明,航天诱变能诱导产生当前地面技术手段难以实现的的突变类型,利用这些突变可创建重要种质资源”,陈志强说,“因此,利用这一新的诱变手段和技术途径,创建和培育一批抗逆的林木花草,以改良和改善我国大西北的生态环境,意义将更加深远重大!”

资料:目前,世界上只有中国、美国和俄罗斯掌握卫星返回技术,而只有中国成功进行了卫星搭载太空育种。

上个世纪五六十年代,美苏多次发射返回式航天器并搭载植物种子,但他们并未把这项技术应用于农业品种改良和培育,而是研究重点在于探测空间环境的安全性,解决人类在太空环境中的食物供应、氧气来源及生存环境安全等有关生命保障支持系统问题,为载人航天服务。

只有我国除此之外还开创性地进行了航天育种研究,同时也取得了一系列开创性的研究成果,受到世界科技界广泛关注,世界著名的《自然》和《科学》杂志曾专题报道。

 
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