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10大突破性农作物种质资源有何特别之处?

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日期: 2024-07-30
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近年来,通过持续不断地开展种业科技攻关,我市农作物种质资源精准鉴定取得明显成效,并于近日发布了水稻、油菜、玉米、蚕豆、榨菜、黄瓜、茄子、柠檬、枇杷、桑树十大突破性农作物种质资源。

这些种质资源有何特点?对种业安全有何重大意义?7月27日,记者对这10大突破性农作物种质资源进行了梳理。

油菜

发现18种早熟种质资源和8种高抗裂角材料

面对油菜生产中长期存在的生育期过长和角果易开裂问题,我市农作物种质资源精准鉴定项目团队取得了重大突破。

他们构建了一个无人机表型鉴定技术平台,用于精准鉴定油菜生育期,并开发了一套综合技术体系对抗角果开裂现象。这些创新技术的应用有望大幅提升油菜产量和品质。

在资源筛选过程中,团队发现了18种早熟种质资源和8种高抗裂角材料。其中,K338和ZH007表现尤为突出。它们不仅生育期短,而且具有较高的产量潜力。

例如,K338单株角果数达到了1865个,单株产量高达66.23克。ZH007则具有180天左右的全生育期,平均株高110厘米,单株分枝数多达17.2个,角果数近1000个,同时还具备抗倒伏和抗菌核病的特性。

水稻

38℃高温仍能种出国家一级优质稻

面对重庆高温伏旱区水稻灌浆结实期遭受高温影响,导致稻米品质下降的问题,我市农作物种质资源精准鉴定项目团队成功鉴定出一种耐高温的优质水稻种质——“渝稻86”。该种质利用先进的花粉管通道技术,将稗草基因组导入籼稻恢复系,并通过与广东地方红米杂交选育而成。它不仅品质优良,而且对高温环境具有很强的适应性。

在2022和2023年超过38℃的极端高温天气下,“渝稻86”除了整精米率指标略低外,其他各项指标均达到了国家一级优质标准。其垩白度仅为0.3%,垩白粒率仅为2%,透明度为1级,明显优于对照品种“中华竹稻”。特别是在垩白度和垩白粒率方面,“渝稻86”显著优于对照品种,整精米率更是“中华竹稻”的5.2倍。

此外,“渝稻86”几乎不发生自然落粒,即使在机械收割时损耗也非常低,这无疑解决了目前水稻机械化收获过程中落粒多、产量损失大的问题。该品种还具有较强的再生能力,尤其在低桩发苗率和发苗速度方面表现出色,是理想的低节位再生稻育种材料。

玉米

破解生产上的高温热害难题

面对重庆高温伏旱区遭受高温逆境影响,导致玉米结实不良、产量下降的问题,我市农作物种质资源精准鉴定项目团队成功构建了基于开花特征筛选玉米耐高温材料的方法,并利用该方法对大量玉米材料的耐高温特性进行了精准鉴定,挖掘出一批散粉良好、花粉活力高、吐丝率高和散粉吐丝间隔期短的优良材料。

其中,玉米材料BML1277和渝618在持续7天38℃高温下仍表现优异,结实率均高于80%,为培育耐高温品种打下了坚实基础。

蚕豆
填补冬春季节饲草空白

针对畜牧业冬春季节缺乏新鲜牧草的挑战,我市农作物种质资源精准鉴定项目团队成功开发了一种高效评估蚕豆作为饲料效能的方法,并鉴定出卓越的饲料专用蚕豆种质“QH001”。该品种的鲜草产量显著高于常规蚕豆,提升幅度在30%到70%之间。

经过详细田间试验,结果显示,“QH001”在头年10月种植后,可以在次年3月中旬收获,平均亩产高达3572.7公斤,有效填补了冬春季节牧草缺口,同时不干扰春季其他作物的种植计划。

此外,“QH001”种子十分小巧,每100粒仅重约40克,约为普通蚕豆种子重量的30%,这减少了作为牧草使用时的种子投入,从而降低了成本。

值得一提的是,该品种还显示出了对长江流域常见蚕豆赤斑病的强抗性,其耐病性评级优于对照品种“成胡10号”,确保了产量的稳定性。

更胜一筹的是,“QH001”含有高达19.66%的蛋白质,这使其成为一种营养价值极高的牧草,对促进牲畜健康生长具有重要作用。

青菜头
皮薄筋少,适合加工

针对青菜头种植过程中存在的劳动力成本高、低效率及缺乏适宜机械化种植品种难题,项目团队聚焦直播条件下的株型和菜型问题,在精准鉴定下发现了表现卓越的种质“ZB5”。

该种质株叶型直立而紧凑,避免了直播条件下青菜头菜型的拉长问题,非常适合加工。

同时,“ZB5”皮薄筋少,皮筋含量仅为2.36%,成为迄今皮筋含量最低的育种材料。同时,空心率仅为4.9%。相比传统“永安小叶”品种,皮筋含量、空心率分别降低20%和70%。

黄瓜
创制出无苦、兼抗特异育种材料

黄瓜一直面临品质不稳定和品质与抗性难以融合的问题。为了解决这一难题,科研人员深入开展了对特异性华南型白黄瓜种质资源的精准鉴定,并创制出无苦、兼抗特异育种材料。他们建立了一套涵盖子叶期、生长期和采收期的多时期人工苦味鉴定方法,以此鉴定白黄瓜无苦材料,成功筛选出3份无苦华南型白黄瓜种质(KBWK15、KBWK15R、WKTJQG)。

这3份材料在全生育期内均表现出全株各部位无苦味的特性,为培育高品质白黄瓜品种打下了坚实基础。这些突破性成果有望大幅提升华南型白黄瓜的品质和抗性,为蔬菜产业的发展带来新的活力。

茄子
抗青枯病强,且产量高

面对茄子主导砧木“托鲁巴姆”青枯病抗性退化以及由此导致的生产连作青枯病问题,研究人员采用了优化的“苗期浸菌与青枯病圃联合鉴定”方法,对砧用茄子种质进行了精准鉴定。

通过这种方法,他们挖掘出了25份高抗青枯病的种质,其中包括“BW2”和“LJ-18”。此外,通过远缘杂交和回交技术,研究人员还创制了细胞质雄不育系CMSBW2,并通过杂交选育出雄不育高抗青枯病茄子砧木新品种“渝茄砧2号”。

柠檬
育出柠檬新种质“金柠1号”

针对柠檬产业长期面临的品种单一和黄脉病威胁等问题,项目团队成功培育出抗黄脉病柠檬新种质“金柠1号”,并开发出一套精准鉴定柠檬黄脉病的方法。

同时,“柠檬黄脉病智能无损检测技术及便携式设备研发”成果,不仅推动了鉴定技术的进步,还为柠檬种植户提供了一种高效实用的工具,有助于柠檬产业的健康发展。

该种质表现出色,其树型紧凑、枝条密集,果实皮薄多汁,香气浓郁,果皮呈橙红色,外果面平整,单果重量约为104克,可溶性固形物含量7.5%,酸度约为6.0%,出汁率高达70.3%。这些优良特性使该种质成为一种非常有前景的加工品种。

这些突破性进展不仅有助于解决柠檬产业的关键挑战,还将提升柠檬产品的质量和市场竞争力,预示着行业发展的新机遇。

枇杷
发现更早熟、品质高的“无核早玉”

针对枇杷熟期集中、鲜销储运压力大的问题,科研人员成功开发了能够特异识别早熟枇杷种质的分子标记,并在苗期对早熟枇杷材料进行了准确识别和精准鉴定。这一技术的突破使得他们在研究中发现了名为“Q11”的优质无核白肉枇杷新种质。

“无核早玉”不仅成熟期远早于现有任何枇杷品种,而且是优质的白肉无核品种,口感极佳。此外,“无核早玉”还被作为父本与二倍体杂交,创制出大量的新种质,为未来枇杷优质早熟新品种的选育奠定了坚实的基础。

桑树
提高桑树中降糖活性成分含量

面对桑树来源降糖中成药关键活性成分1-脱氧野尻霉素(DNJ)含量不稳定的问题,研究人员开发了一套基于高效液相色谱-电喷雾电离串联质谱(HPLC-ESI-MS/MS)的高精度鉴定体系,可以精确测定桑树中DNJ的含量。利用这一先进工具,他们对150份桑树资源进行了鉴定,并筛选出4份具有高DNJ含量的桑树种质:川桑、柬埔寨桑、“云19”及新疆药桑。

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