讓難“管”的作物更“聽話
——近年我國經濟與園藝產業科技創新回眸

當許多事情變得習以為常時,我們往往會忽略事情背后隱含的變化脈絡——您是否注意到現在的瓜果越來越香甜?菜籃子里品種愈加豐富?其實,大自然的饋贈遠遠沒有我們理想中的慷慨,是科技的力量讓農作物變得更加“聽話”。離開科學家的探索努力,我們的生活遠不會這么絢爛多彩。今天介紹給讀者的是近年來發生在經濟與園藝作物領域的農業科技創新歷程。

經濟與園藝作物是我國最重要的一大類作物,包括蔬菜、棉花、油料、麻類、水果、茶葉、煙草等,具有經濟價值高、商品率高等特點,但技術要求高、對自然條件要求較嚴格,地域性強、宜于集中進行專門化生產,實際上它的生產及消費水平已成為衡量一個國家或地區人民生活水平及經濟狀況的重要指標。近年來,我國經濟與園藝產業發展迅猛,作物播種面積超過了6億畝,總產值突破3萬億元,超過全國種植業產值的 2/3。

在這個領域,有一支功勛卓著的科研國家隊,那就是中國農業科學院經濟與園藝作物學部,包括蔬菜花卉所、棉花所、油料所、麻類所、果樹所、鄭果所、茶葉所、煙草所、特產所等9個研究所,涉及蔬菜、西甜瓜、馬鈴薯、棉花、油菜、花生、大豆、柑橘、蘋果、梨、葡萄、桃、香蕉、麻類、茶葉、煙草、人參等多種經濟和園藝作物。

記者日前在中國農科院“三個面向”學術交流系列活動——“經濟與園藝作物科技發展研討會”上了解到,在過去三年中,按照習近平總書記提出的“三個面向、兩個一流、一個整體躍升”的總體要求,經濟與園藝作物學部根據我國農業發展現狀及需求,緊扣國家鄉村振興、農業供給側結構性改革重大戰略布局,加快趕超引領步伐,在戰略必爭的園藝科學基礎前沿和新興技術領域率先取得了可喜跨越。


馬鈴薯良種攻關首席科學家金黎平(左一)在觀察新品種的性狀


黃瓜苦味從哪來 西瓜為何這樣甜

——蔬菜作物基因組學研究領先世界

這支隊伍發起了主要蔬菜作物國際基因組計劃,主導繪制了黃瓜、馬鈴薯、白菜、甘藍、番茄等主要蔬菜作物的基因組框架圖,解析了主要蔬菜作物的基因結構和染色體進化歷程,揭示了黃瓜苦味、果皮光澤、白菜耐抽薹、甘藍雄性不育以及病害抗性等數十種重要農藝性狀的遺傳機理,開發了多種特異性的分子標記,并率先將基因組、變異組、功能基因組和代謝組學研究結果應用于蔬菜作物育種,建立了基于全基因組選擇的白菜、甘藍、黃瓜、番茄等高效分子育種技術體系,奠定了我國蔬菜作物基因組學研究領域的國際領先地位。

這支隊伍還揭示了亞洲棉演化規律和重要性狀的遺傳基礎,從基因組水平明確了亞洲棉在中國的演化規律,獲得了一批重要性狀關聯的標記和基因,并發現抗枯萎病、生育期等性狀受到地理分化的選擇;高質量苧麻基因組的研究揭示乙烯調控了苧麻纖維細度發育,為苧麻分子生物學研究奠定了基礎;首次建立的蘋果屬植物種質資源分子身份證構建技術體系,獲得高質量的蘋果基因組,基因組掛載率高達99.2%,達到世界領先水平;揭秘了西瓜、甜瓜甜蜜基因:構建了甜瓜和西瓜的全基因組變異圖譜,揭示了甜瓜和西瓜的馴化歷史及果實品質形成的遺傳基礎,強化了我國在瓜類作物基因組學與分子育種領域的國際領先地位。


油菜產油翻一番 一畝茶園掙兩萬

——科研成果推廣效益猛增

這支隊伍選育出了一批在產量、品質、抗病蟲性、抗逆性等性狀達到或優于國外同類品種的果、蔬、花、茶等優良新品種,改變了我國部分園藝作物品種過度依賴外國品種的局面。

培育出中甘、中薯、中農、中白系列甘藍、馬鈴薯、黃瓜、大白菜優質抗病新品種。其中以中薯3號和中薯5號為代表的7個具有自主知識產權的國審早熟優質多抗馬鈴薯新品種,在全國24個省市區累計推廣應用7868.5萬畝,“早熟優質多抗馬鈴薯新品種選育與應用”獲2017年度國家科學技術進步二等獎;“黃瓜優質多抗種質資源創制與新品種選育”獲2018年度國家科技進步獎二等獎,育成適應保護地、露地等不同生態型的新一代無苦味、有光澤、抗病毒病、黑星病等優質多抗黃瓜新品種8個。

在雜交棉優良品種選育與推廣應用方面,創建了優異恢復系和不育系選育技術體系以及強優勢雜交種選育方法,相繼攻克了棉花三系應用研究領域的一系列技術難題,“棉花“三系”育種技術體系創建及強優勢雜交種選育”獲2019年度中華農業科技獎二等獎。

還有,高產高油優質多抗油菜新品種“中油雜19”含油量超過50%,平均畝產油量比對照增長100.6%;“系列優質大果耐貯運油桃、蟠桃、油蟠桃新品種”有效延長了鮮食桃貯藏期,突破了蟠桃、油蟠桃裂頂、外觀差、果個較小等問題,推動了桃產業升級和栽培品種本土化;中茶108、中茶302、中黃1號、中黃2號等茶樹新品種累計推廣超過30萬畝,新增經濟效益超過70億元,特異新品種中黃1號、中黃2號畝均效益超過2萬元;“人參適宜連作新品種選育及其白漿土栽培技術推廣示范”集成了優良品種、土壤改良、生物有機肥施用等國內領先的技術,緩解了我國人參主產區林參爭地矛盾,解決了我國白漿土栽參病害重、產量低、質量差的難題,產量達2.75公斤/平方米……


韭蛆防治不用藥 麻育秧膜無污染

——現代農業建設主戰場建功立業

在國家脫貧攻堅、鄉村振興戰略發展、服務人民美好生活中如何發揮好中堅力量?學部積極構建我國設施蔬菜健康高效的智慧化生產模式,研發果樹瓜類配套技術和產品10余項,為我國中西部蔬菜果樹瓜類產業提供了強有力的技術支撐,同時,統籌推進人才團隊和條件平臺建設,強化國際合作交流,凝聚優勢力量,整合資源配置,以機制創新推動體制變革,促進全國園藝科技創新體系健康發展。

韭蛆為害曾經是韭菜生產中的“難以承受之重”,過量農藥的使用一度讓人們對食品安全憂心忡忡。這支隊伍開拓性地創制了以“日曬高溫覆膜”為核心的韭蛆綠色防控技術體系,突破了韭蛆綠色防控“瓶頸”,在韭菜主產區累計推廣應用1537萬畝次、增收節支97.5億元,示范區韭菜合格率從30%提高到了97%,經濟、社會、生態效益巨大。蔬菜所“重大蔬菜害蟲韭蛆綠色防控關鍵技術創新與應用” 獲得2019年度國家科學技術進步二等獎。

油料研究所研發的7D功能型菜籽油綠色制備工藝技術,形成了技術標準化、設備成套化、生產自動化、產品高值化和工程模塊化,構建了科學系統的油料高效加工技術體系;麻類研究所研制的麻育秧膜綠色環保,一般在秧苗成毯時已經開始分解,插秧1個月后完全降解,同時由于麻纖維增強秧苗根系盤結力,不散盤,使起秧、運秧、裝秧和機插效率極大提高,可有效解決長期制約水稻種植機械化的重大瓶頸問題;果樹所針對我國蘋果栽培的關鍵問題,研究集成“三大核心技術”、“九大關鍵措施”并推廣應用;鄭果所“梨綠色提質增效栽培技術”創新了梨園簡約樹形塑造、平衡施肥、病蟲害綠色防控等關鍵技術,促進了梨產業提質增效和轉型升級;針對茶葉最主要消費方式是飲用而非食用的特性,茶葉所構建了“MRLs制定、殘留控制、識別檢測”為核心的管控體系,顯著提升了我國標準制定的國際話語權,推動了茶產業的科技進步,“茶葉中農藥殘留和污染物管控技術體系創建及應用”獲得2019年度國家科學技術進步二等獎;煙草所在主要病蟲害預警方面取得突破,查明了全國煙區病蟲害及天敵種類,闡明了主要病蟲害發生規律,構建了煙草主要病害檢測技術體系,實現對主要病原物的快速、多重和定量檢測,為病害早期預警奠定了基礎。

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