[光明日報(bào)] 凝聚青春之力 服務(wù)種業(yè)振興
一月的海南三亞,陽光火熱。
崖州灣邊,壟縱溝橫,良田廣袤,科研人員頭戴遮陽帽、腳踩橡膠靴,耕耘其間。
又是一年南繁忙!
“看,這是棉田,那是水稻,那邊是玉米……”一片片碧綠的試驗(yàn)田邊,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院國家南繁研究院院長彭軍如數(shù)家珍,滿目自豪。
的確,如今的南繁有些不一樣。
“每年秋冬從各地‘飛’來,一口氣直忙到第二年春天,再背著育種材料‘飛’走,常有人把我們比作南繁的‘候鳥’。”彭軍說,“但你可知道,現(xiàn)在,除了‘候鳥’式育種團(tuán)隊(duì),這里還添了許多常駐力量呢!”
目前,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院國家南繁研究院已引進(jìn)野生作物種質(zhì)資源保護(hù)與利用、作物表型組學(xué)研究、大數(shù)據(jù)智能設(shè)計(jì)育種等科研團(tuán)隊(duì)15支,科研人員共計(jì)200余人,其中常駐人員130人。
給試驗(yàn)田里的作物做“體檢”
椰風(fēng)習(xí)習(xí)間,一座占地近5萬平方米的大型白色現(xiàn)代建筑簇新亮相,這便是已正式啟用的國家南繁作物表型研究設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目。
表型,是個(gè)啥?
玉米的糯性、甜度,西紅柿的大小、風(fēng)味,棉花纖維的顏色、形狀……凡是一個(gè)農(nóng)作物生物體可以觀察到的性狀或特征,都是作物表型。
它對育種有多重要?
植株高矮、莖稈粗細(xì)、籽粒大小……所有育種家的工作,都要從田間觀察、鑒定一株作物的表型開始。為了選育出更好的品種,老一輩育種家們往往要在數(shù)年時(shí)間里,在田間千萬個(gè)植株中,一株一株手工觀察、研究表型,猶如“大海撈針”。
有沒有快速高效鑒定作物表型的“神兵利器”?國家南繁作物表型研究設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目內(nèi),一座高5.7米、寬21米的鋼鐵“大家伙”給了記者答案。
橫跨在試驗(yàn)田中,仿佛一個(gè)小型的“龍門吊”,這座大型表型鑒定裝備可以沿著稻田四周布設(shè)的軌道自由移動,是我國目前最專業(yè)、技術(shù)含量最高的田間“高通量植物表型平臺”。它上面搭載著激光雷達(dá)、高光譜相機(jī)、熱紅外相機(jī)、RGB相機(jī)等六種不同的監(jiān)測儀,可以“一眼”掌握植物從播種到收獲的全周期表型數(shù)據(jù)。
“簡單來說,我們建設(shè)的這座平臺可以根據(jù)南繁育種團(tuán)隊(duì)的需求,給試驗(yàn)田里的作物做CT、做‘體檢’。”中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院國家南繁研究院/作物科學(xué)研究所作物表型組學(xué)研究團(tuán)隊(duì)首席金秀良一邊拿起遙控裝置調(diào)試設(shè)備,一邊對記者介紹。如今,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),已常駐三亞服務(wù)南繁。
這“體檢”能有多快?
“舉個(gè)例子,要擱以前,數(shù)清一畝稻田里的稻穗數(shù)和穗粒數(shù),需要科研人員先雇人收割,再運(yùn)回研究所的實(shí)驗(yàn)室里一一測量鑒定,前前后后怎么也要兩三個(gè)月。現(xiàn)在有了這個(gè)裝備,安裝好就能一鍵操作、視覺采集,圖像經(jīng)過人工智能軟件處理,幾天就能出結(jié)果,你算算,一下子省了多少時(shí)間和人工?”金秀良說。
一支常駐田間的育種隊(duì)伍
有了這樣的“利器”采集農(nóng)作物表型,海量大數(shù)據(jù)又該如何分析,并應(yīng)用于育種呢?
在另一間實(shí)驗(yàn)室里,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院國家南繁研究院大數(shù)據(jù)智能設(shè)計(jì)育種團(tuán)隊(duì)的一群年輕人,正在為這些數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)算法和模型。
“我們的任務(wù),就是通過開發(fā)數(shù)量遺傳算法,幫助育種家們在眾多的表型數(shù)據(jù)中,篩選出有價(jià)值的遺傳材料資源,再通過大數(shù)據(jù)和人工智能結(jié)合,幫助育種家預(yù)測種子后代的表型,以此為參照,進(jìn)行育種方案的設(shè)計(jì)。”團(tuán)隊(duì)中的博士后何坤輝是位90后,自這幾年團(tuán)隊(duì)成立,便來到三亞,成為“常駐軍”。
這是一個(gè)平均年齡不到26歲的科研團(tuán)隊(duì),吸引聚集了育種、分子生物學(xué)、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科交叉的青年人才。為何選擇常駐三亞?博士后陳守坤談到了“成就感”——“科研本就是枯燥探索的過程,這里也許沒有大城市的熱鬧和現(xiàn)代,但離育種一線更近,更容易獲得生產(chǎn)數(shù)據(jù)開展研究,還能隨時(shí)反饋給育種團(tuán)隊(duì),服務(wù)分子設(shè)計(jì)育種,這是難得的成就感啊!”
這份成就感,同樣催動著80后的鄭曉明。作為中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院國家南繁研究院野生作物種質(zhì)資源保護(hù)與利用團(tuán)隊(duì)首席,她選擇帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),常駐崖州灣邊守護(hù)一片特殊的稻田。
穿過錯(cuò)落的黎族村寨,高大的熱帶樹木掩映下,即將建設(shè)完成的國家野生稻種質(zhì)資源圃映入眼簾。只見一塊塊水田整齊劃一,依次排開,一直延伸到遠(yuǎn)方。每塊田內(nèi)所種稻種,或高大茂盛,或低矮匍匐,甚至還有一些宛若雜草。
“別看這些稻子不起眼,但可都不一般!”鄭曉明介紹,這座國家野生稻種質(zhì)資源圃2021年開始籌建,面積180畝,規(guī)模全球最大。自建設(shè)之初,就開始保存野生稻,目前采集自世界各地的1萬多份野生稻資源已入駐其中。
為什么要專門保存這么多種野生稻?
原來,在人類長期的馴化和選育中,栽培水稻的遺傳基因會出現(xiàn)明顯的同質(zhì)化。而野生稻經(jīng)過幾千年自然環(huán)境的“千錘百煉”,蘊(yùn)含著更為豐富的遺傳基因,正好能夠成為服務(wù)水稻品種改良的資源庫。
“何況,隨著人類活動增多、氣候變化,自然界中的野生稻正在逐漸減少,有的甚至絕種了,因此,要加強(qiáng)這類資源的調(diào)查和保存,保護(hù)搶救這些野生稻種,并利用三亞的特殊氣候,讓它們永續(xù)生長。這就是我們的責(zé)任和使命。”鄭曉明的話擲地有聲。
“金秀良、鄭曉明、何坤輝、陳守坤……正是這些選擇來到三亞的年輕人,組成了我們近年來著力打造的一支常駐科研隊(duì)伍。”細(xì)數(shù)一位位青年人才,彭軍頗為動情。
他們,是服務(wù)種業(yè)振興的新力量!行走在南繁熱土,他們的耕耘貫穿四季。
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