打破10年夏谷區(qū)畝產(chǎn)紀(jì)錄的谷子新品種，誕生于北京北三環(huán)邊上的一片試驗田。
2017年，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所（以下簡稱作科所）研究員刁現(xiàn)民帶領(lǐng)團(tuán)隊在北三環(huán)高架橋下的試驗地配置出第一步的雜交組合。此后6年，南繁北育，每年栽種50畝育種田，每畝4萬個單株，從中進(jìn)行田間鑒定農(nóng)藝性狀，搓米初選，室內(nèi)再單穗鑒定，工作量達(dá)到15萬批次。
中谷25田間測產(chǎn)現(xiàn)場。中國農(nóng)科院作科所供圖
這樣選育出的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)谷子新品種“中谷25”，近日在河南省洛陽市伊川縣高產(chǎn)千畝示范方進(jìn)行實收測產(chǎn)，平均畝穗數(shù)64115穗，實測畝產(chǎn)達(dá)到625.92公斤，打破2014年以來“濟(jì)谷18”創(chuàng)下的主要包括我國華北地區(qū)的夏谷區(qū)谷子畝產(chǎn)高產(chǎn)紀(jì)錄。
由河南省農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)中心組織，河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、安陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、洛陽市農(nóng)林科學(xué)院組成的測產(chǎn)專家組一致認(rèn)為，“中谷25”在今年種植生長季降雨量大、陰雨寡照等不利條件下，仍獲得了畝成穗6.4萬的超高成穗數(shù)，得益于該品種抗倒伏、高產(chǎn)、綜合抗病抗逆性好等良種特性和基于寬窄行的配套栽培種植技術(shù)。此次測產(chǎn)為區(qū)域內(nèi)科學(xué)選種、探索新的種植技術(shù)、壯大谷子產(chǎn)業(yè)、提高綜合效益提供了科學(xué)依據(jù)，為谷子大面積單產(chǎn)提升提供了可復(fù)制的樣板。
從高營養(yǎng)成分到好看好吃好煮
谷子是市場化作物。“優(yōu)質(zhì)品種具有極高的品牌化開發(fā)價值，是實現(xiàn)谷子產(chǎn)業(yè)升級的關(guān)鍵。”刁現(xiàn)民說，優(yōu)質(zhì)品種的市場銷售價格比一般品種高出30%以上，作為商品的市場競爭力更高，品牌化開發(fā)價值更高。
十余年前，刁現(xiàn)民帶著團(tuán)隊開始“向市場學(xué)習(xí)什么是優(yōu)質(zhì)品種”。
2009年，刁現(xiàn)民發(fā)現(xiàn)內(nèi)蒙古西部的“黃金苗”和遼寧西部的“紅谷子”品種，都是傳統(tǒng)的地方品種，品質(zhì)優(yōu)良，備受市場青睞。但是地方品種產(chǎn)量水平低，適應(yīng)區(qū)域窄，需要加以改良，提高產(chǎn)量和適應(yīng)性才適合目前生產(chǎn)上的需要。
中谷25大田生產(chǎn)。中國農(nóng)科院作科所供圖
在全國性的調(diào)研中，刁現(xiàn)民團(tuán)隊在山西發(fā)現(xiàn)了晉谷21這個種了30年還在種的品種，支撐著山西的小米產(chǎn)業(yè)。“晉谷21米質(zhì)非常突出，種了30年且還在種，一方面是因為優(yōu)質(zhì)品種是生產(chǎn)中需要的；另一方面，近代育種品質(zhì)提升極為有限，導(dǎo)致尚未實現(xiàn)品種更新。”團(tuán)隊成員、作科所研究員賈冠清說。
看到這些市場需求后，他們開始思考，育成品種為什么不能廣泛的受到市場認(rèn)可？
刁現(xiàn)民告訴《中國科學(xué)報》，上世紀(jì)80年代，谷子品質(zhì)研究注重的是營養(yǎng)成分性狀，例如蛋白質(zhì)、脂肪等營養(yǎng)成分的含量就是核心育種目標(biāo)。
經(jīng)過十余年的調(diào)研，他們發(fā)現(xiàn)，如今的市場需要的是好看、好吃、好煮、營養(yǎng)、高產(chǎn)的新品種。
“評價標(biāo)準(zhǔn)有了深刻變化，從高蛋白、高脂肪、高氨基酸的目標(biāo)，改變?yōu)楹每础⒑贸浴⒑弥蟆I養(yǎng)、高產(chǎn)的市場化商品品質(zhì)、外觀品質(zhì)、加工品質(zhì)和功能性等目標(biāo)，是市場化、品牌化發(fā)展的新趨勢。”刁現(xiàn)民說，這個育種目標(biāo)是“十四五”時期以來國內(nèi)小米的谷子育種新方向。
6年大規(guī)模選育造就新品種
新品種“中谷25”就是誕生在這樣的育種目標(biāo)之下。
2017年，他們選擇優(yōu)質(zhì)春谷型品種汾選3為母本，夏谷高產(chǎn)廣適性品種豫谷31為父本，在作科所位于北京北三環(huán)的試驗田里進(jìn)行雜交實驗，獲得了第一代雜交后代F1。
經(jīng)過雜交后代大群體選育，2019年在北京市密云區(qū)的實驗基地，他們發(fā)現(xiàn)了被稱為“2495”的家系，正是這個家系的后代培育出了多個優(yōu)異品種。
“我們利用系譜法育種，分離得到的第3世代為F3。根據(jù)系行種植，進(jìn)行了編號，其中第2495號系行稱為2495家系，它是我們在田間種制種植過程中鑒定出的優(yōu)質(zhì)米家系。”賈冠清說。
“選育材料的時候，采取‘田間搓米鑒定為輔，室內(nèi)單穗鑒定為主’的原則。”賈冠清說這是育種經(jīng)驗的總結(jié)，“田間搓米”是初步選種，收獲后，在室內(nèi)針對單穗進(jìn)行機(jī)器碾米，并進(jìn)行大規(guī)模的鑒選。育種期間優(yōu)質(zhì)米品種培育一般會推遲收獲，可以降低籽粒含水量，有利于田間搓米鑒定。
該團(tuán)隊每年栽種50畝谷子育種田，每畝4萬個單株，從中進(jìn)行大規(guī)模鑒定，進(jìn)行單穗鑒定的達(dá)到每年25000個批次。
期間，他們還利用分子標(biāo)記輔助育種，遴選了類胡蘿卜素合成通道主要限速酶PSY1的高效鑒定分子標(biāo)記。賈冠清介紹，小米黃色素的主要成分就是類胡蘿卜素，決定小米的黃色，是一種重要的商品性狀。
經(jīng)過2019年海南加代繁育實驗的大規(guī)模群體選擇，2020年在我國多個谷子主產(chǎn)區(qū)赤峰市進(jìn)行系行鑒定，重點選擇早熟和矮稈性狀，他們獲得了性狀穩(wěn)定的品種，并隨后進(jìn)行了多點多年區(qū)域試種。經(jīng)過6年時間，中谷25申請品種登記。
由2495家系不僅衍生出“中谷25”，還有“中谷19”、“中谷18”等品種，支撐了山西興縣小米、河南伊川小米、山東龍山小米等品牌的發(fā)展。
谷子課題組成員。中國農(nóng)科院作科所供圖
測產(chǎn)現(xiàn)場，刁現(xiàn)民介紹，“中谷25”粒型整齊，米色鮮黃，商品性突出；在食味品質(zhì)上，易蒸煮，干飯和米粥均適宜，米粥粘稠適口，米飯松軟香甜，被中國作物學(xué)會評為國家一級優(yōu)質(zhì)米；在第三屆中國（伊川）優(yōu)質(zhì)小米鑒評大會上斬獲商品品質(zhì)、食味品質(zhì)和綜合品質(zhì)三項冠軍。目前，是多家知名小米企業(yè)的主開發(fā)品種。
“中谷25”是作科所特色農(nóng)作物優(yōu)異種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用創(chuàng)新團(tuán)隊利用春夏谷雜交，后代大群體加標(biāo)記輔助選擇培育的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)新品種，該品種融合了春谷優(yōu)質(zhì)的商品性和夏谷品種的抗倒抗病高產(chǎn)性，適宜在西北生態(tài)區(qū)山西、內(nèi)蒙古地區(qū)春季種植，在東北生態(tài)區(qū)遼寧和吉林地區(qū)春季種植，在華北生態(tài)區(qū)河南、河北、山東、北京地區(qū)春季或夏季種植。
