抗青枯病品種“中花21”在湖北大悟示范種植喜獲豐收。中國農科院油料所供圖
八月的大別山,驕陽似火。在湖北省大悟縣新城鎮李河村,村民們頭頂烈日,正在抓緊收獲花生。隨著一兜兜結滿果實的花生從泥土中拔出,近六十歲的老李眼睛亮了,臉上堆滿了豐收的喜悅。
老李今年種了12畝花生,植株生長健壯,田間無一株因青枯病引起的“死秧”,預計畝產約350公斤,可比當地普遍種植的品種增產20%,畝增收150元以上。他種植的就是中國農業科學院油料作物研究所(以下簡稱油料所)培育的最新抗青枯病品種——“中花21”。
為克服青枯病對花生的危害,中國農科院油料所專家歷經30余年,通過抗性遺傳改良開展花生青枯病防治,培育出了系列抗青枯病高產優質花生新品種,有效保障了花生生產。
困境:“死秧”成心病
老李口中所說的“死秧”是指在大別山區因青枯病導致的花生死苗絕產現象。花生青枯病是一種細菌性病害,嚴重發生時會導致絕收,被稱為花生的“癌癥”。湖北大悟與紅安、麻城等縣市同屬我國大別山革命老區,也是典型的花生青枯病疫區。
上世紀60年代以來,由于生產種植效益高,加上氣候和土壤適合花生生長,大別山區的農民開始大規模種植花生,花生成為當地農民增產增收的重要經濟作物。但從上世紀70年代開始,由于多年連作,花生青枯病開始在該區域逐年加重,部分年份減產50%以上。農民望著成片死亡的花生,一籌莫展。
災情就是命令,油料所在了解了大別山區花生青枯病產生的巨大危害后,立即組成了由品種資源、遺傳育種、植物病理和栽培生理等相關領域專家組成的聯合攻關組,長期駐扎在大別山區紅安縣豐崗鄉基地,把基地當家,把病圃當實驗室。通過多學科的聯合攻關,篩選出了30多份抗青枯病資源,摸清了青枯病發生和流行規律,提出了以種植抗病品種為主的花生青枯病防治策略和技術路線。
出路:品種三次更新
病害防治的技術路線一旦確定,接下來就是抗病資源篩選和抗病新品種培育。上世紀80年代,油料所組織國內多家科研單位,通過多點聯合篩選和鑒定,發掘出具有一定產量水平、適應性良好的抗青枯病資源材料“協抗青”。經試種,在大別山區表現良好,田間無青枯病導致的“死秧”現象。
“協抗青”成為大別山區第一代抗青枯病花生品種,徹底解決了病區花生“死秧”問題,成為上世紀八九十年代大別山區的首選花生品種,在生產上發揮了巨大作用。
從上世紀80年代后期開始,油料所專家開始利用雜交育種技術,轉育花生青枯病抗源,培育出了產量水平進一步提高、品質優良的抗病新品種“中花2號”“中花4號”和“中花6號”等,實現了青枯病病區花生品種的第二次更新換代。
然而,新世紀以來,隨著種植水平的提高和生產方式的轉變,生產上迫切需要高產、高油酸抗青枯病的花生新品種。油料所的專家們再接再厲,利用亞種間雜交和回交育種技術,培育出了畝產潛力在450公斤、高油酸、抗青枯病的花生新品種“中花21”,實現了抗青枯病品種的第三次更新換代。李河村老李地里的花生喜獲豐收,就歸功于“中花21”。
未來:發掘“抗癌”基因
花生青枯病被稱為花生的“癌癥”,但抗病品種具有了“抗癌”基因,能完全克服病害的危害。找到和發現抗病品種中的“抗癌”基因,不僅有利于解析花生抗青枯病的機理,還能利用分子標記輔助選擇技術,實現抗病品種的快速培育。
為找到花生青枯病的“抗癌”基因,油料所花生遺傳育種團隊的分子生物學專家利用現代分子技術,通過自然群體的GWAS關聯分析和分離群體的連鎖分析,結合大規模的田間抗病性調查,將花生青枯病的“抗癌”定位在花生基因組的B2 染色體上一段很小的區間內,找到和發現花生“抗癌”基因指日可待。
以產業發展為重任,以產業需求為導向,通過多學科聯合攻關和長期堅持不懈的努力,油料所花生遺傳育種創新團隊在花生青枯病流行規律和防治、抗病遺傳特性、抗病資源挖掘、抗病基因克隆、抗青枯病花生品種培育和應用上開展了系統研究,取得了顯著成效,強有力地支撐了革命老區花生產業的發展,助推老區農民增收脫貧。