[農民日報]推動煙葉生產走向高質量多用途
王元英研究員(右三)與科研人員在田間觀察烤煙品種。
孫玉合研究員(右二)指導研究生進行實驗。
11月27日,中國農業科學院煙草研究所在建所60周年之際在山東青島召開特種作物發展戰略研討會,中國工程院院士王漢中,美國科學院院士朱健康等國內外科研院校專家學者以及相關政府部門領導等共同研討了特種作物特別是煙草農業發展戰略,圍繞行業重大關鍵問題開展科技創新和攻關。煙草研究所所長王元英在接受記者采訪時表示,煙草育種已進入現代分子技術與常規育種技術緊密結合的時代,將會促進煙葉高品質、高安全性、多抗性、多用途等方向發展。
定向高效培育優良品種
成立于1958年的中國農科院煙草研究所,作為我國煙草農業科研體系的奠基者和科技創新的引領者,針對不同歷史時期制約行業發展的關鍵問題,牽頭組織協調全國煙草科研協作和聯合攻關,見證了煙草農業科研的不斷發展與進步。
煙葉是煙草行業發展的基礎,而品種又是煙葉生產的基礎,因此培育優良品種是煙葉質量不斷提高和煙葉生產穩定發展的重要途徑。記者了解到,從抗病品種到優質品種,從雜交育種到分子育種,在煙草所科研人員的攻關下,適宜我國種植的煙草新品種不斷涌現。煙草研究所先后育成“中煙14”“中煙15”“中煙86”“中煙90”等品種,通過國家審定并大面積推廣應用;在國內首次轉育出雄性不育系MsG-28,為雜交種在生產上推廣應用提供了支撐。其中,“中煙100”實現優質豐產,兼具高抗赤星病、黑脛病的突破。王元英介紹說,“中煙100”品種適應性強,在黃淮、華中和東北煙區得到了大面積推廣,成為近十幾年來北方煙區的主栽品種,為中國煙草的發展和煙農增收貢獻了力量。
葉面出現褐色壞死斑,葉片不同程度地皺縮、畸形……這是煙草黃瓜花葉病毒病(CMV)的典型癥狀。長期以來,包括TMV、CMV、PVY在內的煙草病毒病病害嚴重影響著我國煙葉生產。結合現代煙草農業發展的需求,近年來,煙草所將抗病毒病品種選育作為分子育種研究的主攻方向,新育成的新K326實現優質兼抗病毒病的重大突破。“分子育種在改善品質、增強抗性、提高產量等方面已顯示出巨大潛力,可以實現快速、定向、高效的品種遺傳改良。”王元英介紹說。
王元英表示,煙草科研既要滿足行業發展需求,還要考慮到煙民健康問題。煙草所圍繞“高香低焦”烤煙品種選育,先后育成低苯并芘和特征香韻烤煙新品系,顯著降低了煙草有害成分。
種質資源為創新提供有力支撐
沒有種質資源,無論是育種還是種質創新,將會成為“無米之炊”、“無源之水”。依托煙草所建設的國家煙草種質資源中期庫,截至目前保存各類型煙草種質資源5767份,保存數量居世界第一位,開展了煙草種質資源收集保存、編目登記、繁殖更新、鑒定評價等基礎性工作。近5年,為全國各類科研院所、高校提供煙草種質資源6000余份次,支撐各類研究課題81項。利用提供的煙草種質培育煙草新品種23個,占同期通過國家審定煙草品種總數的68%,有效支撐了煙草農業發展,支撐了以煙草為研究對象的創新研究。
煙草所還開展了煙草核心種質資源重測序和重要性狀關聯分析研究,篩選了247份各類型煙草核心種質,開展全基因組重測序,鑒定31組重要性狀,通過全基因組關聯分析,預測18個重要性狀候選基因。煙草種質資源的創新研究支撐產業發展效果顯著。
煙草所生物技術研究中心主任孫玉合研究員介紹,由煙草所參與實施的煙草全基因組序列圖譜——絨毛狀煙草和林煙草全基因組序列圖譜已繪制完成,是目前已知植物基因組序列圖譜中基因組最大、組裝精度最高、組裝結果最好的2個圖譜。在此基礎上,集中突破生物信息學、突變體庫建設、關鍵基因定位與品種改良、基因編輯等關鍵技術,建成了世界上迄今為止最大規模的煙草突變體材料庫,變異性狀極其豐富,基本覆蓋了煙草基因組在人工誘變條件下可能的突變位點。
拓展煙草多用途多功能研究
在傳統觀念里,煙草似乎只能用來制作香煙,煙草所的最新研究顛覆了這一理念。煙草所在2015年成立植物功能成分研究中心,組建了煙草功能成分與綜合利用創新團隊,提前謀劃科技創新支撐煙草行業轉型發展,重點開展了煙草有益功能成分、煙草生物反應器、新型煙草制品等方面的研究工作,拓展煙草的新功能、新用途。目前,煙草功能成分與綜合利用科研團隊已圍繞主要有益活性成分完成了600多份煙草資源的篩選,發現煙草是含有多種天然有益活性成分的寶庫。
科研團隊對煙草種子化學成分解析研究發現,煙草種子油亞油酸含量是橄欖油的10倍,總不飽和脂肪酸含量可與核桃、葡萄籽、亞麻籽油媲美,植物甾醇含量高于玉米油,煙草種子油還含有豐富的角鯊烯、葉黃素等活性成分。大鼠毒理學及功能學試驗研究表明,煙草種子油不僅沒有毒性,還具有降血脂、降血糖、保護肝臟等作用,其效果與優質魚油相當。
“通過開展活性成分的研究,我們揭示了煙草種子油主要活性成分組成及降血糖、降血脂功效。在煙草生物反應器研究中,我們已獲得了基于煙草的蝦青素生物反應器。這些提取物將在醫藥、植物源農藥方向的開發方面體現巨大價值。”煙草所引進的海外高層次人才張洪博研究員表示,未來還將進一步深度挖掘煙草特征化學成分在各領域的利用價值,重點圍繞具有市場前景的活性成分,實現產業化生產。
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