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图为高德荣（左）和助手查看“扬麦33”田地。 |
在江苏省高邮市现代高效农业示范区，小麦长势喜人，绿油油的麦苗生机盎然。
“这是我们科研团队16年持续攻关，在国内首次成功选育的抗赤霉病、高抗白粉病‘双抗’优质高产新品种‘扬麦33’，它综合性状优良，丰产性好。”江苏里下河地区农业科学研究所（以下简称里下河农科所）小麦研究室主任高德荣说。
利用分子育种技术改良，啃下这块“硬骨头”
小麦赤霉病是由禾谷镰刀菌引起的世界性病害，也被称为小麦“癌症”，不仅会导致小麦大幅减产，还会产生赤霉毒素，严重危害人畜健康。数据显示，近10年我国小麦赤霉病5次大暴发，重发田块减产50%，甚至绝收，已成为粮食安全的一大威胁。
“在我国小麦种植区，普遍采用化学方法来抑制赤霉病的重发。有时施3到4次农药，仍达不到预期效果。”高德荣说。此外，农药的使用和残留，也会增加成本、影响生态环境。
突破关键技术，选育高抗小麦新品种，是从根本上解决问题的有效办法。上世纪90年代，中国工程院院士、里下河农科所研究员程顺和带领团队，育成了一批中抗赤霉病的大面积丰产小麦品种。其中“扬麦158”是当时国内外抗性等级最好的主推品种，有效缓解了赤霉病的发生。
然而，随着气候变化、小麦播期推迟等因素影响，赤霉病日益频发，中抗赤霉病品种已不能满足生产需求，急需选育出高抗病小麦新品种。于是，高德荣带领团队下决心啃下这块“硬骨头”。
传统育种模式主要依靠经验，能否在此基础上利用分子育种等现代生物技术手段，针对特定目标和性状改良，解决传统育种解决不了的问题？沿着这个思路，团队展开了艰苦的攻关。
科研人员在研究了当地小麦品种（系）和各类种质资源的赤霉病抗病基因组成后发现，“扬麦”品种对赤霉病表现出较好的抗性，但多数并不携带普通小麦的抗性基因Fhb1，具有独自的抗性遗传体系。
“我们提出通过品种间杂交把Fhb1基因导入‘扬麦’遗传背景，聚合现有品种中的抗病基因，协同提高抗病性和丰产性的育种策略。通过多组合、大群体选择，终于育成抗赤霉病品种‘扬麦33’。”高德荣说。
小麦新品种不仅“身体”好，产量也很高
种子是农业的“芯片”。攻克小麦“癌症”，就要在“芯片”里植入“抗病程序”。
高德荣说：“‘扬麦33’利用分子标记辅助选择技术，实现了抗赤霉病主效基因与来源于‘扬麦’本身的抗赤霉病位点相结合，从而完成‘抗病程序’的植入。”
那么，有了“抗病程序”的“扬麦33”，抗赤霉病能力到底有多强？
2021年，在高邮市开展的大面积示范种植结果显示：“扬麦33”未防治赤霉病的病穗率1.99%，平均严重度0.82，病情指数0.52；中抗对照品种“扬麦20”未防治赤霉病的病穗率13.18%，平均严重度1.91，病情指数8.7。高德荣说：“今年的大田生产表明，‘扬麦33’即使不采取防治措施，其发病程度也轻于中抗品种防治2次的发病程度。”
“扬麦33”不仅“身体”好，产量也很高。此前，很多抗赤霉病的品种虽然抗性能达到要求，但是农艺性状不理想，不利于育种利用，更无法在生产上推广。例如，麦苗过高易倒伏，生育期过晚导致迟收等。
“我们历时10多年，反复开展田间实验，终于使‘扬麦33’在保证优良农艺性状的前提下，实现了赤霉病抗性与产量协同提高。”高德荣说，“此外，‘扬麦33’还具有较高的营养价值，硒含量高于其他小麦品种，稳定性也很好。”
小麦育种由“经验育种”向“精准育种”转变
2021年5月23日，在高邮市甘垛镇带程村，江苏省农业科学院组织专家组对“扬麦33”示范田进行评鉴后认定：“扬麦33”赤霉病抗性突出，同时兼抗白粉病等，综合性状优良，实现了抗赤霉病与高产协同遗传改良的重大突破。专家组一致认为，“扬麦33”有望成为我国新一代主导品种。
“该品种的育成为抗赤霉病改良作出了贡献，巩固了我国抗赤霉病育种在国际上的领先地位。”中国工程院院士张洪程认为。
中国农业大学农学院副院长倪中福表示，“扬麦33”利用分子育种技术手段加强各类抗性基因聚合，大幅度提高育种效率和性状改良精准性，使小麦育种由“经验育种”向“精准育种”转变。
高德荣告诉记者，目前，“扬麦33”正在江苏、安徽、湖北和浙江等地示范种植。“今年秋播将在长江中下游赤霉病重发地区推广，力争实现‘减药’的目标。”
品种改良一直在进行。10多年来，除了“扬麦33”，育种团队坚持以解决生产重大问题为出发点，还培育了早熟高产品种“扬麦23”、耐迟播高产品种“扬麦25”、优质弱筋品种“扬麦24”、强筋品种“扬麦29”等，不少已成为长江中下游麦区主导品种。
在专心投入育种的同时，高德荣也一直在思考。在他看来，当前我国粮食生产向现代化迈进过程中，一家一户小生产对农药、化肥等投入成本意识不强，更关注产量。但规模种植的家庭农场不仅关心产量，更关注成本投入，关注生产风险，他们会要求品种抗病抗逆性强、高产稳产和节本高效，更有利于良种普及。
“我们将持续提高小麦抗病抗逆性，提高产量、改良品质，提高种麦的效益，为保障国家粮食安全作出贡献。”高德荣说。
