“福建有種”系列報道代表作:種業(yè)大縣“稻路”漫漫
5月的建寧縣,迎來了集中插秧季。
建寧縣地處武夷山脈中段,因天然的隔離條件與顯著的生態(tài)優(yōu)勢,成為雜交水稻制種的沃土。經(jīng)過40多年努力,建寧已成為中國最大的雜交水稻種子生產(chǎn)基地縣,全國每10粒雜交水稻種子,就有一粒產(chǎn)自建寧。
在福建,不只是建寧,整個三明都是全國雜交水稻種子生產(chǎn)優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)。福建正全力支持三明市打造“中國稻種基地”。
千人海南學制種
直到現(xiàn)在,何火明還很懊悔。2017年,他家中不慎起火,燒毀了那本從海南三亞帶回的筆記本,上面詳細地記錄著40多年前他在三亞南繁基地學習制種的心得體會。
1976年,是何火明初中畢業(yè)后回到老家建寧縣黃坊鄉(xiāng)將上村務農(nóng)的第二年。11月的一天,生產(chǎn)大隊隊長通知他去海南島學習雜交水稻制種技術。
當時,17歲的何火明對雜交水稻這一新鮮事物唯一的認知只是“長谷子多”。
從建寧出發(fā),經(jīng)鷹廈鐵路到鷹潭,再一路南下,渡瓊州海峽最后抵達三亞。
此時建寧已進入寒冬,但海南島卻溫暖如春。這里特有的光熱條件,吸引著育種家們每年冬季像候鳥般,不辭辛勞而來,開展加代育種、制種。
那時的南繁基地,條件異常艱苦。大家住的是村里的倉庫,睡的是用椰樹板臨時搭起的大通鋪。
給他們上課的農(nóng)業(yè)專家,其中就有后來當上中科院院士的謝華安。雖然上過初中,但聽到“恢復系”“不育系”“保持系”這些晦澀的新詞時,何火明還是一頭霧水。還沒結婚的年輕人,甚至不解其中意思,羞得滿臉通紅。
慢慢地,他了解雜交稻與常規(guī)稻不同,不能自留種,需要不斷種植親本,生產(chǎn)種子。
水稻是雌雄同花植物,要開展雜交,就得人工去雄,再與其他植株的花粉結合。水稻穎花極小,人工去雄費時費力。以袁隆平為代表的科學家找到了無法自花授粉的植株作為“不育系”,以省去人工去雄環(huán)節(jié)?!安挥怠迸c“保持系”的后代依然不育,以此批量生產(chǎn)“不育系”?!安挥怠迸c“恢復系”的后代,則能正常結實。以“不育系”作母本,“恢復系”作父本,就能源源不斷地生產(chǎn)出雜交稻種子。
何火明要學的,就是種好父母本,讓它們在花期相遇。
“父母本是不同的品種,生育期長短不一致?!焙位鹈髡f,要做到花期相遇,得算好日子,錯期種植父母本,后期還要通過水肥管理,動態(tài)調(diào)節(jié)各自生長進度,“長快了,適度烤田;長慢了,多施肥,多灌水”。
花期匹配上后,就該人工拉花粉了。
“一般兩人一組,拉緊一根50米長的尼龍繩,分別站在稻田兩端,用力奔跑,將父本雄蕊的花粉彈出,使其落在母本雌蕊柱頭上。”何火明說,水稻開花集中在上午10時到12時,因此必須爭取最佳時間,每片稻田每半小時就得拉一次。“一趟下來汗流浹背,手掌被勒出血泡。”
從1976年11月到第二年5月,何火明的筆記越記越多,他終于從門外漢變成能手。那段時間里,建寧縣的111名制種隊員在海南種出的雜交水稻種子畝產(chǎn)達36.5公斤,成績在三明各縣中名列前茅。
1977年5月下旬,他們帶著1萬多公斤的種子,踏上了回程之旅,并把制種技術帶回各村。
從1976年到1980年,建寧累計派出上千人到海南島學習制種技術。他們是建寧制種的技術骨干,也為制種產(chǎn)業(yè)日后在建寧的崛起埋下伏筆。
技術實現(xiàn)本土化
從海南回到建寧后,何火明被公社聘為農(nóng)技員,主要工作就是指導農(nóng)民制種。第一年,先在洋背生產(chǎn)隊試制50畝。他仔細研究,把關鍵技術編成順口溜。
“不育系”有特殊的生理現(xiàn)象,叫“卡頸”——一大截稻穗包裹在葉鞘中無法外露,就像被卡住了脖頸,以至于稻穗上的穎花無法順利接受來自父本的花粉。如今,這個問題可通過噴施植物生長調(diào)節(jié)劑輕松解決。但那個年代,全靠人工“剝苞”。
一到抽穗期,全村總動員,一戶負責幾坵田,頂著三伏天的日頭,一根根剝開葉鞘,讓隱藏其中的稻穗露出來,但一不小心就可能扯斷穗頭。主穗和分蘗穗生長進度不同,“剝苞”很難一步到位,一株水稻至少得剝兩三次。
為了讓授粉更無阻,建寧縣還提倡過割葉。后來證明,這不算個好方法。一方面,父本高,母本矮,葉片不太會影響傳粉;另一方面,葉子少了,光合作用弱了,結實灌漿都會受到影響,導致減產(chǎn)。
在不斷試錯與經(jīng)驗總結中,雜交水稻制種技術在建寧實現(xiàn)了本土化。
何火明回村教制種的第一年,全縣制種1200多畝,畝產(chǎn)不到40公斤。
此后,建寧制種業(yè)駛向快車道。尤其是20世紀80年代實行家庭聯(lián)產(chǎn)承包責任制后,一批制種專業(yè)戶如雨后春筍般出現(xiàn)。1989年,全縣制種面積達1.5萬畝,畝產(chǎn)提高到了162公斤。1986年,建寧被確定為福建省雜交水稻繁殖制種基地縣,當年承擔全省70%雜交水稻種子的供種任務。
制定“種業(yè)憲章”
制種為這個山區(qū)縣的農(nóng)民帶來了財富,也滋長出無序??h農(nóng)業(yè)農(nóng)村局高級農(nóng)藝師余添發(fā)還記得20世紀90年代中期的那場“種子熱”。最高峰時,主流品種“秈優(yōu)63”種子,被炒到了每公斤20多元,是正常收購價的兩三倍。
那個年代,種子市場實行的是計劃經(jīng)濟體制。地方國營種子公司統(tǒng)一供親本種子,統(tǒng)一分配生產(chǎn)指標,統(tǒng)一收購種子。當時,建寧的制種能力已遠超省里下達的指標。利益驅(qū)使下,當?shù)爻霈F(xiàn)了私繁私制現(xiàn)象。原建寧縣農(nóng)村委的一份調(diào)查報告顯示,1996年全縣農(nóng)戶私制雜交水稻種子面積約1.2萬畝。余添發(fā)說,私制種子最大的問題是純度不夠。到了水稻收獲季節(jié),良莠不齊的種子就會在田間原形畢露。
管理部門加大整頓力度,與此同時,市場自發(fā)建立起信任機制,外地種子商開始在建寧當?shù)貙ふ摇按砣恕?,也就是行?nèi)說的“包工頭”。
何火明是最早的一批“包工頭”之一?!啊ゎ^’領取制種任務,再聯(lián)系農(nóng)戶生產(chǎn)?!焙位鹈髡f,“包工頭”需要對交付的種子數(shù)量和質(zhì)量負責,因此需要全程對農(nóng)民進行技術指導,監(jiān)督制種關鍵技術落實和質(zhì)量把控流程。
這一階段的“包工頭”參與重建種業(yè)市場的秩序,并很快成為建寧制種產(chǎn)業(yè)發(fā)展中不可或缺的一環(huán)。
2000年,對于建寧制種產(chǎn)業(yè)來說,是一個特殊的年份。
中國第一部《種子法》在這一年出臺。種子經(jīng)營結束了行政區(qū)域壟斷,持證的種業(yè)公司可以在全國開展業(yè)務。當年,有11家其他地方的種業(yè)公司在建寧建立制種基地。像何火明這樣的“包工頭”,有了更具時代特征的名字——制種經(jīng)紀人。
從指標和親本分發(fā),到基地和農(nóng)戶選擇,再到田間管理,最后到種子回收和交付……在這條長長的鏈條中,制種經(jīng)紀人扮演著至關重要的角色,相當考驗制種經(jīng)紀人的業(yè)務能力。經(jīng)過多年發(fā)展,建寧制種業(yè)已形成了“種子企業(yè)—一級經(jīng)紀人—二級經(jīng)紀人—制種戶”多層級的金字塔結構。
作為一級經(jīng)紀人,已到退休年齡的何火明,現(xiàn)在依然管理著全縣600多畝制種田塊。
“我們與企業(yè)簽訂委托合同,獲得制種指標和親本材料,再通過下級經(jīng)紀人,向制種戶下達指標,分發(fā)親本,通過生產(chǎn)合同約定制種品種、面積、數(shù)量和質(zhì)量?!焙位鹈髡f,在市場化背景下,制種戶有了更大選擇空間,可以通過比價,確定與不同的經(jīng)紀人合作。
一個地塊適合種植什么組合,父母本如何合理錯期種植以確?;ㄆ谙嘤觯煌挠H本組合如何做好時空隔離以避免串粉……制種經(jīng)紀人要提前制定好生產(chǎn)計劃,手把手教授并全程監(jiān)督,發(fā)生矛盾糾紛后還得從中調(diào)停。
串粉是雜交水稻制種的大忌。經(jīng)紀人必須科學制定播插方案:時間維度上,要分先后,不同的組合種植時間至少間隔20天;空間維度上,要講距離,不同組合至少相隔100米。
饒是如此,串粉現(xiàn)象依然無法完全避免。在長期實踐中,建寧總結出了一套矛盾化解策略。這些策略被提煉成了條款。按照今年最新版《建寧縣國家級雜交水稻種子生產(chǎn)基地管理辦法》,采取“割大留小”原則—— 被割制種田補償標準為1800~2000元/畝,被割制種田的經(jīng)紀人(或公司)承擔損失的40%,另一方經(jīng)紀人(或公司)承擔損失的60%。
隨著制種經(jīng)紀人隊伍日益壯大,建寧縣開始探索經(jīng)紀人制度化。
“過去,經(jīng)常有制種企業(yè)打電話來,打聽某個經(jīng)紀人靠不靠譜,敢不敢合作?!庇嗵戆l(fā)說,有感于此,建寧于2013年開始實行制種經(jīng)紀人執(zhí)業(yè)備案制度。經(jīng)紀人必須先經(jīng)過村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、縣多層把關,再經(jīng)過統(tǒng)一考試考核,每年開展年審。
2013年,第一批153名制種經(jīng)紀人持證上崗,其中就包括何火明。如今,這支隊伍的規(guī)模已經(jīng)達到300多人。即便走出建寧,這張資格證書也極具含金量。
這些規(guī)則,構成了建寧的“種業(yè)憲章”,也保證了制種產(chǎn)業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展。2013年,建寧被農(nóng)業(yè)部列為國家級雜交水稻種子生產(chǎn)基地縣。去年,全縣制種面積15.5萬畝,產(chǎn)量3550萬公斤,平均畝產(chǎn)值3929元,制種規(guī)模與產(chǎn)量均占全國10%。
改變“代工廠”定位
今年,何火明的合作對象多了一家龍頭企業(yè)——先正達集團中國全資子公司福建農(nóng)嘉種業(yè)有限公司。這家央企背景的跨國種業(yè)巨頭于去年正式落戶建寧,并投資1.65億元建設中國水稻供應鏈創(chuàng)新中心。這被外界解讀為,全國雜交水稻制種第一大縣正借勢央企資源,賦能傳統(tǒng)制種產(chǎn)業(yè)新發(fā)展。
建寧在制種領域享有盛譽。一個經(jīng)常被提及的說法是“北有張掖,南有建寧”,可見其在行業(yè)中的地位。
近年來,建寧制種業(yè)的影響力正不斷向外輻射,本地企業(yè)、經(jīng)紀人、制種大戶開始到周邊縣市,乃至鄰省江西開辟基地。去年,三明全市制種面積31.99萬畝。除了建寧,泰寧、寧化、尤溪三縣首次入選國家級制種大縣名單。
規(guī)模擴張的同時,建寧也試圖改變“種業(yè)富士康”的定位。
在種業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中,上游是育種研發(fā),中游是種子生產(chǎn),下游是市場銷售。
建寧擅長的是中間環(huán)節(jié),對附加值更高的上下游鮮有涉及。數(shù)據(jù)顯示,常年在建寧備案生產(chǎn)的種業(yè)企業(yè)不下70家,但大多“兩頭在外”,在總部做育種收成,在建寧委托當?shù)仄髽I(yè)或經(jīng)紀人生產(chǎn)種子,種子再運到外地加工銷售。目前,在建寧登記注冊的企業(yè)中,僅2家持有種子生產(chǎn)經(jīng)營許可證和具有自主產(chǎn)權的品種。
正因如此,外界將建寧比作“種子代工廠”“種業(yè)富士康”。
一種聲音認為,培育一個水稻新品種,至少需要8年,大力推廣后也未必能被市場接受,大部分本土企業(yè)難以承擔高風險,不如專注所長,精耕制種。另一部分人則主張補鏈延鏈強鏈。
在觀點碰撞中,建寧已開啟了新“稻路”。
“去年,我們提出了建寧制種產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展方向和定位,也就是‘穩(wěn)基地、育龍頭、打品牌、延鏈條、強保障’。”建寧縣國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園管理委員會主任曾明星說。
建設國家級現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園,推動產(chǎn)業(yè)集聚;培育育繁推一體化龍頭企業(yè),扶持企業(yè)建設種子加工、精選、倉儲等設施設備……一系列措施相繼出臺,無不在強調(diào)“這里不僅僅是‘代工廠’”。
福建華谷高科有限公司是去年剛剛落地建寧的研發(fā)型企業(yè)。公司很年輕,背后卻聚合了湖南、安徽、四川等水稻種業(yè)創(chuàng)新高地的科研資源。去年以來,該公司已有10個品種通過了審定。這些品種的定位是“中國超級稻泰米化”。
與市面上主流產(chǎn)品不同,我們走的是差異化路線,新品種兼具超級稻的高產(chǎn)性以及泰國米清香、長粒、口感好等優(yōu)勢?!惫矩撠熑四哂枬f,在中高端市場,這樣的種子每公斤可以賣到上百元。其中,“泰兩優(yōu)香絲”全國推廣面積已達30萬畝。他希望,未來能有原創(chuàng)品種推廣面積達到百萬畝量級。
事實上,建寧雜交水稻制種產(chǎn)業(yè)也正獲得更高層級的支持。今年省委一號文件提出,加快國家級雜交水稻制種大縣和三明“中國稻種基地”建設。
我們正從夯實基地基礎設施、培育引進龍頭企業(yè)、推進全程機械化進程、加快產(chǎn)業(yè)鏈融合發(fā)展等方面入手,推動種子產(chǎn)業(yè)提檔升級?!笔》N子總站站長趙杰樑說,2015年以來,省級每年安排2000萬元專項資金支持三明市雜交水稻種子產(chǎn)業(yè)發(fā)展,主要用于種業(yè)公共服務平臺建設、種業(yè)創(chuàng)新試點示范、育繁推一體化種子企業(yè)提升科技水平、院士工作站及國家級研發(fā)創(chuàng)新平臺建設。
代表作:只為枇杷一樹金最近,福清市一都鎮(zhèn)善山村果農(nóng)陳文明,從報紙上看到福建省農(nóng)科院果樹研究所選育出的白肉枇杷新品種——“中白”剛剛通過專家評審。這讓他迫不及待地想要對接引種。種了38年枇杷的陳文明深知品種對于產(chǎn)業(yè)的重要性。
在過去的半個多世紀中,省農(nóng)科院果樹研究所致力于枇杷育種,先后選育出10多個新品種,推動枇杷產(chǎn)業(yè)發(fā)展。從一粒枇杷,我們可以看到種業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同頻共振。
品種效應
小滿時節(jié),一都鎮(zhèn)枇杷產(chǎn)季已進入尾聲。陳文明忙著采摘最后一批晚熟枇杷。這些年,老陳換過很多品種,但“早鐘6號”一直是當家品種。
一都鎮(zhèn)是全省三大枇杷主產(chǎn)區(qū)之一,該鎮(zhèn)地處福清西北山區(qū),曾是福清最晚脫貧的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。
20世紀80年代,福建啟動“兩水”開發(fā)。其中的“一水”指的是利用山地優(yōu)勢,發(fā)展水果產(chǎn)業(yè)。
哪種果樹是一都的“搖錢樹”呢?老百姓試種過青梅、芙蓉李、油柰、柑橘,最后選中了枇杷。
陳文明的堂叔陳依揚是一都鎮(zhèn)種植枇杷第一人,是果農(nóng)眼中的“枇杷大王”。20世紀80年代初,他從莆田引種200多株“解放鐘”。作為當時最流行的地方品種,“解放鐘”最大的特點是個頭大,“一粒果就有一兩多重”,在市場上一斤能賣10多元。
靠著枇杷,陳依揚摘掉了“全村第五窮”的帽子。這也讓陳文明躍躍欲試。1985年,他引種500多株“解放鐘”,3年后掛果。
村民的自發(fā)實踐,得到了福州市扶貧工作組的認可。工作組在調(diào)研中發(fā)現(xiàn):一都鎮(zhèn)擁有獨特的山地氣候,晝夜溫差大,霧多風小,種出來的枇杷個大、肉厚、汁多、味甜。于是,鎮(zhèn)里向上爭取扶貧資金,免費供應枇杷苗。
在扶貧工作組的引導下,一都鎮(zhèn)首批種植3000畝枇杷。除了“解放鐘”,工作組還從浙江黃巖引進了“大紅袍”。但在市場的選擇中,“解放鐘”逐漸占據(jù)主導地位。
“解放鐘”雖好,但成熟期晚,在福州地區(qū)一般要4月下旬才集中上市。陳文明心想,如果能有又早熟又好吃的品種就好了。
1996年,陳文明聽說莆田涵江莊邊一帶已大面積種植可提前一個多月掛果的“早鐘6號”,果肉細膩,一斤能賣十幾二十元。他二話不說,騎著摩托車,趕到50多公里外的莊邊買穗條。當年正月嫁接,第三年便開始掛果。
“早鐘6號”每年3月初就能上市,與晚熟的“解放鐘”正好無縫銜接。陳文明還記得,當時汕頭來的販子搶著收購。有了新的拳頭產(chǎn)品,陳文明的枇杷事業(yè)越做越大,高峰時,種植規(guī)模達到2500多株。
從20世紀90年代中期開始,一都鎮(zhèn)枇杷產(chǎn)業(yè)迎來了黃金期,種植規(guī)模增加至5萬多畝,成為僅次于莆田、云霄的福建第三大枇杷主產(chǎn)區(qū)。
良種時代
陳文明那時還不知道,幫助一都脫貧摘帽的“早鐘6號”,是國內(nèi)第一個人工有性雜交的枇杷品種。其背后,凝結著福建科技工作者數(shù)十年的心血。
中國是世界枇杷原產(chǎn)地,其中福建枇杷資源尤其豐富。早在20世紀60年代,省農(nóng)科院果樹研究所專家便開始廣泛收集枇杷種質(zhì)資源。20世紀70年代后期,農(nóng)業(yè)部組織全國科研力量,針對不同樹種成立專業(yè)科研協(xié)作組,枇杷協(xié)作組應時而生。在這樣的背景下,省農(nóng)科院果樹研究所于1981年開始承建國家級枇杷種質(zhì)資源圃,負責收集、保存、鑒定、評價國內(nèi)外枇杷品種資源及近緣野生植物。
40多年間,在幾代科技工作者的努力下,這個資源圃持續(xù)“上新”。
大渡河枇杷被認為是栽培枇杷的始祖,其原產(chǎn)地——四川大渡河中下游,是公認的世界栽培枇杷發(fā)源地。2008年,為了尋找這一野生種,省農(nóng)科院果樹研究所研究員蔣際謀一路翻山越嶺,最終在荒無人煙的大渡河畔峭壁上發(fā)現(xiàn)了幾株大渡河枇杷,并將其穗條和實生苗帶回了福州?!罢业剿鼤r,激動到跳起來?!笔Y際謀說,在此之前,他只在枇杷品種志上看到過關于它的描述。
如今,這個資源圃共保存枇杷種質(zhì)資源708份,包括15個種及變種,數(shù)量與多樣性居世界之首。不可多得的種質(zhì)資源,為福建枇杷種業(yè)創(chuàng)新提供了源頭活水。
福建栽培枇杷的歷史很悠久,但在20世紀90年代之前一直未能實現(xiàn)良種化。
“你種你的,我種我的,同一家果農(nóng)經(jīng)常好幾種枇杷,誰也說不上是什么品種?!笔∞r(nóng)科院果樹研究所副研究員鄧朝軍說,那時候生產(chǎn)上用的多是實生苗——采集母樹結的種子,播種后,長出新的植株,“實生后代變異多,種出來參差不齊”。
選育新品種是當務之急。
最初,主流的做法是實生選種,也就是充分利用自然變異,從實生苗中選拔出最優(yōu)秀的個體。通過這樣的方法,福建選育出了一批優(yōu)質(zhì)品種:超大果型的“解放鐘”,適合加工的“太城4號”,高產(chǎn)的“長紅3號”。它們與從日本引進的特早熟品種“森尾早生”,共同構成了當時福建的四大主栽品種。
良種還需良法配套。比起直接播種,嫁接等無性繁殖方式能最大程度還原品種特性。但過去,枇杷嫁接苗成活率很低。主要原因是枇杷根系吸水能力強,植株水分大,嫁接口常常因積水而腐爛。
20世紀70年代,省農(nóng)科院果樹研究所研究員黃金松通過在砧木選留“拔水枝”、半封閉包扎等方式,發(fā)明了枇杷小苗嫁接技術,解決了嫁接難題。從此,嫁接苗一舉取代實生苗,枇杷良種優(yōu)質(zhì)苗木批量擴繁成為可能。得益于此,福建四大主栽品種真正從資源圃走向田間,開始大面積推廣。福建枇杷產(chǎn)業(yè)進入良種化時代。
改變格局
實生選種依賴自然變異,很多時候靠運氣。能不能和雜交水稻一樣,通過雜交手段選育出我們需要的好品種呢?
“早鐘6號”就是在這樣的背景下出現(xiàn)的。
那時,市面上最需要的品種,正是陳文明口中“又早熟又好吃”的品種。
“我國早熟枇杷資源比較少,一些地方品種雖然成熟期早,但大多果實小、口感酸、品質(zhì)差。”蔣際謀說,早在20世紀70年代,省農(nóng)科院果樹研究所便確定了“優(yōu)質(zhì)早熟”的育種目標。
彼時,國內(nèi)枇杷雜交育種研究還處于空白的階段,研究者對枇杷遺傳規(guī)律知之甚少。經(jīng)過年復一年的雜交試驗,專家們才逐漸找到枇杷的遺傳“密碼”。結果早不早,一般隨“母親”;“父母”成熟期接近,后代的成熟期大多介于二者之間;要選育能抗葉斑病的品種,最好用抗病性強的做母本……
摸清了遺傳規(guī)律,才能當好“紅娘”,有的放矢“拉郎配”。這個過程不能亂點鴛鴦譜,要講門當戶對,個性互補。
科研人員鎖定的“女方”是“解放鐘”?!敖夥喷姟笔瞧翁飶霓r(nóng)家品種“大鐘”的實生苗中選育出來的品種,因在1949年首次結果而得名。該品種果大、產(chǎn)量高,備受果農(nóng)和市場青睞。但它是晚熟品種,品質(zhì)也不算出類拔萃。這就要求“另一半”不僅要早熟,還得高品質(zhì)。
尋尋覓覓,1978年我國從日本引進的特早熟品種“森尾早生”被拋中了“繡球”。這個兼具結果早、風味佳等特點的舶來品,一經(jīng)引種就作為主栽品種在多個省份推廣。但果實偏小,單果不到30克。
為了這一口鮮甜,1981年,省農(nóng)科院果樹研究所專家讓不同品種的枇杷“找對象”,讓母本“解放鐘”和父本“森尾早生”進行有性雜交,第二年獲得100多粒種子。這些種子播種后培育出43株實生苗,并進行數(shù)字編號。1986年,這批雜種樹陸續(xù)結果。
龍生九子。這些后代誰被選中成為新品種,要靠實力說話。
決勝展開。又經(jīng)過3年觀察,6號和42號躋身種子選手。最終,更加早熟的6號脫穎而出。它就是后來改變了全國枇杷產(chǎn)業(yè)格局的“早鐘6號”。
此后,科研人員通過嫁接,對第一代“早鐘6號”進行擴繁。多年連續(xù)觀測結果顯示,子子孫孫都能穩(wěn)定遺傳其優(yōu)秀品質(zhì)。1998年,集特早熟、果實大、外觀美、品質(zhì)優(yōu)、豐產(chǎn)、抗逆性強等優(yōu)勢于一身的“早鐘6號”,通過品種審定,成為國內(nèi)第一個人工有性雜交枇杷品種。
但在最初的推廣中,果農(nóng)對“早鐘6號”并不感冒,甚至種了兩年就鋸掉。一方面,農(nóng)民接受新事物要時間;另一方面,早春時節(jié),山間食物來源少,早熟的枇杷果成了鳥類啄食的目標。
省農(nóng)科院果樹研究所研究員鄭少泉等專家決定帶著新品種與新技術,開展生產(chǎn)示范。
1996年,他們與閩清縣庫區(qū)移民局簽訂協(xié)議,以技術入股的方式,在水口水庫邊的雄江鎮(zhèn)建立“早鐘6號”中試示范基地。矮化密植,疏花疏果,在枇杷種植中首次引入套袋技術,防蟲防病防鳥食,按品級選果,開發(fā)精品禮盒……在現(xiàn)代種植技術與經(jīng)營理念的加持下,新品種一炮而紅,一盒20粒裝的禮盒,賣到100元,畝產(chǎn)值過萬元。
在示范效應下,華東、華南地區(qū)紛紛引種“早鐘6號”,福建也一躍成為當時全國最大的枇杷產(chǎn)區(qū),高峰時全省種植規(guī)模近60萬畝。福清市一都鎮(zhèn),則憑借這一品種實現(xiàn)了脫貧致富。時至今日,“早鐘6號”依然是全國種植面積最大的枇杷品種,占比超過20%。
再蓄優(yōu)勢
幾年前,陳文明砍掉了500多棵枇杷樹,改種橄欖和臍橙。原因是效益大不如前。這些年,全國枇杷產(chǎn)量不斷增長,市場競爭越來越激烈,老品種已沒有優(yōu)勢。
陳文明的選擇并非個例。
一都鎮(zhèn)黨委書記俞強如今還不免回憶起2018年之前的那幾年,一都枇杷產(chǎn)業(yè)遭遇困境,“價格太低,請工人采摘不劃算,不少果園因此失管,任由果子爛在樹上;一些枇杷樹被鋸掉,改種其他果樹”。
為改變這一現(xiàn)狀,一都鎮(zhèn)于2018年開始謀求枇杷產(chǎn)業(yè)復興。在全省率先推出枇杷氣象指數(shù)保險,以應對山區(qū)頻發(fā)的凍害;組建鄉(xiāng)村智庫,連續(xù)六年舉辦枇杷文化節(jié),培育產(chǎn)業(yè)IP,統(tǒng)一品牌,開展枇杷文創(chuàng),以擴大一都枇杷品牌影響力;引進臺灣果樹種植團隊,實現(xiàn)枇杷產(chǎn)地初加工,拓展產(chǎn)業(yè)鏈,建立鄉(xiāng)村智慧物流中心,把物流成本“打”下來,實現(xiàn)倉儲、包裝、發(fā)貨一站式服務;以枇杷元素為媒,串聯(lián)域內(nèi)旅游景區(qū)和歷史文化特色街區(qū),走出一條特色的“農(nóng)文旅”融合發(fā)展之路。一都鎮(zhèn)還從省農(nóng)科院引進了白肉枇杷新品種,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來新的動力。
枇杷分紅肉、黃肉、白肉,其中紅肉枇杷市場份額達90%以上。鮮為人知的是,白肉枇杷是我國特有資源,肉質(zhì)細膩、風味濃郁,被譽為枇杷界的“無冕之王”。
“白梨、烏躬白等傳統(tǒng)白肉品種,果小肉薄,而且只有中晚熟品種,難以適應市場需求?!笔Y際謀說,早在20世紀90年代“早鐘6號”問世后,他所在的團隊便將優(yōu)質(zhì)白肉枇杷作為新的育種目標,“既要果大、肉厚、可食率高,又要兼顧早中晚熟期配套”。
這又是一場漫長的尋找。
在近30年的時間里,專家團隊挖掘和篩選出了“新白1號”“新白2號”“新白8號”“貴妃”等一批優(yōu)秀的白肉枇杷品種。但它們都屬于晚熟品種,早熟的白肉枇杷依然稀缺。
能不能從功勛品種“早鐘6號”身上挖掘早熟基因呢?以“新白”系列作父本,“早鐘6號”作母本,早熟白肉枇杷品種“三劍客”——“三月白”“早白香”“白雪早”橫空出世。同時,專家團隊將“貴妃”與“金鐘”雜交,選育出了特晚熟的白肉枇杷品種“香妃”。
作為枇杷市場上的一個全新品類,白肉枇杷產(chǎn)品體系建立起來了:在福州地區(qū),既有3月初上市的特早熟品種,又有5月底上市的特晚熟品種;既有清甜型口感,又有濃甜型口感,滿足不同消費偏好。
和“早鐘6號”一樣,新品種又一次引領產(chǎn)業(yè)發(fā)展新方向。
2018年,陳文明成為一都首批示范戶,通過高接換種,種植10多畝白肉枇杷,兩年后便掛果。今年產(chǎn)季,“三劍客”市場表現(xiàn)不俗,最低收購價每斤超過35元。在俞強的規(guī)劃中,一都枇杷品種結構將持續(xù)優(yōu)化,最終形成“早鐘6號”“解放鐘”與白肉系列三分天下的格局。
不僅僅是省內(nèi),福建白肉枇杷已向全國各大產(chǎn)區(qū)輻射,成為各地品種更新與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的首選。
今年春節(jié)前,西藏林芝市墨脫縣果農(nóng)尼瑪維色家的白肉枇杷首次掛果。
墨脫地處喜馬拉雅山南麓,是著名的野生種橢圓枇杷的原產(chǎn)地。然而,作為全國最后一個通公路的縣,墨脫卻沒有一個成規(guī)模的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)。2021年10月,墨脫縣政府與福建省農(nóng)科院簽訂院縣框架合作協(xié)議,決定引入后者的品種與技術資源,舉全力發(fā)展枇杷產(chǎn)業(yè)。
正在墨脫縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局掛職的福建省農(nóng)科院果樹研究所副研究員姜帆說,墨脫縣已累計種植白肉枇杷1.8萬株。按照計劃,到2025年全縣白肉枇杷面積將達到1萬畝,實現(xiàn)億元產(chǎn)值。
眼下,蔣際謀所在的團隊正在政策支持下,瞄準產(chǎn)業(yè)需求,加速種業(yè)創(chuàng)新,無核枇杷、遠緣雜交等都已列入育種目標。
“為了促進我省特色果業(yè)發(fā)展,在第四輪種業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化工程中,省級財政安排1000萬元,支持特色優(yōu)質(zhì)水果育種創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化開發(fā),通過產(chǎn)學研協(xié)同開展品種引進及育種創(chuàng)新?!笔》N子總站站長趙杰樑說。
代表作:守護一株野生稻就是守護一座基因庫 1966年,來自中國農(nóng)家稻種“低腳烏尖”的矮源基因,讓矮稈水稻取代高稈水稻,引領第一次“綠色革命”;1970年,袁隆平團隊在海南三亞發(fā)現(xiàn)一株天然不育的野生稻,讓三系雜交水稻從理論走向現(xiàn)實,推動第二次“綠色革命”……
種質(zhì)資源是種業(yè)創(chuàng)新的基石。
福建“八山一水一分田”,農(nóng)耕文明源遠流長,農(nóng)業(yè)生物資源多樣性豐富。無論是散落于深山密林中的野生資源,還是久經(jīng)考驗的農(nóng)家品種,都蘊含著不可多得的基因多樣性,為育種家們提供了源源不斷的素材。
本期《深讀》我們從一株野生稻的故事講起,探尋福建絢爛多彩的基因世界,以及種質(zhì)資源保護利用實踐。
發(fā)現(xiàn)與守護
立冬,福建栽培最遲的晚稻也已陸續(xù)收割,但在漳浦縣湖西畬族鄉(xiāng)的一處池塘,一片特殊的水稻正值抽穗揚花期。
它稻草難辨:地上部有許多發(fā)達的不定根,地下部宿根可越冬,植株半匍匐狀,葉片狹長濃綠,稻粒極易脫落,稻穗上延伸出又長又細的稻芒。種種特征,都表明它和栽培稻若即若離的關聯(lián)。
它叫“浦野一號”,國家二級保護野生植物,生物學分類上屬普通野生稻——亞洲栽培稻的“祖先”。
禾本科稻屬植物有20多個種,分栽培稻與野生稻兩大類。在中國,生產(chǎn)上種植的是亞洲栽培稻,野外還分布著普通野生稻、藥用野生稻、疣粒野生稻等3種野生稻。其中,普通野生稻資源最豐富,在中國大陸7個省份均有分布記錄。學術界普遍認為,亞洲栽培稻由普通野生稻馴化而來。
湖西畬族鄉(xiāng)的村民黃海鄰今年68歲,守護“浦野一號”整整20年。
“浦野一號”分布點有一個池塘。早年,附近農(nóng)戶習慣在這里取水澆灌莊稼。從有記憶開始,黃海鄰就見到“浦野一號”在池塘四周自發(fā)生長,“誰也說不清它的由來,誰也沒有把它當回事”。
直到1982年,他才從農(nóng)技專家的口中得知,這些“野草”是“植物界大熊貓”。那時,中國農(nóng)業(yè)科學院牽頭成立全國野生稻資源考察協(xié)作組,聯(lián)合各地農(nóng)業(yè)部門和科研院所開展野生稻資源普查。
“當時的省農(nóng)業(yè)廳和省農(nóng)科院,專門梳理野生稻知識,制作科普圖冊,分發(fā)給各地農(nóng)技站?!笔∞r(nóng)科院水稻研究所研究員王金英說,基層農(nóng)技人員這時候才對野生稻有了基本認知。
約1萬年前,先民便開始馴化野生稻,這是個有得有失的過程——高產(chǎn)、米質(zhì)優(yōu)、株葉形態(tài)良好的基因得以保留和強化,另一部分基因則在長期選擇中被放棄。有研究表明,野生稻在被馴化成栽培稻的過程中,丟失了約三分之一等位基因和一半的基因型。這些“遺珠”,包含著大量特異基因,特別是在對抗逆境過程中形成的抗病、抗蟲、抗逆等優(yōu)異基因。
可以說,一株野生稻就是一座天然基因庫,是水稻育種不可替代的素材庫。
1970年,袁隆平團隊在海南三亞南湖農(nóng)場,發(fā)現(xiàn)了一株雄性不育的普通野生稻——“野敗”,讓雜交水稻“三系配套”成為可能。如今,大部分三系雜交稻依然含有其不育基因。
一個基因,潛藏著改變世界的可能性,這才有了全國總動員尋找野生稻的故事。
1982年9月10日,漳浦縣農(nóng)技人員機緣巧合,在湖西畬族鄉(xiāng)的一處池塘發(fā)現(xiàn)了野生稻的身影,同期在湖西畬族鄉(xiāng)趙家堡村的石湖潭還發(fā)現(xiàn)另一分布點。當年10月初,省農(nóng)科院水稻研究所組織專家現(xiàn)場考察,確定其為普通野生稻,為其編號“浦野一號”,這一發(fā)現(xiàn),填補了福建野生稻的分布空白,也刷新了中國大陸野生稻最東分布紀錄。
搶救性保護,隨之被提上了日程。
在位于福州南郊的省農(nóng)科院水稻研究所連坂基地,一間網(wǎng)室內(nèi)保存著86份“浦野一號”,它們均來自漳浦的兩個天然群體,通過稻莖無性繁殖而來。它們的另一組分身,保存于國家野生稻種質(zhì)資源圃(廣州)。在位于浙江的國家水稻中期庫,“浦野一號”則以種子的形態(tài)異位保存。
如果說異位保存是一種防患于未然的手段,原生境保護則能讓野生稻在與環(huán)境互作中持續(xù)自我演替,更能豐富其遺傳多樣性。
遺憾的是,早在20世紀90年代末,位于趙家堡村的“浦野一號”天然群體,便因農(nóng)事活動干預等原因消失。碩果僅存的池塘野生稻群體,同樣生存堪憂。
1999年,因工程建設,池塘的三分之一面積被掩埋了,加上牛羊踩踏啃食、周邊竹林擴鞭、村民傾倒垃圾、枯水期水源匱乏,這片野生稻的生存空間不斷萎縮,僅剩寥寥幾株。
后來,情況才有所好轉(zhuǎn)。2001年,農(nóng)業(yè)部啟動野生稻原生境保護計劃,并于2004年在漳浦這處池塘設立“浦野一號”原生境保護示范點。也是這一年,黃海鄰被縣里聘為管理員,負責守護這片野生稻資源。
定期巡護、取水灌溉、驅(qū)逐牲畜……過去的20年里,黃海鄰成為專職“守稻人”。讓他感到欣慰的是,這些老伙計的生存條件不斷得到改善。2021年開始,省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳組織實施農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護利用項目,陸續(xù)建設了漳浦野生稻等25個地方特色作物種質(zhì)資源保護點。
“我們利用補助資金,不斷完善原生境基礎設施,開展擴繁等工作。”漳浦縣種子服務中心主任陳振坤說,今年以來,當?shù)丶庸塘吮Wo點周邊防護欄,安裝攝像頭以實時遠程監(jiān)控,開挖機井、安裝水泵,確保水源,清退池塘周邊的榕樹園。同時,今年年中在池塘邊上分株擴繁的0.7畝野生稻,眼下已郁郁蔥蔥,相繼抽穗揚花、灌漿結實。
一個都不能少
其實,種質(zhì)資源有許多形態(tài)。除了野生稻這樣的作物野生近緣種,農(nóng)家品種、育成品種、人工創(chuàng)制的育種材料等都是不可或缺的種質(zhì)資源。它們共同構成了龐大而豐富的基因庫,為育種家們提供不竭的育種素材。
上個月,由省農(nóng)科院水稻所承辦的全國水稻優(yōu)異種質(zhì)資源現(xiàn)場展示與學術交流會在福州舉行,現(xiàn)場展示和共享來自國內(nèi)外的優(yōu)質(zhì)水稻種質(zhì)資源345份。這些資源各有所長,或高產(chǎn)、適應性強,或抗病蟲、抗逆,或氮素利用率高、低鎘累積、抗穗發(fā)芽。不少只在偏遠山區(qū)農(nóng)家偶見的福建地方品種,第一次走進全國種業(yè)工作者視野。
“K28”來自上杭縣藍溪鎮(zhèn)覺坊村,在當?shù)匾延?0多年栽培歷史。其稻米直鏈淀粉含量高達26.6%,米質(zhì)偏硬,是著名的客家小吃簸箕飯專用稻。稻米浸泡后磨成漿,均勻攤在簸箕上蒸熟成粉皮,鋪上肉絲、筍絲、香菇絲等食材,折成帶狀,別具風味。
“紅米仔”來自尤溪縣聯(lián)合鄉(xiāng)東邊村,種植歷史也超過50年,其最大特點是種皮色澤紅潤,含有豐富的微量元素和礦物質(zhì)。當?shù)乩习傩找云渲谱骷t米飯用于祭祖。作為特種稻開發(fā),“紅米仔”前景廣闊。
“這些地方品種,都是自然與人為長期選擇的產(chǎn)物,久經(jīng)考驗依然歷久彌新?!笔∞r(nóng)科院水稻種質(zhì)資源與評價利用研究室副主任朱業(yè)寶說,和野生稻一樣,地方品種也含有大量優(yōu)異的特異基因。
在水稻育種史上,地方品種的貢獻不可謂不大。20世紀五六十年代,矮稈水稻的出現(xiàn),解決了傳統(tǒng)栽培稻植株過高容易倒伏的痛點,讓水稻產(chǎn)量整體提升了30%。作為其中的代表作,國際水稻研究所育成的“IR8”被譽為“奇跡稻”。鮮為人知的是,“IR8”的矮源基因,就來自閩臺地區(qū)的地方稻種“低腳烏尖”。
然而,和現(xiàn)代育成品種相比,地方品種在產(chǎn)量等方面不占優(yōu)勢。過去的半個多世紀里,大量地方品種退出生產(chǎn),僅限于個別農(nóng)戶自行留種、零星種植。與地方品種一起消失的,是那些還沒有來得及被開發(fā)的優(yōu)異基因,以及失去了就找不回來的遺傳多樣性。
“保住一個基因,就是留住一個未來的可能性?!笔》N子總站站長趙杰樑說,無論是野生資源還是地方品種,都是不可替代的種質(zhì)資源,“一個都不能少”。因此,近年來福建開展了系列種質(zhì)資源調(diào)查工作,在摸清家底基礎上,開展搶救性收集與保護。
上述水稻地方品種的發(fā)現(xiàn),正是福建省第三次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動的成果。這場始于2017年、于今年3月通過驗收的大普查,共收集農(nóng)作物種質(zhì)資源4377份。一大批古老、珍稀、特有、名優(yōu)農(nóng)作物地方品種以及它們的野外“親戚”,也被一一“打撈”。
2017年9月,省農(nóng)科院果樹研究所科研人員郭瑞前往閩侯縣開展資源調(diào)查。在大湖鄉(xiāng)仙山村,他偶然聽到農(nóng)戶提到要采摘桃子,這引起郭瑞的好奇。
“在福建,桃果一般在8月份前就采摘結束,9月份還在掛果,說明這個桃樹很可能是一個晚熟資源。”郭瑞實地考察后發(fā)現(xiàn),這些自發(fā)生長的苦桃,僅存數(shù)株,栽培歷史已不可考。隨后,他采集枝條進行嫁接,經(jīng)過3年觀察后得出結論:這是一個低需冷量的早開花晚熟桃樹資源,在福建尚屬首次發(fā)現(xiàn)。
像桃樹這樣的溫帶果樹,必須經(jīng)過一定時間的低溫,枝芽才能從休眠期中蘇醒,正常開花結果。因此,要在亞熱帶地區(qū)種植,就要盡量選育出低需冷量的品種。閩侯苦桃的發(fā)現(xiàn),為選育低需冷量的桃樹品種提供了新的親本資源。
近年來被飲品店帶火的小眾水果余甘子,在詔安縣有其野生資源分布,且具有耐貧瘠、抗逆、產(chǎn)量高等特性;南靖柴蕉適應性強、較耐低溫、抗枯萎病,可作為抗香蕉枯萎病的育種材料;屏南棒樁薯肉質(zhì)褐化慢、適應性強,因營養(yǎng)價值高被當?shù)厝朔Q為“土人參”;尤溪縣發(fā)現(xiàn)的老樹金柑,樹齡超過150年,在柑橘類果樹中難得一見……如今,這些被揭開神秘面紗的資源,經(jīng)過搶救性收集后,已進入各級農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源庫(場、區(qū)、圃)妥善保存。
目前,福建共建有龍眼、枇杷、紅萍、水禽、魚類等23個國家級作物、畜禽、水產(chǎn)種質(zhì)資源庫(場、區(qū)、圃),確定了30個省級農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護單位。今年啟動建設的福建農(nóng)業(yè)生物種質(zhì)資源庫,建成后保存能力可達50萬份以上,覆蓋農(nóng)作物、畜禽、農(nóng)業(yè)微生物等各類農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源。
在保護中利用
保護是為了更好地開發(fā)利用。種質(zhì)資源要轉(zhuǎn)化為育種成果,首先要對其有全面透徹的認知——它有哪些特性,包含哪些能夠為我所用的優(yōu)良基因。這就需要對種質(zhì)資源開展精準鑒定評價。
“我國水稻種質(zhì)資源很豐富,但多數(shù)還沉睡在種質(zhì)庫中,未能有效精準鑒定與發(fā)掘利用?!敝袊r(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所研究員韓龍植認為,應當將人工與智能化、自然脅迫與室內(nèi)模擬、多環(huán)境與多年、小群體與大群體、產(chǎn)量性狀與特異性狀、表型與基因型鑒定相結合,多維度全方位評價,加快挖掘符合未來育種目標需求的優(yōu)異種質(zhì)與基因型。對水稻育種而言,尤其需要挖掘抗病蟲、抗旱、耐鹽、耐熱、耐冷、耐直播、高光效、氮磷高效、高品質(zhì)的基因。
多年來,朱業(yè)寶所在的研究室,對漳浦野生稻的農(nóng)藝性狀以及耐冷、抗稻瘟病特性開展了系統(tǒng)鑒定,初步勾勒出了這一種質(zhì)資源的精準畫像。在此基礎上,該團隊通過分發(fā)共享,加快推進資源開發(fā)利用。
去年,中國科學院院士張啟發(fā)等研究者在國際期刊《PANS》上發(fā)表了最新研究成果,該研究克隆了浦野野生稻的不育基因和恢復基因,并初步解析了其作用機理。
我們知道,水稻屬于雌雄同花作物,花器極小,在自然界中主要靠自花授粉繁殖。要利用雜種優(yōu)勢,就必須手動去雄、人工授粉,這在大規(guī)模生產(chǎn)中,顯然不切實際。
因此,科研工作者提出了“三系配套”的構想:首先選育雄性不育系。這種水稻花粉敗育,自交不結實;雌蕊正常,能接收外來花粉。再為不育系找兩任“丈夫”——保持系和恢復系。保持系與不育系的后代依然不育,以此擴繁不育系;恢復系與不育系的后代,能正常結種子。這樣,不用人工去雄,就能批量授粉制種了。
后來,袁隆平團隊終于在“野敗”身上找到了能夠?qū)崿F(xiàn)“三系配套”的不育基因,并匹配到了恢復系所需的恢復基因。時至今日,生產(chǎn)上用得最多的三系雜交水稻不育基因都來自它們的鼻祖“野敗”。
這帶來了新的問題:受到不育基因與恢復基因的制約,并非所有育種材料都能自由配組。福建農(nóng)林大學教授王乃元團隊從省農(nóng)科院獲取漳浦野生稻資源后,從中發(fā)現(xiàn)了有別于“野敗”型雜交水稻的不育基因與恢復基因,從而建立了雜交水稻育種的新體系。這也就意味著,更多的稻種資源可用于配置雜交組合,從而打開了雜交水稻育種的一扇新大門。依托這套新體系,王乃元團隊選育出了“金農(nóng)2優(yōu)3號”“金農(nóng)3優(yōu)3號”等雜交水稻新品種,并在生產(chǎn)上應用。張啟發(fā)團隊則從基因?qū)用娼馕隽似鋬?nèi)在機制。
這僅僅是野生稻開發(fā)利用的一個方面。眼下,省農(nóng)科院正聯(lián)合中國農(nóng)業(yè)科學院以及其他6個野生稻資源分布省份,聚焦抗稻瘟病、耐冷、抗旱、耐鹽堿、耐水淹等特性,分工協(xié)作,聯(lián)合開展野生稻資源精準鑒定。其中,福建承擔對全國普通野生稻稻瘟病抗性的標準鑒定。
近年來,省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳支持全省科研院校開展水稻、茶樹、紅萍、菌草等11類種質(zhì)資源挖掘與創(chuàng)新利用項目。目前全省已鑒定評價農(nóng)作物和農(nóng)業(yè)微生物種質(zhì)資源4500余份,篩選創(chuàng)制優(yōu)異種質(zhì)和可利用中間材料約340份。
在趙杰樑看來,只有妥善保護、精準鑒定評價、積極創(chuàng)制、充分共享利用,才能真正發(fā)揮種質(zhì)資源應有的價值。但目前,我國種質(zhì)資源開發(fā)利用還存在鑒定評價深度不足、共享利用不充分等問題。他主張構建更加健全暢通的種質(zhì)資源共享平臺,同時完善利益分配機制,讓種質(zhì)資源工作者與育種家一樣,能夠分享到育種成果帶來的收益。