從遺傳上看，水稻和玉米是二倍體，小麥?zhǔn)橇扼w。上天早就決定了雜交小麥育種的復(fù)雜性。那么，科學(xué)家該怎樣攻堅(jiān)？

資料圖

　　人類實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因技術(shù)已有30多年，討論也從科學(xué)延伸到政治、經(jīng)濟(jì)、宗教甚至道德領(lǐng)域。在是與非的不間斷論戰(zhàn)中，科研工作者該做些什么？

　　農(nóng)業(yè)年用水約3600億立方米，缺口達(dá)300億立方米以上；一公頃要用純氮600公斤，而美國這一數(shù)字僅為150公斤。怎樣做才能把水肥總量降下來，又不影響糧食增收？

　　一道道難題，擺在農(nóng)業(yè)科學(xué)家眼前，成為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化必須跨過的欄。在北京市農(nóng)林科學(xué)院里，有一支“青年科研突擊隊(duì)”，正以自己的辛勞和智慧，嘗試著去跨過這些欄。

　　張立平：分子機(jī)理研究的“麥田守望者”

　　“全世界做雜交小麥育種已有60多年，一直沒有真正成功?！北本╇s交小麥工程技術(shù)研究中心張立平研究員說，“雜交小麥就像一個長達(dá)半世紀(jì)的夢，一直是我們追尋的目標(biāo)?？上驳氖?，我國小麥光溫敏雄性不育資源的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)這個夢想點(diǎn)亮了明燈”。

　　雄性不育是植物界一種普遍存在的現(xiàn)象?！靶←湠樽曰ㄊ诜圩魑?，在配制雜交種子過程中，用雄性不育系作母本進(jìn)行雜交種子生產(chǎn)，既可省去人工去雄的過程，又能降低成本、實(shí)現(xiàn)規(guī)?；N子生產(chǎn)?！彼f，“在現(xiàn)代生物學(xué)快速發(fā)展時，我們在小麥光溫敏雄性不育分子機(jī)理方面做了一些研究”。

　　從2003年開始，雜交小麥分子育種團(tuán)隊(duì)以研究小麥光溫敏雄性不育機(jī)理、遺傳模式、分子標(biāo)記等為主，逐步開創(chuàng)了二系雜交小麥分子育種研究。

　　2010年，北京雜交小麥工程技術(shù)研究中心成立了分子育種系，包括遺傳機(jī)理、轉(zhuǎn)基因、DNA指紋、細(xì)胞工程和品質(zhì)分析五個研究室。經(jīng)過持續(xù)攻關(guān)，他們基本明確了BS型小麥光溫敏雄性不育系遺傳學(xué)研究規(guī)律，初步揭示了雄性不育的細(xì)胞學(xué)特征和雄蕊細(xì)胞骨架信號通路。

　　“雜交小麥育種就像‘千里有緣一線牽’，在萬千品種中找到合適的配對并不容易?！彼f，“我們將基于建成的農(nóng)業(yè)部唯一一家小麥品種DNA指紋數(shù)據(jù)庫和技術(shù)平臺，進(jìn)一步提高雜交小麥育種的成功率和選育效率?！?/p>

　　劉亞：轉(zhuǎn)基因玉米的“儲備大使”

　　“肉、蛋、奶從哪里來？這些肯定離不開飼料。”玉米研究中心副研究員劉亞說，“不過，作為主要飼料原料來源的玉米，目前仍存在著一定的缺口。調(diào)查顯示，到2020年，缺口大概有2000萬噸?！?/p>

　　在他看來，按照常規(guī)技術(shù)，“缺口”很難補(bǔ)上，“未來二三十年，發(fā)展生物技術(shù)，包括轉(zhuǎn)基因，是一個大方向”。

　　自轉(zhuǎn)基因技術(shù)出現(xiàn)起，福音還是禍患的討論就從未停止過。不過，他認(rèn)為，爭議可以繼續(xù)，產(chǎn)品可以討論，但科研不能停下?！拔覀円诳蒲猩线M(jìn)行儲備。這是不爭的事實(shí)。比如，怎樣讓農(nóng)作物更加抗旱、高產(chǎn)？”

　　他談起了曾經(jīng)參與的一項(xiàng)名為“抗旱轉(zhuǎn)基因玉米新品種培育”的研究。“植物抗旱性是由多基因控制的復(fù)雜性狀，常規(guī)育種難度較大，將促進(jìn)根系發(fā)育和脅迫響應(yīng)的抗旱基因同時導(dǎo)入玉米，通過多個抗旱基因的協(xié)同效應(yīng)，可以有效提高植物的抗旱性”。

　　利用來自鹽芥、柳枝稷、高粱等抗逆植物的抗旱關(guān)鍵基因，他的轉(zhuǎn)基因研究團(tuán)隊(duì)已創(chuàng)制出一批抗旱轉(zhuǎn)基因玉米新種質(zhì)，其中一部分已進(jìn)入中間試驗(yàn)階段。經(jīng)過多年多點(diǎn)抗旱性鑒定，部分轉(zhuǎn)基因玉米材料已表現(xiàn)出一定的應(yīng)用前景。

　　“轉(zhuǎn)基因研究，對于選育優(yōu)良的玉米新品種很有幫助。盡管用在田間地頭還沒有時間表，但我們在實(shí)驗(yàn)室里的研究不能放松?！彼f。

　　劉松忠：果樹“傻瓜化管理”的“科技園丁”

　　“未來的果樹要實(shí)現(xiàn)‘傻瓜化管理’?！绷謽I(yè)果樹研究所梨研究室主任劉松忠說，“這樣就能解決當(dāng)下果樹產(chǎn)區(qū)面臨的問題?！?/p>

　　他談到了水和肥，“比如北京，一畝地用400—500方水，但政府明文規(guī)定上限是100方。用水量怎樣才能減下來？農(nóng)民過于依賴肥料，一公頃要用純氮600公斤，但在美國這個數(shù)字是150公斤”。

　　在他看來，“水肥一體化”是解決之道，“國外的技術(shù)很成熟，但他們多是農(nóng)場模式，而且土壤也不同。這些技術(shù)并不適用。”

　　針對我國北方主要果樹產(chǎn)區(qū)土地條件差、土壤有機(jī)質(zhì)低、化肥用量大、自然降水與果樹需水不協(xié)調(diào)及施肥、灌水方法不合理等問題，他經(jīng)過系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)了2/4根域灌溉常規(guī)水量的75%可有效確保樹體正常生長；通過系統(tǒng)研究砂土、土壤有機(jī)肥不同改良水平和根域空間對蘋果生長、生理特性的影響及其節(jié)水保肥效果，他著手解決果園有機(jī)肥施用方法不科學(xué)、用量不合理等問題。

　　“我們參與創(chuàng)建了集果園土壤局部有機(jī)肥改良、起壟覆蓋黑色地膜和小溝適時交替灌溉為一體的農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)體系。該技術(shù)操作簡單、農(nóng)民易掌握，與常灌溉相比，每年每畝節(jié)水160方以上，肥料利用率提高10%?！彼f，該技術(shù)已在北京郊區(qū)和北方果樹主產(chǎn)區(qū)大規(guī)模推廣應(yīng)用。

　　“‘傻瓜化管理’，沒有15年—20年積累，不可能完成。我們要把科研進(jìn)行到底?！彼f。