探访农业“芯片”育成之路

省农作物种质资源库（圃）里盛开的蛾形文心兰。

组培瓶苗，以组织培养方式保存种质资源。

大棚内以不同架型栽培模式培育阳光玫瑰葡萄。

特种经济作物圃内保存了藤茶、茨菇等广东特色种质资源。

如果说种子是农业的“芯片”，那种质资源就是制造“芯片”的“晶圆”。

要实现种源自主可控、种子品种优良，需要利用大规模保存的种质资源进行品种研发、改良，将农作物在自然状态下发展出的优良性状集成在一个品种上。可以说，离开种质资源，种业科研的核心突破几乎不可能。

如今，广东有了属于自己的种质资源“图书馆”，它将成为广东种业振兴和农业科研的基础工程。

●南方日报记者邵一弘

通讯员曾秀媚张小兰

摄影：南方日报记者徐昊

日前，“广东省农作物种质资源库（圃）建设与资源收集保存、鉴评”项目（下称“项目”）通过验收，华南地区最大的农作物种质资源“图书馆”宣告落成。项目由省财政投资5000万元，依托省农科院建设，历时3年多打造完成。

“种质”是指生物体亲代传递给子代的遗传物质，植物的种子、果实、根、茎、苗、芽等繁殖材料都是种质资源的组成部分。目前，省农科院共收集保存6.3万余份农作物种质资源，涵盖190个物种，占全省保存农作物资源的70%以上。

位于广东的这座“图书馆”里究竟藏了哪些种质？这些种质又是如何保存的？科学家如何将其用于种业科研？本期科技能见度带你揭开华南最大农作物种质资源“图书馆”的神秘面纱。

■收集

分类保存6.3万余份种质资源

在种质资源收集保存方面，广东起步已有一个世纪。省农科院院长陆华忠告诉记者，本次项目的验收，极大提升了我省农作物种质资源安全保存的能力与水平。

项目负责人、省农科院副院长易干军告诉记者，项目实施以来，新收集特色农家种、地方品种和野生资源等8129份。目前，省农科院已保存6.3万余份各类农作物种质资源，占全省保存农作物种质资源的70%以上。

不同的农作物生活习性和繁衍方式不同，其种质资源保存方式亦随之不同，这也给相关工作带来了难度。

除了常见的保存种子，有些作物的种质资源需要以试管苗形式保存；荔枝等木本果树培育时间长、占地面积大，须圃地保存整棵果树作为种质资源；花生、芝麻等作物则可以用冷库保存干燥的种子，但种子的活性也随时间推移而减弱，所以每隔固定时间，需要把种子种下去重新繁育，得到新种子后再保存。

为妥善保存海量的种质资源，项目耗费3年多时间，对现有的种质资源保存场地、设施进行了改造提升，并新建了一批种质资源圃、离体库及DNA库，形成了可对种质资源进行全方位保存的广东农作物种质资源保护体系。

目前，该体系拥有21个省级以上种质资源库（圃）、1个DNA库、一批离体保存库、一批原生境保护区。项目验收通过后，省农作物种质资源库（圃）成为华南地区规模最大、系统最全的农作物种质资源公益性科研平台。

■开源

共享资源提高育种研发效率

对于一线科研人员而言，省农作物种质资源库（圃）的“开源”特性为种业科研赋予了新的想象空间。

“开源”可让更多人参与种业研发，在浩如烟海的种质资源中挖掘更优良的基因性状。“比如同时作为药材、蔬菜及观赏花卉的石斛，若大家共享利用种质资源，石斛菜、药、花三方面的育种效率都将得到提升。”省农科院环境园艺研究所一名科技人员告诉记者。

相关负责人介绍，接下来，在继续加强农作物种质资源收集，实现应收尽收、应保尽保的基础上，要重点做好资源的精准鉴评、创新利用和共享服务。比如，加快推进种质资源的深度评鉴，构建分子身份证或指纹图谱，实施知识产权保护，遏制基因的流失；建立分子育种技术体系，实现育种技术的转型升级；建设农作物表型组学研究平台，规模化、标准化筛选与鉴定优异种质资源；建设农作物种质资源数字化共享平台，实现种质资源的数字化统一管理和基于数据的高效挖掘、精准利用，打通资源信息鸿沟，促进共享开发利用等。

■育种

特色种养助力乡村产业振兴

发展特色种植养殖、寻找差异化赛道，一直是全面推进乡村振兴过程中各地的工作重点。因此，培育特色农作物新品种也是助力乡村产业振兴的重要方式。

在省农科院的特种经济作物种质资源圃中，记者发现了茨菇、空心菜、马蹄、沙葛等极具广东特色的作物品种。“虽然尚未有团队进行充分的育种研究，但这些土生土长的本地品种，对未来丰富种植内容，调整种植结构，助力乡村产业振兴等方面有很大潜力。”相关负责人告诉记者。

若推广种植农作物品种单一，则有“果贱伤农”“菜贱伤农”的风险。比如，我国曾经没有加工用香蕉品种，导致香蕉产业链短、鲜果售价大起大落，影响产业可持续发展；而我省菠萝主产区种植菠萝品种单一，“丰产不丰收”也曾困扰产业多年。随着项目建设的推进，“美食蕉”系列香蕉和“粤甜菠萝”系列的推出，将有望解决上述产业问题。

除水果外，依托丰富的农作物种质资源，省农科院近年来还育成并推广多个高经济价值的农作物品种。比如，省农科院蔬菜研究所培育的“铁柱冬瓜”，因其表皮坚硬、外形整齐，解决了困扰相关产业发展多年的储运问题，因而在南北十几个省（区）累计推广超过150万亩，目前市场占有率超过40%。

在省农作物种质资源库（圃）中，记者看到多个葡萄品种正在茁壮成长，其中不乏阳光玫瑰葡萄等“明星”品种。葡萄这一品种能够突破纬度限制，在广东落地生根，有赖于农用大棚等农业设施的发展，而农业设施专用品种的培育也正在加速。

全国范围看，“设施专用”农作物品种的培育尚在起步阶段。截至2021年，省农科院设施农业研究所已经收集了近2000份种质资源，涵盖樱桃番茄、苦瓜、西瓜、甜瓜、葡萄、甜椒等种类。“目前，我们已培育樱桃番茄新品种‘粤科达101’等，有望打破国外高端樱桃番茄品种垄断。”省农科院设施农业研究所所长张长远说。

一批广东优质品种走向全国

广东人多地少，发展水稻等大田作物的空间有限。但是，通过关键性种质资源的保护、发掘与利用，广东培育出一批走向全国的水稻、玉米、甘薯、蔬菜等重要品种。

改革开放以来，广东率先开展优质稻育种，引领了中国优质籼稻的发展。据统计，中国推广面积最大的杂交稻与常规稻、配组组合最多的不育系与恢复系、应用面积最广的不育系与恢复系的前10名品种（系）以及水稻生产中“大品种”的亲本血缘，不是“广东造”就是“广东芯”。

其中，“黄华占”是2018年以来全国推广面积最大的优质常规籼稻品种，在我国11个省份准入并大规模应用，迄今累计推广约1.75亿亩；“美香占2号”是首批认定的广东丝苗米品种之一，通过了7个省份的品种审定或引种许可，在华南稻区以及江西、湖南、云南、四川、陕西等省份大面积应用；杂交稻优质不育系“泰丰A”的出现，有效解决了杂交稻“高产不优质”的瓶颈问题，利用该不育系育成了42个优质杂交稻通过国家或省级审定，其中15个次品种获国家或省级优质稻食味鉴评金奖和银奖，相关成果推广面积累计超过4亿亩，带动了杂交稻种业和优质稻米产业的发展。

因地形地貌复杂，且水资源时空分布不均匀，水稻并非广东所有地区的耕作首选。比如，湛江雷州半岛、汕尾海陆丰等地地势平坦且多有红砂土，更适宜发展甘薯、马铃薯等旱地作物种植。

近年来，省农科院培育的甘薯品种“广薯87”，凭借其高产稳产、品质优异等特性，迅速在上述地区推广，还不断向全国累计推广超过1000万亩。该品种也深受北方产区青睐，如今已实现一个甘薯品种“从湛江种到新疆”的创举。

“对粮食作物而言，兼顾产量与效益的良种将提高农民种植的积极性。”省农科院作物研究所相关负责人告诉记者，随着良种的普及，“种粮不赚钱”问题的解决，为遏止土地“非农化”“非粮化”提供了很大帮助。