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2025年,他和团队研究建立了全球首个鲜食玉米代谢组数据库EMMDB,首次创新提出了“半矮秆+理想株型+高氮效率”三位一体的玉米系统化协同育种新模式,培育审定的 MC121、京科938、现代959、京科836、京科857、京科355等 数十个品种在黄淮海区大面积种植推广......
展望未来,他强调玉米育种目标要更加注重抗逆稳产,他看好生物技术与人工智能在育种中的应用前景,并透露其矮秆玉米品种已进入区试阶段,有望在未来三年引领新一轮品种迭代,推动中国玉米种业迈向高质量发展。
他就是本期《新年问大咖》的嘉宾
北京市农林科学院玉米首席科学家
赵久然
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Q
农财宝典:回顾2025,您有哪些新收获?
A
赵久然:在过去的一年里,我们团队在基础研究和品种培育等方面有许多新进展、新收获。
首先,以鲜食玉米为例。通过对452份玉米种质资源进行mGWAS研究,分析鲜食玉米全景代谢组分化特征,确定了甜、糯玉米的主要代谢分化模式,发现了驱动鲜食玉米代谢物趋同分化的主要遗传机制。同时,研究建立了全球首个鲜食玉米代谢组数据库EMMDB,并利用该数据库实现了鲜食玉米营养和风味性状的精准改良。该研究成果发表在国际著名学术期刊《Molecular Plant》。在鲜食玉米种质创制及新品种培育方面,育成推广农科糯336、农科糯323等主推品种基础上,又进一步聚合了更多优异品质性状,育成审定甜加糯高叶酸、高花青素新型鲜食玉米京紫糯519,一经推出,便得到广大消费者的青睐。还创新育成京甜糯79等甜糯比为7:9的新型甜加糯品种,改变了过去甜糯比为1:3的模式,使得甜味更丰满浓厚。
二是与中科院遗传发育所傅向东院士团队在国际知名学术期刊《Molecular Plant》发表了前瞻性综述“重塑可持续绿色革命:矮秆半矮秆玉米的育种与应用”。首次创新提出了“半矮秆+理想株型+高氮效率”三位一体的玉米系统化协同育种新模式,深度解析了玉米株高调控的复杂网络,包括赤霉素(GAs)、油菜素内酯(BRs)、生长素(Auxin)等信号通路及关键基因(如
ZmGA20ox3/5
br2
d8
d9)。重点强调了通过组织特异性调控(如茎秆特异启动子)和精准基因编辑,创制和培育“矮秆、半矮秆”玉米新品种。该策略可在显著增强抗倒伏能力、提高收获指数的同时,有效规避传统矮化突变体对生殖发育和产量的负面影响,这是利用半矮秆杂交品种的核心基础。系统构建了驱动新一轮农业变革的理论框架与技术路径,为突破玉米产量瓶颈、推动农业可持续发展提供了系统性、前瞻性的解决方案。同时我们团队也有10余个矮秆、半矮杆品种参加北京市及国家5500株/亩高密组试验,并表现出突出的矮秆耐密抗倒伏和增产优势。
三是与北京农学院王维香教授合作,首次发现棘孢木霉(T. asperellum)是引发玉米青绿色穗腐病的一种新的重要致病真菌,并发现其可引发玉米穗腐病的分子机制。警示了该菌种因拮抗其他病原菌而被应用于农业生物防治(生防菌),其“变身”玉米致病真菌的发现,为该类生防菌菌剂的应用敲响了警钟。该研究结果已在国际知名学术期刊《Plant Biotechnology Journal》在线发表。
Q
农财宝典:2025年极端气候频发,对我国玉米主产区的生产模式提出了哪些新挑战?育种方向需要进行哪些战略调整?
A
赵久然:我国玉米种植面积大,范围广,气候类型多样,种植生产水平不一。
黄淮海夏玉米区作为我国特有的大面积冬小麦-夏玉米一年两熟种植模式和玉米主产区,2025年经历了干旱、高温、多雨涝渍等多种逆境,特别是旱涝急转、后期及收获期连阴雨造成收获困难,许多玉米发生茎腐倒伏、严重穗腐等。果穗在植株上腐烂、发芽,或收获到场院之后发芽、霉变。再一次用这种极端逆境方式,敲响警钟:玉米品种不仅要能够在高密度高投入条件下创高产,更要能够在多种逆境下丰产稳产。所以育种目标要更加注重“抗逆稳产”!
不仅需要耐干旱、抗倒伏,还要耐高温、抗锈病等多种逆境和病害,特别是抗茎腐病、穗粒腐病。茎腐病、穗粒腐病这两种病害现在都已是玉米品种审定中的“一票否决”病害,虽然提高抗这两种病害的难度很大,但也要全力攻关。
2025年我们单位培育审定的数十个品种在黄淮海区大面积种植推广,例如MC121、京科938、现代959、京科836,以及新审定示范推广的京科857、京科355、京科501等等,都有出色的“抗逆稳产”表现。
Q
农财宝典:今年,矮杆玉米成为行业热议的高频词,您如何看待矮杆玉米的发展?这一趋势的出现是否会影响玉米品种格局?
A
赵久然:矮秆玉米已是我们团队近年来的一个重要育种研究方向。2023年国际种业巨头拜耳公司宣布他们已经育成“7英尺以下株高矮秆玉米”,并将其作为未来重要研究方向。我们也加快了矮秆玉米研发进度,决心赶超国际先进水平。
我们采取两条技术路线,其中一条技术路线是“杂交聚合+分子辅助”,聚合更多优良致矮基因,培育综合性状优良的矮秆品种。通过这一技术路径,我们已经创制和培育出多个矮秆品种参加国家高密组和省级矮秆玉米区试。有一些品种已经完成了区域试验,并且在5500株/亩高密度条件下,增产显著。同时在3500株/亩较低密度条件下,也比目前主栽对照增产。
另一个技术路径就是利用生物技术,包括转基因和基因编辑技术,创制新的优异致矮基因变异,也有很好的进展。
Q
农财宝典:业内预测,2026年将有5-8个国产转基因玉米品种实现大面积商业化种植,您看好哪些品种和性状?对于提升转基因玉米渗透率方面,您有哪些建议?
A
赵久然:目前,我国玉米已经有20多个转化体获得了生产安全证书,161个转基因玉米品种通过了审定。在这些性状之中,大北农生物的转化体DBN9936利用得最多,并且也得到了大面积生产的检验和广泛认可。此外,中国农大粮元、浙大瑞丰、隆平生物、国投生物等推出的转化体也已开始广泛应用。还有一些第2代、第3代转化体陆续推出,正在不断迭代升级。
转基因品种目前主要是转育到已经通过国家级审定并已经在生产上大面积推广的主推品种上,例如郑单958、京科968、裕丰303、铁391、东单1331、MY73等。我们本单位除了京科968以外,还有MC812D、京农科728D、京科355D等,以及将要审定的现代959D、京科857D等等。
关于提升转基因品种渗透率方面的建议,一是选好底盘品种;二是选准优秀的转化体;三是做好转育工作,不要操之过急,一定要转育到位,最好采取 “回交 + 分子辅助 + 双单倍体技术”,保证遗传背景回复到位,位点差异在 1 个以内,最好为 0 位点差异,并进行表型鉴定选择和配合力测定,确保底盘品种所有优良性状和高配合力,同时剔除供体材料所携带的不良性状累赘。还要保证所有位点特别是转化体位点均达到纯合状态。四是推进“优秀转化体新组配品种直接参试和审定“工作,以保证底盘品种是目前生产上最好最先进的;五是加强转基因品种的配套制种和栽培技术的培训、科普和应用等,例如除草剂的购买和使用等。
Q
农财宝典:今后三年,您最关注行业哪些方面的发展?您个人或团队有哪些目标?
A
赵久然:紧盯国际前沿,与我国玉米生产和产业需求目标紧密结合。
从育种技术方面,一是进一步利用好转基因和基因编辑等生物育种技术,创制优新种质,实现优种提升。二是学好用好人工智能育种技术:AI+BT+IT,赶超国际先进水平。
在育种目标方面,首先还是高产。进一步提升品种的增产潜力,目前我国玉米最高产记录是亩产1663公斤,世界最高产记录已超过2500公斤。全国平均亩产也只有美国的约60%,还有较大差距和提升空间。二是宜机收,特别是直接机收籽粒方面,这个直接关系到我国玉米生产方式,以及生产成本和国际市场竞争力。三是高饲用品质玉米品种培育,因为玉米总量的65%用于饲料,必须以需求为导向,提高玉米籽粒淀粉和蛋白含量,降低水分、霉变及霉菌毒素水平。
此外,特别目标是矮杆玉米和鲜食玉米。我国鲜食玉米在经历起步初级阶段、快速发展阶段和多样化阶段之后,将进入高质量发展阶段,在吃饱、吃好基础上,还要更营养、更健康,所以我们将鲜食玉米的营养强化放在重要位置。特别是高叶酸,高花青素、高叶黄素和玉米黄质等既好吃又有特殊功能营养的新型鲜食玉米。
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时序更迭,岁律更新。回望2025,种业知识产权保护筑堤愈牢,生物育种产业化扩面提速,种业科技创新昂首迈入世界第一方阵;人工智能浪潮席卷,重塑种业生态格局,种企增资热潮涌动,金融资本赋能产业发展的引擎愈发强劲。
这一年,种子供需失衡的挑战仍在,行业内卷的阵痛未消,但品种权交易屡现高价,品种为王、品质致胜的时代正加速奔涌而来。在全体种业人拼搏下,“五年见成效”的阶段性目标任务如期完成,中国种业发展步履铿锵,阔步向前。
南方农村报深耕三农领域六十余载,始终秉持“兴农力量,时代担当”的初心使命,见证、记录并参与推动农业农村变革。南方农村报 农财宝典连续十年“新年问大咖”,为种业人奉上例牌“年菜”。值此2026农历新年将至之际,专栏以《向前吧!种业》为主题,分享前沿思考,启迪未来方向。
农财宝典向每年提供丰富精神营养的行业大咖致以敬意!
农财宝典恭祝全体种业人新春快乐,身体健康,工作顺利,万事胜意!
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记者丨钟海芳
编辑 | 农财君
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