這是一個(gè)“碩果累累”的團(tuán)隊(duì)，不再苦澀的黃瓜、找回兒時(shí)風(fēng)味的番茄、利用種子種植的馬鈴薯……2017年以來，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所經(jīng)濟(jì)作物的全基因組設(shè)計(jì)育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)先后主持或承擔(dān)10余項(xiàng)國(guó)家、省市科研項(xiàng)目；發(fā)表SCI論文40余篇，其中團(tuán)隊(duì)成員為通訊作者或共同通訊作者發(fā)表1篇《Cell》、1篇《Science》，4篇《Nature Genetics》，申請(qǐng)專利9項(xiàng)，獲得農(nóng)業(yè)農(nóng)村部新品種認(rèn)定2項(xiàng)；團(tuán)隊(duì)首席黃三文研究員先后獲得獲國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)、何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)”和“周光召基金會(huì)科技獎(jiǎng)”；團(tuán)隊(duì)研究成果先后入選2017年、2019年中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)重大進(jìn)展。
累累碩果背后，是默默耕耘的汗水與付出。民以食為天，如何培育優(yōu)良蔬菜品種是中國(guó)當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究所面臨的重大課題，長(zhǎng)期以來中國(guó)蔬菜育種領(lǐng)域在遺傳基礎(chǔ)、品質(zhì)性狀調(diào)控機(jī)制研究方面還存在著巨大的空白，亟待破題。該團(tuán)隊(duì)牢牢抓住基因組學(xué)這一顛覆性創(chuàng)新技術(shù)，借助大數(shù)據(jù)這一有力武器，啟動(dòng)基因組學(xué)研究，不僅填補(bǔ)了中國(guó)在蔬菜育種領(lǐng)域的空白，促進(jìn)民族種業(yè)跨越性發(fā)展，提高核心競(jìng)爭(zhēng)力，更已成為了國(guó)際蔬菜基因組研究領(lǐng)域的領(lǐng)跑者。
親嘗苦葉終獲“甜”瓜 走出產(chǎn)研結(jié)合“康莊大道”
“基因組好比是一張地質(zhì)勘探圖。對(duì)農(nóng)業(yè)育種而言，基因組學(xué)技術(shù)能夠幫助我們清晰了解基因在進(jìn)化過程中如何進(jìn)行選擇、遺棄、變異，以及人類歷史上在品種培育過程中所做的努力。”該團(tuán)隊(duì)始終堅(jiān)守深耕基因組研究這一根本，并以此達(dá)到培育擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良品種，以研促產(chǎn)，產(chǎn)學(xué)結(jié)合。
該團(tuán)隊(duì)先后主導(dǎo)和參與了黃瓜、番茄、馬鈴薯等重要蔬菜作物的基因組、變異組和代謝組學(xué)研究，通過刻苦鉆研獲得豐富的多組學(xué)數(shù)據(jù)，先后揭示了蔬菜馴化的遺傳基礎(chǔ)和調(diào)控蔬菜品質(zhì)的分子機(jī)制，更為蔬菜分子設(shè)計(jì)育種提供了理論框架，快速推動(dòng)了傳統(tǒng)生物學(xué)研究的進(jìn)展。
為了打通從基因組到新品種的“玻璃門”，團(tuán)隊(duì)以黃瓜為研究對(duì)象，著力解決如何兼顧黃瓜育種中的抗性與品質(zhì)這一難題。
“你愿意去吃苦瓜，但你絕不愿意去吃苦的黃瓜。”5年來，團(tuán)隊(duì)成員親嘗了18萬口苦的黃瓜葉，終于發(fā)現(xiàn)并解釋了調(diào)控黃瓜苦味物質(zhì)合成代謝路徑的9個(gè)基因，同時(shí)發(fā)現(xiàn)直接控制這9個(gè)基因的兩個(gè)“主開關(guān)”基因，繼而開發(fā)出了高效的不苦基因分子標(biāo)記。
科研成果并不是發(fā)表論文后就束之高閣，而是第一時(shí)間投入到黃瓜基因組設(shè)計(jì)育種中去，團(tuán)隊(duì)先后培育出“蔬研2號(hào)”“蔬研5號(hào)”“蔬研12”和“蔬研白綠”等優(yōu)質(zhì)黃瓜系列品種。目前，這些優(yōu)質(zhì)黃瓜系列品種已在湖南、湖北、江西、浙江、福建、廣東等地得到大面積推廣種植，累計(jì)逾100萬畝，創(chuàng)造出經(jīng)濟(jì)效益80多億元，走出了一條從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)開發(fā)的“康莊大道”。
創(chuàng)新邀請(qǐng)消費(fèi)者參與育種 揭開番茄風(fēng)味面紗
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平和人民生活水平的不斷提升，老百姓不再滿足于“吃飽”，而是要“吃好”“吃得健康”“吃得放心”“吃得新鮮”……該團(tuán)隊(duì)立足于不斷滿足人民對(duì)美好生活的向往，創(chuàng)新研究思路，為中國(guó)百姓的“風(fēng)味”餐桌持續(xù)努力。
番茄是世界第一大蔬菜作物，也是深受中國(guó)百姓喜愛的蔬菜品種，經(jīng)常能夠聽到有人抱怨“現(xiàn)在的番茄越來越?jīng)]有味兒了”。到底人們喜愛的番茄是什么味呢？該團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，創(chuàng)造性地提出“讓消費(fèi)者參與育種”，邀請(qǐng)了170條“挑剔的舌頭”組建“品嘗小組”，對(duì)100多種番茄進(jìn)行了多次嚴(yán)格的品嘗實(shí)驗(yàn)，再利用數(shù)據(jù)模型分析，最終確定了33種影響消費(fèi)者喜好的主要風(fēng)味物質(zhì)，首次闡明了番茄風(fēng)味的遺傳基礎(chǔ)。
至此，番茄風(fēng)味大不如前的秘密被揭開，原來早期番茄育種一直以高產(chǎn)、高抗、耐儲(chǔ)運(yùn)等性狀為主要目標(biāo)，忽視了風(fēng)味品質(zhì)的改良，導(dǎo)致大多數(shù)商業(yè)品種風(fēng)味品質(zhì)嚴(yán)重缺失。
緊接著，該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了番茄果實(shí)品質(zhì)研究的多組學(xué)平臺(tái)，揭示了在馴化和育種過程中番茄果實(shí)中營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味物質(zhì)發(fā)生的變化，為全基因組設(shè)計(jì)育種提供了路線圖。
最終，番茄風(fēng)味和代謝研究成果分別發(fā)表在世界頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》和《細(xì)胞》上。同一時(shí)間，該團(tuán)隊(duì)培育的美味番茄品種之一“深愛1號(hào)”已完成第一個(gè)生長(zhǎng)周期的DUS測(cè)試，并面向新疆喀什和廣西巴馬等地區(qū)推廣，利用“美味番茄”進(jìn)行產(chǎn)業(yè)扶貧。
“優(yōu)薯計(jì)劃”顛覆育種繁殖 引領(lǐng)馬鈴薯“綠色革命”
科研既要“頂天”，有引領(lǐng)世界的魄力與實(shí)力，也要“立地”，能夠盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，服務(wù)中國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，服務(wù)億萬中國(guó)百姓。該團(tuán)隊(duì)上下一心，致力做出讓中國(guó)百姓看得見、摸得著、用得上的科研成果。
馬鈴薯是重要糧菜兼用作物，全球約有13億人以馬鈴薯為主食，因此馬鈴薯在保障全球糧食安全方面起到了關(guān)鍵性作用。
馬鈴薯受制于四倍體遺傳的復(fù)雜性，遺傳改良周期長(zhǎng)，品種更新慢，而且薯塊無性繁殖方式存在諸多缺陷，生產(chǎn)成本高。針對(duì)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)所面臨的問題，該團(tuán)隊(duì)提出了“優(yōu)薯計(jì)劃”，用二倍體替代四倍體，將育種周期從10至15年縮短為3至5年，大幅度提高育種效率；用儲(chǔ)運(yùn)方便且不易攜帶病蟲害的雜交種子替代塊莖繁殖，把繁殖系數(shù)提高1000倍，為我國(guó)每年節(jié)省1000萬畝種薯繁育用地，并解決1000萬噸種薯儲(chǔ)運(yùn)的難題。
“優(yōu)薯計(jì)劃”實(shí)施的根本目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的“綠色革命”，克服幾千年來馬鈴薯依靠塊莖繁殖的諸多不利因素，對(duì)馬鈴薯的育種和繁殖方式進(jìn)行顛覆性創(chuàng)新，全面釋放其遺傳潛力。目前，該團(tuán)隊(duì)已解決了馬鈴薯自交不親和的難題,淘汰了自交衰退基因，培育了高度純合自交系，并育成了第一個(gè)馬鈴薯二倍體F1品系，實(shí)現(xiàn)了“優(yōu)薯計(jì)劃”從0到1的突破，為馬鈴薯“綠色革命”鋪平了道路。該團(tuán)隊(duì)堅(jiān)信，不遠(yuǎn)的未來，“優(yōu)薯計(jì)劃”所取得的研究成果必將惠及全球。
3年來，團(tuán)隊(duì)始終牢記使命，勇于擔(dān)當(dāng)，取得了一大批具有國(guó)際先進(jìn)水平的重大科技成果，培養(yǎng)出一批農(nóng)業(yè)科技領(lǐng)軍人才，深入對(duì)口幫扶市縣指導(dǎo)，為我國(guó)“三農(nóng)”事業(yè)發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。未來，他們將繼續(xù)立足農(nóng)業(yè)研究主戰(zhàn)場(chǎng)，加快創(chuàng)新步伐，努力搶占世界農(nóng)業(yè)科技競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)，牢牢掌握我國(guó)農(nóng)業(yè)科技發(fā)展主動(dòng)權(quán)，為實(shí)現(xiàn)“三個(gè)面向”“兩個(gè)一流”貢獻(xiàn)力量，為我國(guó)由農(nóng)業(yè)大國(guó)走向農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)提供堅(jiān)實(shí)科技支撐。
