決定一粒種子優(yōu)劣最根本的是什么？基因。
4月17日，在河南省農(nóng)科院花生育種實驗室內(nèi)，神農(nóng)種業(yè)實驗室花生科研團(tuán)隊的杜培博士從“基因”講起，向記者揭開了一粒種子的大千世界。
“基因存在于一個個染色體上。”杜培說，育種就是把優(yōu)良基因發(fā)掘、鑒定出來，再將帶有這些基因的材料進(jìn)行雜交、分離、重組、篩選，最后把有用基因重新“組裝”，淘汰掉不利基因。
作為花生遠(yuǎn)緣雜交育種研究的參與者，杜培常年和染色體打交道，通過野生種和栽培種的基因“聯(lián)姻”，努力創(chuàng)制優(yōu)異栽培新材料。在整個環(huán)節(jié)中，杜培的工作起著基礎(chǔ)性作用，直接決定能否培育出優(yōu)質(zhì)“混血”新品種，也決定著遠(yuǎn)緣雜交育種能否成功。
我省的花生遠(yuǎn)緣雜交育種技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位，這是由神農(nóng)種業(yè)實驗室主任張新友帶領(lǐng)團(tuán)隊歷時多年“打拼”出來的。在攻關(guān)過程中，該團(tuán)隊主要致力于解決兩個突出的技術(shù)難題：一是由于栽培種與野生種雜交不親和障礙致使雜交成功率低；二是由于缺乏精準(zhǔn)的鑒定技術(shù)，花生遠(yuǎn)緣雜交后代中外源染色體和基因的鑒定困難。
“花生栽培種有40條染色體，多數(shù)野生種有20條染色體，它們的任何變化都可能產(chǎn)生顯著的遺傳效應(yīng)，因此，我們從研究花生染色體的演化機(jī)制著手，也就是研究花生的歷史。”杜培解釋，依據(jù)它們的歷史演變，就可以推斷野生種與栽培種的親緣關(guān)系，為有目的開展遠(yuǎn)緣雜交，創(chuàng)制優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高抗病的育種新材料提供依據(jù)。
與此同時，神農(nóng)種業(yè)實驗室還掌握了花生單染色體涂染技術(shù)。利用這項技術(shù)可以識別相同或相似染色體，也可以使染色體的變化痕跡一目了然，為鑒定花生遠(yuǎn)緣雜交材料提供新的技術(shù)手段。
“單染色體涂染技術(shù)類似于細(xì)胞里的衛(wèi)星定位。”杜培是這項技術(shù)的主要參與者，他形象比喻道，就像利用衛(wèi)星定位技術(shù)可以追蹤到一類手機(jī)，也可以定位某個手機(jī)，單染色體涂染技術(shù)是利用帶有某種顏色熒光信號的DNA探針將某條染色體涂染成特定顏色，從而實現(xiàn)對該條染色體的追蹤、識別。從精準(zhǔn)定位一類染色體到某條染色體，使花生野生種的利用效率得到大大提高。
神農(nóng)種業(yè)實驗室自成立以來，在鞏固應(yīng)用研究優(yōu)勢的同時，著重在基礎(chǔ)前沿研究方面“補(bǔ)短板”。除了花生領(lǐng)域，實驗室圍繞作物經(jīng)濟(jì)性狀的遺傳機(jī)制解析取得進(jìn)展，挖掘出多個控制小麥品質(zhì)性狀的基因位點(diǎn)。
種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”，關(guān)系著中國人的糧食安全，對于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化更是發(fā)揮著基礎(chǔ)性作用。隨著體制機(jī)制創(chuàng)新、科研投入增加，高端人才引進(jìn)，解決種業(yè)“卡脖子”難題，神農(nóng)種業(yè)實驗室一定會有更大擔(dān)當(dāng)和作為。
●對話中國工程院院士、神農(nóng)種業(yè)實驗室主任張新友
問：神農(nóng)種業(yè)實驗室如何做到“頂天立地”，推動種業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展？
答：作為我省扛穩(wěn)糧食安全重任的重大戰(zhàn)略舉措，神農(nóng)種業(yè)實驗室肩負(fù)著艱巨而光榮的使命，努力的方向是實現(xiàn)創(chuàng)新成果的“頂天立地”。也就是說，從基礎(chǔ)理論研究到重大技術(shù)攻關(guān)再到突破性品種培育，進(jìn)行全產(chǎn)業(yè)鏈條的創(chuàng)新。
以往，作為省級科研單位，我們更多關(guān)注應(yīng)用研究和局部領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，著重解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展遇到的實際問題，基礎(chǔ)研究相對薄弱。今后，不僅要致力于探索育種重大理論問題，解決“卡脖子”技術(shù)難題，培育突破性重大品種，還要與企業(yè)結(jié)合實現(xiàn)品種的產(chǎn)業(yè)化，支撐種業(yè)龍頭企業(yè)的培育。用一句話概括：“圍繞產(chǎn)業(yè)鏈布局創(chuàng)新鏈，并實現(xiàn)創(chuàng)新鏈各個環(huán)節(jié)的全覆蓋。”
問：體制機(jī)制創(chuàng)新是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，2022年神農(nóng)種業(yè)實驗室準(zhǔn)備從哪些方面進(jìn)行突破？
答：體制機(jī)制創(chuàng)新是實驗室重點(diǎn)任務(wù)之一，也是技術(shù)創(chuàng)新的重要保障。2022年，將通過探索三大機(jī)制，建立符合種業(yè)創(chuàng)新需求的“四不像”新型管理模式，激發(fā)實驗室的創(chuàng)新活力。一是建立以需求和問題為導(dǎo)向的科研選題機(jī)制，堅持聚焦前沿、鼓勵探索、突出原創(chuàng)。二是建立以任務(wù)和產(chǎn)出為導(dǎo)向的科研經(jīng)費(fèi)管理機(jī)制，賦予科研人員在經(jīng)費(fèi)管理使用方面更大自主權(quán)。三是完善績效評價體系，形成優(yōu)勝劣汰、能上能下的動態(tài)考核機(jī)制。（記者 劉曉陽）
