近日,抗赤霉病小麥新品種“揚麥53”示范觀摩會在江蘇省揚州市舉行,來自全國的專家學者、種業(yè)企業(yè)代表、種植大戶齊聚一堂,共同見證“揚麥53”亮眼的田間“答卷”:抗病與高產可以兼得,綠色與豐產能夠共贏。
小麥赤霉病,是全球糧食生產的重大威脅,也是我國糧食安全的“心頭之患”。半個多世紀以來,江蘇里下河地區(qū)農業(yè)科學研究所小麥遺傳育種團隊,一代代科研人扎根田間、接續(xù)奮斗,接續(xù)攻克這一世界性難題,利用分子育種實現(xiàn)精準培育,成功育成突破性的抗赤霉病高產優(yōu)質小麥新品種,筑牢國家糧食安全防線,為全球抗赤霉病育種貢獻“中國方案”。
直面世界性難題——
赤霉病威脅重重,攻堅迫在眉睫
小麥作為我國重要糧食作物,是保障口糧安全的核心作物。小麥赤霉病由禾谷鐮刀菌引發(fā),是暴發(fā)性、世界性流行病害,堪稱小麥生產的“頭號殺手”。這種病害極具破壞性,一旦暴發(fā),不僅會導致小麥大幅減產,重病田塊減產可達50%以上,嚴重時甚至絕收;更致命的是,病菌會產生被世界衛(wèi)生組織列為Ⅲ類致癌物的赤霉毒素,污染小麥籽粒后,會直接危害人畜健康,破壞糧食產業(yè)鏈安全。
數(shù)據(jù)顯示,近10年我國小麥赤霉病已5次大范圍暴發(fā),是全球受赤霉病危害最嚴重的國家。2012年,赤霉病席卷蘇皖魯豫等麥區(qū),發(fā)病面積高達1.7億畝,重病區(qū)域病穗率高達50%~70%,重病田顆粒無收。
近年來,受氣候變化、耕作制度調整等因素影響,赤霉病發(fā)病范圍持續(xù)北擴西移,突破了傳統(tǒng)長江中下游重發(fā)區(qū)界線,蔓延至黃淮小麥主產區(qū),直接威脅全國六成以上小麥生產安全。據(jù)全國農業(yè)技術推廣服務中心預測,2026年,全國小麥赤霉病預計發(fā)生面積達1.4億畝,長江流域、江淮及黃淮麥區(qū)流行風險居高不下,防控形勢異常嚴峻。
長期以來,我國主要依賴化學農藥防控赤霉病,部分年份需噴灑2至4次藥劑,不僅防控效果有限,還大幅增加種植成本,農藥殘留還會污染土壤和水源,破壞生態(tài)環(huán)境,更無法從根源上阻斷毒素污染。
“赤霉病可防不可治,一旦發(fā)病便難以挽回損失,培育高抗赤霉病小麥新品種,是實現(xiàn)‘少打藥、多打糧、保安全’的唯一根本出路。”江蘇里下河地區(qū)農業(yè)科學研究所小麥研究室研究員高德榮直言,攻克小麥“頑疾”,是保障糧食安全必須打贏的硬仗。
接力深耕數(shù)十載——
從經(jīng)驗育種到精準育種,破解核心密碼
我國抗赤霉病育種之路,是一場跨越半個多世紀的接力賽,凝聚了一代代育種人的堅守與智慧、汗水與心血。
20世紀70年代,我國抗赤霉病育種艱難起步。江蘇太湖地區(qū)農業(yè)科學研究所科研人員迎難而上,培育出抗赤霉病品種“蘇麥3號”,這是全球公認的抗赤霉病種質資源,雖因農藝性狀差、產量偏低無法大面積推廣,卻為后續(xù)育種留存了珍貴“基因火種”,填補了我國抗病種質空白。
20世紀90年代,在國家科技攻關計劃、“863計劃”的支持下,中國工程院院士、里下河地區(qū)農業(yè)科學研究所研究員程順和接過接力棒,帶領團隊扎根長江下游赤霉病重災區(qū),開啟了漫長的攻堅之路。彼時沒有先進設備,科研人員靠“一把尺子、一桿秤、一雙慧眼”,日復一日在田間觀察、記錄、篩選,頂著高溫酷暑、風吹日曬,逐株鑒定抗病性與豐產性。面對“抗病不高產”的行業(yè)痛點,程順和創(chuàng)造性提出全新育種路線:選用綜合豐產性好、赤霉病輕的親本配組,后代重點保持豐產性、兼顧抗病性。
歷經(jīng)數(shù)十年堅守,程順和帶領團隊成功育成以“揚麥158”為代表的一批中抗赤霉病小麥品種,將揚麥品種抗性從“中感”提升至“中抗”水平,初步實現(xiàn)了抗病性與產量的協(xié)同提高?!皳P麥158”成為20世紀末我國種植面積最大的小麥品種,有效緩解了赤霉病危害,為后續(xù)高抗品種培育奠定了堅實基礎。
進入新世紀,赤霉病暴發(fā)愈發(fā)頻繁,中抗品種已無法滿足生產需求,培育高抗品種迫在眉睫。全球范圍內,小麥赤霉病抗性長期徘徊在中抗水平,無數(shù)團隊嘗試突破,收效甚微。在國家重點研發(fā)計劃“七大農作物育種”重點專項支持下,高德榮接過重任,帶領團隊迎難而上,沉下心深耕揚麥自身抗赤霉病遺傳資源,解析揚麥的抗病遺傳基礎,先后通過遺傳連鎖分析、全基因組關聯(lián)分析等,從揚麥骨干品種中成功挖掘出多個抗赤霉病主效位點,為分子聚合育種之路提供了支撐。
團隊成員繼續(xù)攻關,歷經(jīng)10余年,扎根實驗室和試驗田,面對資源局限、性狀聚合難度高等困難,經(jīng)歷反復失敗,始終咬牙堅守,終于突破了單一抗源的局限,聚合多個抗性位點,搭建起全新的抗病育種技術體系。2021年育成“揚麥33”,赤霉病抗性得到顯著提升,實現(xiàn)了我國小麥抗赤霉病育種從“中抗”到“高抗”的歷史性突破。但團隊并未止步,他們發(fā)現(xiàn)“揚麥33”存在抗倒性不足、品質偏弱等短板,離大面積推廣還有差距。
接續(xù)奮斗,永不止步。2022年以來,在國家農業(yè)生物育種重大專項支持下,團隊成員攻堅克難,歷經(jīng)4年精準定向改良,成功選育出集抗赤霉病和白粉病、高產、優(yōu)質的“揚麥53”,實現(xiàn)了我國抗赤霉病高產優(yōu)質小麥品種“從0到1”的重大突破。
良種落地顯實效——
抗病高產雙突破,端牢中國飯碗
歷經(jīng)半世紀深耕,“揚麥53”成為抗病、高產、優(yōu)質、抗倒協(xié)同突破的“六邊形戰(zhàn)士”,以其赤霉病抗性和綜合性狀的卓越表現(xiàn),成為我國小麥抗赤霉病育種的先鋒品種。該品種精準聚合4個抗赤霉病主效基因、抗白粉病基因Pm21、優(yōu)質中強筋關鍵基因,實現(xiàn)了抗病、高產、優(yōu)質性狀的聚合,克服了長期以來“抗病不高產、高產不優(yōu)質”的產業(yè)痛點。在國家級試驗中,“揚麥53”赤霉病抗性連續(xù)3年穩(wěn)定達到抗(R)級,抗病性能穩(wěn)居全球領先水平;相較“揚麥33”,抗倒伏能力大幅提升,生產試驗較對照品種增產10%以上,產量優(yōu)勢突出;品質達到優(yōu)質中強筋標準,可完美適配饅頭、面條等優(yōu)質面食加工需求,實現(xiàn)了抗病性、豐產性、商品性的全面突破。在江蘇及湖北隨州、襄陽、潛江和安徽安慶、六安等地示范種植,均獲一致好評?!皳P麥53”出苗齊、葉色秀、根系發(fā)達,分蘗多且粗壯,豐產性優(yōu)良。2024年江蘇東臺試驗種植遭遇暴雨,在其他品種受災時,“揚麥53”表現(xiàn)穩(wěn)產,每畝比對照多收100斤,用實打實的表現(xiàn)證明了抗病和豐產可以“并行”。
從科研突破到產業(yè)落地,“揚麥53”的推廣成效同樣亮眼。2025年該品種通過國家審定,同年入選中國農業(yè)重大科技新成果,2026年成功入選國家農作物主導品種目錄,2026年秋播預計推廣面積突破100萬畝,快速從試驗田邁向大面積生產。這一品種的推廣,徹底改變了小麥赤霉病防控過度依賴化學農藥的局面,從源頭上阻斷病害暴發(fā)風險,每畝可為農戶增收節(jié)支約200元,真正實現(xiàn)“少打藥、多打糧、穩(wěn)收益”,同時填補了我國抗赤霉病優(yōu)質中強筋品種的市場空白,延伸小麥全產業(yè)鏈價值,為長江中下游麥區(qū)糧食穩(wěn)產增收、產業(yè)升級提供了有力支撐。
從“蘇麥3號”的艱難起步,到“揚麥158”的階段性突破,再到“揚麥33”“揚麥53”的歷史性突破,我國抗赤霉病育種的每一步跨越,都離不開育種人那份甘于寂寞、勇于攻堅、永不言棄的堅守,更離不開國家農業(yè)重大科研項目的持續(xù)支持。目前,在我國農業(yè)生物育種等重大項目的持續(xù)支持下,發(fā)揮我國制度優(yōu)勢,我國科學家聯(lián)合攻關,創(chuàng)制的抗赤霉病育種技術路線與核心種質資源已在全國共享,獲得國際同行高度認可,為全球抗赤霉病育種貢獻了完整的中國技術、中國方案。未來,我國科學家將繼續(xù)深耕分子育種前沿技術,持續(xù)選育綠色多抗、高產優(yōu)質小麥新品種,配套輕簡化栽培技術,實現(xiàn)“從1到N”的跨越,筑牢國家糧食安全防線,用自主良種端牢中國人自己的飯碗。