编者按:在荆楚大地科技战线,有这样一群人,他们或将个人理想融入科学发展需要,在前沿领域和基础研究上作出重要贡献;或埋头突破关键核心技术,解决经济社会发展瓶颈制约;或与疾病较量,护佑人民群众生命健康;或把科学讲成故事,提升公众科学素质……他们兢兢业业,始终响应和践行着新时代的召唤,弘扬着伟大的科学家精神。
近日,为进一步宣传好科学家精神,讲好湖北科技工作者的鲜活故事,引领全省科技工作者跃马扬鞭,奋进新征程、建功新时代,湖北省科协联合省委宣传部、省委军民融合办、省科技厅、中国科学院武汉分院开展2024年“荆楚最美科技工作者”宣传展示活动,委托武汉科技报深入采访一批湖北优秀科技工作者代表,并推出相关专栏,讲述他们潜心科技攻关、勇攀高峰的动人故事。
致敬“荆楚科技工作者” | 朱仁山:培育水稻种业“中国芯”
在杂交水稻全国重点实验室(武汉大学)鄂州育种试验基地,总能看到一个躬身稻田的身影——他虽皮肤黝黑、衣着质朴,却是头顶“国家技术发明奖二等奖”(2002年)“国家科学技术进步奖特等奖”(2013年)以及“湖北省科技进步奖特等奖”(2013年)等荣誉的农业专家。
他就是“2024年荆楚最美科技工作者”、国家水稻产业技术体系岗位科学家、武汉大学生命科学学院教授级高级工程师朱仁山。
“不信邪”成功攻克育种难题
“红莲型”杂交水稻是以中国工程院院士、武汉大学教授朱英国为领军人物的科研团队,在20世纪70年代初期利用海南的“红芒”野生稻与江西的种植稻“莲塘早”杂交创制而成的水稻良种,是湖北省的原创科研成果。作为朱英国院士团队的核心成员,朱仁山从1985年开始从事红莲型杂交水稻育种的应用研究,至今已三十九年。经过几代人五十余年的不懈努力,红莲型杂交水稻已经发展到了一个成果频出的新时期,成为我国水稻的重要种质资源及水稻研究基础材料的宝库。
但鲜为人知的是,红莲型杂交水稻在其应用推广过程中,曾差点因为红莲型不育系配种的杂交水稻种子纯度不稳定,且达不到国家规定的杂交水稻种子的纯度标准而被放弃。当时,甚至有权威专家曾作出过“结论”——红莲型杂交水稻的大面积推广应用“搞不成”。
面对这个结论,朱仁山“不信邪”。在朱英国的鼓励下,他潜心攻关,经过10余年的反复探索,终于带领团队找到了红莲型杂交水稻不育系独有的提纯技术,建立了一套成熟的红莲型杂交水稻亲本提纯繁殖体系,使红莲型不育系大面积繁殖的种子纯度达到99.96%以上,突破了红莲型杂交水稻不能大规模推广应用的难关。
据不完全统计,至2023年止,红莲型杂交水稻在我国及“一带一路”沿线国家的种植面积已经超过了4.5亿亩,为维护我国和“一带一路”沿线国家的粮食安全作出了贡献。
守卫粮食安全 不惧高温“烤验”
今年夏天,长江中下游部分地区出现了长时间极端超高温天气,朱仁山带着团队一刻不敢停歇,隔两天就来基地查看水稻材料、组合、品系、品种的生长情况。
“夏季时水稻进入幼穗分化发育期,是水稻强根壮秆、争足穗攻大穗关键期,也是水稻对高温敏感期。”朱仁山告诉记者,水稻天生耐热喜湿,但长时间连续的超高温会显著削弱水稻的生理机能,严重影响花粉母细胞的生长发育及花粉活力,导致结实率及千粒重等关键生长指标显著下降,对稻谷的产量与稻米的品质造成严重影响。
“收集一下,这个长得很好,要做好标记。”为了选育出耐高温的水稻材料,在鄂州育种实验基地的气温超过40℃,基地局部区域的气温甚至接近50℃的情况下,朱仁山坚持带领团队,巡查着试验田中的水稻生长状况——田中的水稻茎秆粗壮似成人的小手指,高度接近成人胸部,展现出强大的生命力。当时,正值水稻扬花授粉的关键阶段,也是采集样本的时间点,朱仁山叮嘱团队一定要趁着高温天,挑选出最耐高温、性状最佳的水稻材料用于选种育种。
通过遗传改良与分子设计育种技术的精准应用,团队选育出了易两优311、升两优311、升两优珞佳占、珞红优1564等高产、优质、耐高温杂交水稻新品种,且还有众多更优质的水稻组合、品系正在进行区试,待审定之后会陆续推出。
据了解,在今年长时间连续超高温情况下,不具耐高温特性或耐高温特性不强的品种结实率只有40%~60%,而他的团队选育的这几个品种及正在试验的组合、品系,结实率达到80%以上。
率先培育出父母本均抗褐飞虱的品种
褐飞虱是一种迁飞性和毁灭性的害虫,是水稻最大的病虫害之一,不仅导致水稻严重减产,还可能引发严重的病虫害问题。选育抗褐飞虱水稻品种已成为粮食生产的迫切需求。
为此,朱仁山带领团队努力攻关,选育出了首个双亲都抗褐飞虱且褐飞虱抗性达到三级的杂交水稻新品种“易两优311”。该品种不仅耐高温,而且还抗褐背褐飞虱,大面积推广应用,可以增强水稻的抗逆性和适应性,降低病虫害发生的风险,提高水稻的产量和品质,有效减少农药的使用,降低环境污染和生态破坏的风险。
据悉,朱仁山团队选育出的杂交水稻不育系,异交结实率高,且聚合了抗褐飞虱和稻瘟病基因,其中“Bph68S”系率先在国内利用分子标记辅助选择与常规育种技术相结合,于2008年育成的抗褐飞虱水稻不育系,被国内20余家合作单位引用。
“朱老师不是在田间,就是在去田间的路上。”朱仁山团队工作人员说,水稻整个生长季,除了鄂州基地,朱仁山还经常到红莲型杂交水稻制种示范基地查看种子生产情况,或是到各地的区试点、展示(示范)点了解自己的品系(种)表现情况。
年复一年超强度的工作,使朱仁山团队取得了不俗的成绩——育成具有行业领先水平的水稻新品种25个、不育系10个,获植物新品种保护权31项、发明专利4项,主持和参与国家及省部级科研项目11项。团队选配出的15个优质、高产、多抗、高效的杂交稻品种,全部实现产业化推广。其中“珞优8号”为湖北省首个超级稻杂交水稻中稻品种,连续7年被农业农村部确认为主导品种。
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