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中—埃马铃薯品种选育基地内,工作人员查看马铃薯生长情况。(受访者供图) |
11月1日,西南大学农学与生物科技学院。
在院长吕典秋的办公桌上,摆放着一张马铃薯的照片。照片上的马铃薯呈红色,粗壮的根系旁放着一块标识牌,写有“RED ROSE”(红玫瑰)的字样。
“这是我们为共建‘一带一路’国家选育的马铃薯新品种,该品种产量较当地马铃薯增加30%以上。因其表皮为红色,我们将其命名为‘红玫瑰’。”吕典秋说。2021年,由西南大学牵头,联合国际马铃薯中心亚太中心、10余个共建国家,以及国内科研院所、企业等23家单位,成立了“一带一路”国际马铃薯产业科技创新院(简称马铃薯创新院),针对共建国家马铃薯产业发展需求,输出我国的马铃薯新品种、新技术等。
目前,西南大学与马铃薯创新院成员单位已成功选育包括“红玫瑰”在内的6个马铃薯新品种(系),并研发出马铃薯种薯病毒病快速检测试剂盒,为共建国家提供马铃薯产业发展的“中国方案”。
多个国家缺乏马铃薯良种
在共建国家,马铃薯被广泛种植。从中国西北地区经中亚、东欧到西欧,从中国西南地区经南亚、中东地区、地中海地区到非洲和欧洲,存在着两条显著的马铃薯种植经济带。
为摸清这些国家的马铃薯产业发展现状,在马铃薯创新院成立之初,西南大学便对哈萨克斯坦、埃及、伊朗、印度、巴基斯坦、孟加拉国、斯里兰卡等国的马铃薯产业展开调研。
调研结果显示,这些国家的马铃薯产业发展存在育种技术缺乏、种质资源匮乏、种薯质量低、专业技术人员不足、产业链不完整、现代农业机械缺乏、深加工企业缺乏、出口渠道差、附加值低9个方面的问题。其中,良种缺乏是多国面临的共同问题。
以哈萨克斯坦为例,马铃薯是该国主要的粮食作物,全国马铃薯种植面积达270万亩。然而,由于缺少优良品种及合格的脱毒种薯,该国马铃薯单产水平低,仅为1.3吨/亩,产业发展缓慢。
同样的情况也发生在埃及。埃及是非洲第一大马铃薯种植国,但由于缺少优良品种,单产仅在1吨左右。
“由于选育技术落后,部分共建国家的马铃薯品种比较单一,自主选育的品种较少,且育种周期长,难以获得高产且品质优良的新品种。”吕典秋说。
成功选育6个马铃薯新品种
针对共建国家缺乏马铃薯良种的问题,早在马铃薯创新院成立之前,西南大学便与哈萨克斯坦、埃及的高校及国内外企业开展合作,通过共建马铃薯选育示范基地,开展马铃薯品种选育与高产技术示范攻关工作。
2016年,哈萨克斯坦与中国在“一带一路”框架下签署了第一个双边合作规划,农业是双边合作的重要领域之一。当年,西南大学与哈萨克斯坦塞弗林农业科技大学建立了正式合作关系。
两年后,西南大学与埃及开罗大学围绕有关马铃薯品种选育、生产技术研究等内容,签署马铃薯国际科技合作协议。
从2018年开始,西南大学联合哈萨克斯坦塞弗林农业科技大学、埃及开罗大学及国内外企业,围绕马铃薯育种技术联合攻关、高产示范基地建设、种薯繁育与质量检测体系建立等方面,开展科技合作、平台建设、技术援助及人员交流,在内蒙古商都县建立了“中—哈马铃薯育种示范基地”,在哈萨克斯坦建立了“哈—中马铃薯高产示范基地”,在重庆建立了“中—埃马铃薯品种选育基地”。
“哈萨克斯坦与我国内蒙古的生态条件相似,两地土壤类型都以黑砂壤为主,生产方式均采取机械化生产。而埃及与重庆同属高温气候,因此我们在国内将基地选在内蒙古和重庆,把哈、埃两国已有的马铃薯品种与国内优质种质资源进行杂交配制,联合测试、共享数据,开展马铃薯育种材料田间评价与选育工作。”吕典秋说。
目前,共建基地已联合选育筛选马铃薯育种材料80余份,成功选育出6个马铃薯新品种(系),其中3个品种(系)适宜哈萨克斯坦种植及当地市场需求,正在当地进行品种登记,示范基地内的“红玫瑰”马铃薯品种产量较当地普通品种增产30%以上。
研发试剂盒5分钟可检测病毒
今年5月,西南大学举办“一带一路”国际马铃薯产业发展合作论坛。论坛上,西南大学向马铃薯创新院共建国家赠送了1000套马铃薯种薯病毒病快速检测试剂盒。
这种试剂盒能在5分钟内检测出马铃薯种薯是否感染轻花叶病毒、重花叶病毒、潜隐花叶病毒等病毒的6种马铃薯病毒病,在种薯种植之前,检测筛选出健康种薯,提升马铃薯的产量和品质。
“在部分共建国家中,现有的一些马铃薯品种在理论上能达到较高的产量,但在实际生产中,这些品种没有表现出应有的生产潜力。”吕典秋解释,原因之一就在于种薯在种植之前,没有进行种薯的质量检测。
对于这类问题,目前国际上的通用做法是使用脱毒种薯进行种植,但在脱毒种薯繁育之前及繁育的过程中,需对脱毒试管苗及种薯进行质量跟踪检测,以判定种薯是否感染病毒。然而,行业内普遍采用的检测方法均需要较昂贵的专业仪器设备,同时要有专业的人员操作,且检测周期一般在一天左右,费钱费力又费时。
2019年,西南大学开始研制马铃薯种薯病毒病快速检测试剂盒,通过运用纳米酶标记技术和免疫层析技术,检测种薯是否健康。
“这种检测方法,无需专业设备和专业技术操作,只需一个试纸条。”吕典秋从马铃薯种薯病毒病快速检测试剂盒中拿出试纸条介绍,一个试纸条即可检测出1—2种马铃薯病毒,检测成本低至10元,且5分钟内就可以诊断种薯是否健康。
去年,西南大学成功研制出该试剂盒,目前已在10余个共建国家推广使用。吕典秋介绍,接下来还将对试剂盒进行升级改造,将一个试纸条的病毒检测种数由2种提升至3种,进一步提高检测效率。
今年,西南大学与马铃薯创新院成员单位共同发布了《“一带一路”国际马铃薯种质资源库共建共享倡议书》,各方将共同建设一个开放、共享、丰富的国际马铃薯种质资源共享平台,开展马铃薯种质创制、利用、推广等工作。
吕典秋介绍,下一步,西南大学将以马铃薯创新院和西部(重庆)科学城种质创制大科学中心为平台,组织重庆薯类产业技术体系创新团队成员单位,联合更多共建国家有关科研院所和企业,通过学术交流、联合攻关、科学普及、人才流动、技术转移等形式,推进共建国家薯类产业可持续发展。