贵州日报天眼新闻记者 何登成
3月16日,刚刚结束一场会议,贵州省旱粮研究所所长、贵州省特色杂粮生物育种全省重点实验室主任张立异便匆匆收拾行囊,登上了飞往海南的航班。目的地:贵州南繁育种基地。那里正迎来一年中最关键的收获季节。
从贵阳到三亚,跨越上千公里,这是张立异和贵州省旱粮研究所几代科研人员每年冬春之际的“迁徙”常态。为了加速良种选育进程,他们像“候鸟”般追赶太阳,利用海南独特的光热资源进行作物加代,将原本漫长的育种周期大幅缩短。
“南繁不仅仅是‘种地’,更是为加快实现种业振兴的高科技攻坚战。以高粱为例,利用南繁加代,一年可完成两代的繁殖,选育一个新品种的时间能从传统的七八年缩短至三五年。”张立异说。
与传统的“一把尺子一杆秤”的育种不同,张立异带领的团队早已迈向分子设计育种的深水区。
2025年,她和团队完成了1000余份高粱种质的全基因组重测序,绘制出高精度的分子指纹图谱;成功组装了全球首张酒用高粱“红缨子”的端到端(T2T)基因组图谱,以及一张野生高粱T2T精准基因组图谱。
“以前的基因组组装有很多缺口,就像一张不完整的地图。”张立异解释,“现在的T2T技术,相当于把从染色体这一头到那一头的所有‘盲区’全部打通,为挖掘高产、优质、抗逆的关键基因奠定了前所未有的基础。”
这些看似枯燥的基础研究,正转化为育种创新的“利器”。团队自主开发了包含4.7万个SNP位点的高粱育种液相芯片。“有了这些‘芯片’和标记,我们就像有了精准的导航,可以快速从海量材料中筛选出目标个体,选育一个新品种的时间,相较传统缩短了一半。”张立异说。
实验室的研究方向,紧盯着贵州千亿级白酒产业的原料需求。酱香型白酒独特的“12987”酿造工艺(一年周期、两次投料、九次蒸煮、八次发酵、七次取酒),对高粱原料提出了严苛要求:粒小而圆、种果皮厚度适中、耐蒸煮和耐翻拌性强。
“如果科研人员只是坐在办公室里想课题,那研究的成果会是产业真正需要的吗?”张立异坦言,“重点实验室的终极目标,就是从产业中来,回到产业中去。”
正是基于这种理念,实验室将科研目光投向了生产中的实际痛点。贵州主栽品种“红缨子”虽然品质优良,但植株过高(可达3米),极易倒伏,且不适合机械化收割。针对这一问题,团队通过化学诱变技术,从数千份“红缨子”突变体材料中,成功筛选出株高降至1.8米左右,甚至1米左右的矮秆优良材料,在保持原有品质性状不变的前提下,显著提升了抗倒伏能力和机械化种植潜力。
此外,团队还系统解析了与酿造品质密切相关的关键基因——籽粒大小和形状、果皮厚度、单宁含量等。“单宁是酱酒香味物质的主要来源,过高会抑制发酵,过低则风味不足。”张立异介绍,团队已克隆了相关关键基因并申请专利,未来有望实现对单宁含量的精准调控。
基础研究“顶天”,应用推广“立地”。在贵州省特色杂粮生物育种重点实验室,一条完整的创新链条正在逐渐成形。去年以来,实验室捷报频传:苦荞T2T基因组研究成果发表于Cell子刊《Cell Reports》;高粱胚芽鞘花青素调控因子SbC1的相关成果发表于中国科学院一区期刊;育成的“黔红糯1号”“黔红糯2号”等高粱新品系和多个苦荞新品系,即将提交新品种权申请。在成果转化方面,薏苡“仁薏1号”、高粱“红粱丰5号”等3项成果成功转让生产经营权。
“一粒良种落地,换来的是农民增收的笑脸、粮食安全的底气和产业链价值的提升。”张立异坚信,只有把种子的科技含量提上去,产业抗风险能力才能强起来。