三十年书写世界油菜历史

2016-01-13 08:40王海涛钱朝军
科学中国人 2016年1期
关键词:油菜新品种

王海涛 钱朝军

1957年9月,李加纳出生于四川省万县市。那时,正值非洲大陆加纳共和国独立,为了纪念这一盛事,父亲给他取名为加纳。

岁月如歌。如今,年近六旬的李加纳已经声名远播。这一切都归因于他挚爱的科研事业——油菜遗传育种。历经30余载,李加纳率领团队先后培育出甘蓝型黄籽杂交油菜新品种“渝黄1号”“渝黄2号”“渝黄4号”和“渝油28”,这4个高产优质高效的新品种通过国家审定并大面积推广应用,确立了我国甘蓝型黄籽油菜基础研究与生产应用的国际领先地位。

穿梭于一片片金黄色的油菜花里,李加纳心里是甜蜜的。这份甜蜜不仅来自于田野美景的沁人心脾,更重要的是,长江流域油菜主产区到处都种植着由他培育的油菜新品种,这些具有市场竞争力的新品种既可使农民大幅度增收,又可使油脂加工企业显著增效,累计产生经济效益近百亿元。

李加纳谦虚地表示,“我所取得的成绩,应该归功于前辈们的支持,归功于油菜团队全体师生的共同努力,成绩是大家的”。

择善固执,独辟蹊径

2012年5月,央视纪录片《舌尖上的中国》席卷中华大地。从食材选择到烹饪技巧,每一道工序都令人叹为观止。该纪录片向世界展现了中华饮食文化的精致和源远流长。

中国菜素来以色香味俱全而闻名。一道香气四溢的美味佳肴,食用油占据着功不可没的地位。一直以来,中华民族习惯食用黑褐色、散发出浓郁香味的菜籽油。它是用油菜籽榨出来的一种食用油,俗称菜油。

李加纳告诉记者,国内外传统油菜都是黑籽,黑籽油菜的压榨油是黑色的,必须经过工业脱色变为无色无味的色拉油。“工业加工不仅增加了成本,而且还损失了菜油的营养和天然香味,特别不适合中国人的餐饮文化需求。”

自从2001年加入世界贸易组织以来,我国的油菜生产一直受到国际市场的压力,年进口量达到300?500万吨。面对这种挑战,李加纳认为只有两条途径:降低生产成本和提高产量质量。

李加纳介绍,油菜的三大类型分别为白菜型、芥菜型和甘蓝型。白菜型和芥菜型油菜原产于中国、印度等地,其中有出油率较高、成色较好的黄色籽粒品种,但产量很低;甘蓝型油菜原产于地中海地区,虽然产量较高但只有黑色籽粒,压榨油和饼的商品性差。如何将不同类型油菜的优势结合在一起成为科学家苦心钻研的方向。

1960年,瑞典科学家从人工合成的甘蓝型油菜中首次找到黄籽单株,这个发现给大家带来了希望,国内外逐步形成了第一轮甘蓝型黄籽油菜育种热潮。尽管国内外很多专家开展甘蓝型黄籽油菜研究多年,但均未获得突破性进展。甘蓝型黄籽油菜粒色稳定问题成为了一个世界性的难题。为此,国内外部分权威专家断言,甘蓝型黄籽油菜粒色无法稳定,抗性和丰产性不好,没有利用前途。在这种学术观点的影响下,到上世纪90年代,国内外油菜研究机构基本上都停止了甘蓝型黄籽油菜的研究。

《礼记·中庸》有言:“诚之者,择善而固执之者也。”尽管国内外专家均不看好甘蓝型黄籽油菜的研究前景,然而,李加纳并未追随“潮流”。

他认为:“如果通过遗传改良,去掉油菜种皮中的色素,则新型黄籽油菜压榨油就是金黄色的,既降低了加工成本,又保持了营养和风味。此外,黄籽油菜还具有种皮薄、油脂和蛋白质较高等优点。因此,甘蓝型黄籽油菜应该作为油菜育种的重要目标,同时也是我国油菜生产应对国际压力的突破口之一!”

攻坚克难,勇往直前

青年时期的李加纳便与农业科学研究结下了不解之缘。他的第一份工作是在攀枝花农科所从事番茄育种研究。3年的研究生涯,奠定了他坚实的科研基础。

1977年,由于文化大革命的冲击而中断了10年的高考制度终于得以恢复。遵从父亲遗愿,李加纳参加高考并顺利考入了西南农业大学(原名为“西南农学院”)农学系,开始接触油菜研究。

大学毕业后,抱着科学救国的理想和信念,1982年,李加纳考取了著名的油菜遗传育种专家邱厥教授的研究生,进行油菜品质性状的遗传研究工作。

在研究生学位论文的准备中,李加纳承接了四川省六五育种攻关项目“油菜脂肪酸数量性状的遗传研究”。经过两年的试验研究,在导师的指导下,李加纳撰写的毕业论文《甘蓝型油菜芥酸及其它脂肪酸数量性状的遗传分析》荣获首届四川省青年学术研讨会优秀学术论文一等奖。他的科研才能得到了充分的肯定。

20世纪80年代中期,刚拿到硕士学位的李加纳开始对甘蓝型黄籽油菜产生了极大的兴趣。为什么在白菜型油菜中遗传稳定的黄籽性状,到甘蓝型油菜中就不稳定?为什么种子颜色与抗性、丰产性有关联?他迫切地希望找到问题的答案。

到达终点之前,没有人知道前方会遇上怎样的困难,甚至能否到达终点也是一个未知数。由于国内外专家几乎放弃了对甘蓝型黄籽油菜的研究,李加纳明白,这个决定冒着极大的风险,只能背水一战。

他告诉记者,甘蓝型黄籽油菜的研究难点在于三个方面。“首先是缺乏遗传稳定的黄籽材料,其次是粒色形成机理不明,最后是黄籽与高产、抗性结合不好。”

针对三大难题,李加纳团队确定了三大技术路线,即广泛搜寻和创造黄籽突变基因;采用多种方式聚合黄籽基因,创造出遗传稳定的甘蓝型黄籽品系;利用现代育种手段、聚合多个优良性状,选育出优质高产多抗甘蓝型黄籽杂交油菜新品种,同时弄清粒色形成机理和环境调控机制,促进新品种选育和产业化应用。

由于生产上广泛应用的甘蓝型油菜没有天然黄籽,李加纳从白菜型油菜、芥菜型油菜、埃塞俄比亚芥、甘蓝4种资源中转移黄籽基因,获得带黄籽基因的远缘杂交材料。再采用多种复合杂交方式,创制出100余份遗传稳定的甘蓝型黄籽油菜新材料。

经过多年的探索,他们首次从甘蓝型油菜×芥菜型油菜种间杂种后代选育得到显性甘蓝型黄籽油菜材料GH01,同时也从甘蓝型油菜辐射诱变后代选育得到隐性甘蓝型黄籽油菜材料GH03。李加纳向记者介绍,这两种油菜材料的黄籽外显率已接近100%,黄籽度(籽粒表面黄色所占比率)可达90%。经农业部油料及其制品测试中心分析,GH01含油量44.58%、饼粕蛋白质49.06%,蛋白质含量超过国家攻关合同指标9个百分点;GH03含油量44.14%、饼粕蛋白质49.55%,超过国家攻关合同指标9.5个百分点。

1998年,四川省和重庆市科委联合邀请国内著名油菜专家对甘蓝型黄籽材料创制成果进行科技成果鉴定,认为提供的甘蓝型黄籽材料在籽粒色泽、稳定性、蛋白质+含油量总量等方面优于国内其它品种(系),结论为达到国内领先水平。

李加纳课题组并未满足于已有的成就,他们很快又研究出了以GH01为亲本的甘蓝型黄籽杂交油菜组合“渝黄1号”。该品种在国家区试中比对照增产21%,含油量、蛋白质含量高,抗性好,实现了黄籽性状与优质高产多抗的有机整合,克服了甘蓝型黄籽油菜产业化应用的瓶颈。

“我们建立了黄籽油菜聚合育种技术体系,创造性地聚合了黄籽、双低、高产、高油、广适、多抗等性状,先后育成甘蓝型黄籽油菜新品种渝黄1号、渝黄2号、渝黄4号和渝油28等通过国家审定,适宜区域涵盖长江上游和中游各油菜主产省。其中,渝黄1号是国内外第一个具有生产利用价值并得到大面积推广应用的甘蓝型黄籽杂交油菜新品种,渝黄4号由于优质高产多抗和适宜机械化生产的优良特性,被农业部推介为主导油菜品种”。

由于“渝黄系列”品种的产业化和理论研究的突破,李加纳团队在国际学术界也产生了很大的影响。在12届国际油菜会上,李加纳受邀与国际黄籽油菜研究权威ROBBELEN教授一起主持了甘蓝型黄籽油菜专题研讨会并做了《黄籽油菜育种策略》的特邀报告,在随后的13届和14届国际油菜会上,做了多次会议口头报告。

一份辛劳,一份收获,近30年里,李加纳带领团队成员年复一年地劳作于田间地头,重复着耕地、播种、栽苗、施肥、观察记载和配制杂交组合等工作;收获后,又忙着考种分析工作,挑选出株型好、抗病丰产的单株或材料。这群人似乎成为了地地道道的“庄稼人”,但又比农民操心更多。

李加纳及其团队种下希望,收获了喜悦。2004年,重庆市科委批准李加纳团队建立重庆市油菜工程技术研究中心,这是重庆市首批建设的工程中心,也是重庆市第一个农业领域的工程中心,2007年又被重庆市教委批准为首批高校创新团队。中心现有科研人员21人,其中,具有博士学位人员17人,高级职称16人,学科覆盖遗传、育种、栽培、生理生化、细胞生物学、分子生物学等,具有很强的研发能力和创新能力,且与多个国际知名研究机构有密切的科研合作。该团队先后获得省部级科技成果奖励12项,其中,国家科技进步奖二等奖1项,教育部和重庆市科技进步奖一等奖各1项。育成品种中,23个通过国家或省级审定,推广应用面积近亿亩。

由于以上贡献,李加纳个人也得到诸多荣誉,他先后获得农业部有突出贡献中青年专家、国务院颁发的政府特殊津贴、全国“五一”劳动奖章、“新世纪百千万人才工程”国家级人选、全国优秀科技工作者、重庆市“争光贡献奖”和重庆市职工楷模等荣誉称号。

推动经济,引领潮流

李加纳培育出的甘蓝型黄籽油菜新品种,如今在油菜市场可谓炙手可热。

截至2014年,4个甘蓝型黄籽油菜国审品种在长江流域油菜主产区累计推广面积近忆亩,由于黄籽油菜高产优质、加工效益好,企业一般加价5?10%收购,农民因此增收72亿元以上。此外,黄籽油菜的油和饼的市场价均较黑籽油菜高20%以上,以加工每吨黄籽油菜企业增效300元计算,该成果生产黄籽油菜籽1264万吨,企业累计增效37.9亿元。

李加纳告诉记者,由于甘蓝型黄籽油菜的油和饼质量优于进口菜籽,它的产业化应用显著提高了我国油菜的竞争力,促进了我国油菜产业的发展。在国际市场的巨大压力下,我国油菜面积、单产、总产仍然实现了“七连增”,黄籽油菜的推广是主要动力之一。

“一旦黄籽油菜生产的优质菜籽油进入千家万户,人们将品尝到更加香美可口的佳肴,中华饮食文化将会得到进一步的发扬光大,这将是中国的一场餐桌革命呀!”李加纳对此满怀期待。

值得欣慰的是,自“渝黄系列”新品种产业化以来,展示了甘蓝型黄籽油菜的光明前景,在国内外又掀起新一轮甘蓝型黄籽油菜研究热潮。近五年,每年都有一批黄籽油菜新品种参加国家区试或通过审定,在该成果带动下,我国黄籽油菜育种与应用已进入快速发展时期。

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