抗除草剂新品种：12吨稻种里海选出“独苗”
发表日期：2015-07-22 02:36AM 阅览次数：
60多亩试验田里，一株株刚长成秧苗的水稻被除草剂杀死，枯黄的稻田中，只有一株绿油油的秧苗迎风挺立。
3年后，回想起这个场景，深圳市作物分子设计育种研究院副院长唐晓艳博士仍记忆犹新。这是抗除草剂突变体筛选试验。唐晓艳2011年入选中组部“海外高层次人才引进计划”(简称“千人计划”)，放弃美国高校的终身教授职位，选择回国，成为邓兴旺团队的主力成员之一。在回国一年的时间里，唐晓艳研制出非转基因、具有抗除草剂特性的广适优良水稻新品种。
该研究院本月向全国各地的农业企业、研究院所发出邀请，举办抗除草剂水稻新品种的推广会，30多家机构确定将于本月底前来深圳。“没想到来的机构这么多，超出我们的预料。”唐晓艳说，这项技术只是该院几大核心研究成果之一。
直观的对比试验：这边不见杂草那边杂草丛生
邓兴旺团队是广东省2011年引进的第一支农业领域的科研创新团队，作为该年度唯一一个农业领域研发团队入驻深圳。团队带头人邓兴旺博士现为美国科学院院士、中组部“千人计划”引进人才，核心成员唐晓艳、马力耕、王海洋均是作物分子育种领域知名专家。
在深圳光明新区2000多亩农业基地里，唐晓艳和团队成员们习惯了每天“三点一线”的生活。在科研攻坚阶段，唐晓艳每天早上8点到办公室，一直待到夜里11点才回到隔壁的宿舍休息。
邓兴旺博士再三强调这几年团队成员的努力才促成了今天科研成果的取得。该团队在全国设立了几个研究基地，唐晓艳是常驻深圳，专攻水稻、油菜两大作物的分子育种前沿技术的核心成员。
从研究院所在的工业园出来，往东5公里左右，就是一大片农田。正是水稻灌浆的季节，空气中飘荡着稻谷的清香。一群麻雀在防护网外扑腾，试图找到缺口偷吃稻谷。唐晓艳轻车熟路地撩开纱网，迈进田地里。
这是一片试验田，正在进行抗除草剂黄华占直播试验。黄华占是目前在全国大面积推广种植的一种优质籼稻。播种抗除草剂黄华占的地里，经过除草剂除草后，肉眼见不到一棵杂草，水稻正逐步灌浆。而播种普通黄华占的地里，由于缺乏抗除草剂特性，普通除草剂除草范围有限，杂草丛生，不少杂草高出水稻一大截。
“杂草这么严重，水稻产量堪忧，有可能最后颗粒无收。”唐晓艳解释，抗除草剂黄华占试验田里，采用直播的方式，即将种子直接播撒到田里。需要除草时，往地里洒一种除草剂即可除去杂草，水稻秧苗不会受到伤害。研究人员经过初步测算，每亩地可以节约100元左右的人工成本，产量也能大幅提高。
虽然试验结果还要等待最终测量，但目前这项技术已经可以市场化。唐晓艳希望抗除草剂水稻的技术，让农民劳作更简单，未来可以实现水稻大规模农业机械化种植，满足我国农业发展新要求。
非转基因的、具抗除草剂特性的广适优良水稻新品种怎么筛选出来？唐晓艳介绍，新品种用的是较传统的化学剂诱变方式，使水稻中的基因发生突变，再筛选出一株具有抗除草剂基因的水稻进行研究，培育出同样具有抗除草剂特性的后代。
2010年，他们从60多亩试验田里收回12吨经过化学诱变的种子，取出2吨种子又种到田里，在秧苗3叶期时喷洒除草剂，几乎所有秧苗都被除草剂杀死，只有一株安然无恙。这株秧苗被重点保护下来，开花结果，经过基因检测和田间测试，具备抗除草剂特性。这株水稻结的种子对除草剂的耐受力比普通水稻高出近万倍。
育种中的4G技术：5年多研发成功 主动“开源”送种子
除了抗除草剂的技术，邓兴旺团队另一项研究成果是广三系杂交育种技术体系。广三系的命名中，“广”字一方面是指这项技术是团队落地广东后在一个广东优质稻的基础上研制成功的，另一方面也是指广三系的杂交范围非常广泛，突破了传统三系杂交水稻技术中恢保关系的制约。
如果将传统杂交育种技术中的“三系法”和“二系法”比作目前通信技术中的2G和3G技术，那么“广三系杂交育种技术”可以当之无愧地称为育种的4G技术。传统育种中，一个优秀的育种家培育一个优质三系或二系不育系至少需要5-10年甚至更长时间；而利用广三系育种技术，一个普通的育种人员只要按照制定好的步骤和流程，只需要3年就能培育出一个优质的不育系材料，而且还能实现批量生产。
广三系技术的另一个核心价值是，利用当今前沿的转基因技术手段，生产出不带任何转基因成分的“常规”产品。如何确保转基因种子与非转基因种子得到有效区分，是这项技术最关键的难点和重点。团队在3年多时间里，在全国不同地区多次试验多次重复，数次从以百万计的种子中收集数据，不断改进，终于让相关技术指标达到预期目标。
在种子筛选实验室里，4名研究人员刚从田间收获一批稻谷。他们随手抓了一把种子，放到荧光分拣机的平台上，打开灯光，透过红色滤光镜，这堆种子在滤光镜下出现了两种颜色。
一种暗淡无光，一种发出亮白色的光。循着光线的指引，研究人员快速地将两种种子分开。“会发光的是带有转基因的‘保持系’种子，它只负责‘不育系’种子的‘传宗接代’，不会在市场上出现。不会发光的就是‘不育系’，是用于生产杂交种并提供给农民种植的种子，这类种子不带有任何转基因成分，需要经过相关政府部门严格检测。”研究人员介绍。
单靠人工分拣，不够快，也不够精确。这三年间，唐晓艳一直在等待一个新型种子分拣机的研发成功。他们和一家生产农业设备的厂家合作，开发出可以快速分拣这两种种子的机器。“等收获的季节你们再来看，200公斤种子一台机器1小时内能全部分拣完。”唐晓艳开心地说，有了这个分拣机，新品种的市场化打通了最后一道壁垒，对即将市场化的进程，他们很有信心。
广三系杂交育种技术体系的研究，从该研究院落地深圳开始进行，用了5年多时间即研发成功。在动辄需要十几年甚至几十年才能出现一次育种技术革新的农业育种圈里，这样的研发速度相当惊人。
陈竹锋2010年从华南农业大学博士毕业后，就来到该研究院工作，研究方向为水稻突变育种。他透露，今年该研究院正在向部分合作企业与机构“送种子”，将广三系不育系送给其他科研机构，利用他们丰富的育种资源，由他们去选育高产的杂交稻组合。
难道不担心技术被复制？唐晓艳说，广三系的技术，已经申请了国家与全球的十几项专利保护，同时这项技术也不是那么容易被复制的，许多核心研发细节和关键环节不是所有研发团队能够掌握和掌控的。
如果把自己的技术藏着捂着，固然保护了研发成果，但是对新品种研发不利。因此，邓兴旺团队采取的办法是把种子送出去，其他机构如果在此基础上筛选出新的高产品种投入市场，向研发团队返回一定比例的利润，支持团队发展壮大，创制更多更前沿的育种技术。
唐晓艳透露，1998年邓兴旺就有了研发广三系的想法，研发酝酿期很长，直到2010年落地深圳后才正式进行。深圳给邓兴旺团队在光明划拨了2000亩左右的试验田，从中央到省市都给予了团队大量项目经费支持。邓兴旺对此深有感触：“做技术第一是要有能人，其次是有钱支撑做下去。我们来深创业，没有从外面带一分钱过来，现在团队已经发展到了50多人，其中有不少博士硕士。”
TA们是谁
邓兴旺团队
●广东省2011年引进的第一支农业领域科研创新团队。团队带头人邓兴旺博士现为美国科学院院士、中组部“千人计划”引进人才，核心成员唐晓艳、马力耕、王海洋均是作物分子育种领域知名专家。2012年，该团队创立了深圳市作物分子设计育种研究院。
●研究院现有中组部“千人计划”人才2名、深圳市“杰出人才”1名，深圳市“孔雀计划A类人才”1名，深圳市“后备级人才”2名，博士8名。主要研发方向是建立作物分子设计育种核心技术，并利用这些核心技术培育主要作物新品种，已申请国家/国际专利50余项。
最新成果
●研发出非转基因的、具有抗除草剂特性的广适优良籼稻新品种，即将进入市场化。研发出的非转基因的、具有抗除草剂特性的玉米、小麦、油菜新材料，为更广泛的抗除草剂育种提供种质资源。
●研发出水稻广三系杂交育种技术体系，即将实现产业化。在较短时间内，这一技术有望在油菜、小麦、玉米等作物中研发成功。 （南方都市报）
