露地专用西瓜新品种 权威发布|“十三五”十大农业科技标志性成果发布

栏目:国内 2021-09-17 02:06:32
分享到:

暴雨10级风+雷电!

科学技术是实现乡村全面振兴和农业农村现代化的根本决定力量。“十三五”期间,我国农业现代化取得显著进展,实现历史性“十七连收”,水果、蔬菜、茶叶、肉蛋鱼产量居世界首位,其中科技发挥了重要支撑作用。

回顾“十三五”,我国在农业科技基础前沿研究方面取得了一系列重大突破,推动了农业产业的一系列重大变革,为农业农村经济社会发展做出了一系列重大贡献。日前,农业农村部从中国农业科学重大进展、中国农业农村重大新技术、新产品、新装备、十大领先技术和国家科学技术奖一、二等奖中评选出10项重大标志性成果,现予以发布。

水稻基因组学的国际领先研究和应用

21世纪,随着农业产业全球化、市场化的发展和全球贸易一体化格局的逐步形成,我国种业面临着前所未有的严峻挑战,主要表现在:依靠传统育种技术难以大幅度提高粮食产量;土地资源短缺和农业环境污染日益突出;种质资源发掘和基因组育种技术亟待创新。水稻基因组小,与其他禾本科作物共线性,遗传转化系统成熟高效,不仅是重要的粮食作物,也是作物功能基因组研究的模式植物。水稻功能基因组的研究成果将辐射和带动其他作物功能基因组的研究,引领现代作物育种的技术前沿。

我国通过连续4个“五年科技计划”设立支持水稻功能基因组研究的重大专项,构建了包括大突变体资源、全长cDNA文库、全基因组表达微阵列、高密度基因型图谱关联分析、高通量表型、代谢组学和全球首个高密度育种芯片在内的较为完整的功能基因组研究平台。2016年启动的国家重点研发计划“水稻功能基因组研究与应用”进一步拓展了功能基因组研究平台,重点分析重要农艺性状的分子调控网络,并将其应用于水稻品种的分子遗传改良。主要研究成果包括:水稻重要农艺性状形成的分子网络分析;水稻生物信息学分析平台的改进:绘制水稻高分辨率三维基因组图谱:种质资源创新与基因组育种芯片研发。

回顾我国水稻功能基因组研究历史,全面布局了我国水稻功能基因组研究领域,绘制了几个代表性水稻品种的基因组精细图谱,完成了5000多份水稻品种变异图谱。在水稻功能基因组技术、资源和信息平台建设、重要基因分离、克隆和功能鉴定、产量、品质、抗逆性和高营养效率等重要农艺性状的功能基因组等领域取得了一批显著成果。相关研究成果在国际最高学术期刊发表,增强了我国种业的创新能力和与国际种业巨头的竞争实力,奠定了我国水稻功能基因组研究整体水平的国际领先地位。

超级稻亩产超过1000公斤

超级稻是指通过理想株型与杂种优势利用相结合的技术路线育成的,具有较大产量潜力,在配套超高产栽培技术后较现有水稻品种产量大幅提高,兼顾品质和抗性的水稻新品种。农业农村部已确认产量、品质、抗性、面积均达到指标的品种为“超级稻”品种。按照农业农村部部署要求,全国水稻研究推广主导力量加强自主创新和联合协作,在超级稻育种理论和方法创新、育种材料创制、主要品种培育、配套技术集成等方面取得重大突破。江苏、浙江、湖南等地已连续多年实现小面积亩产1000公斤。

品种选育取得新突破。发掘了一批优质、抗病、高耐性、高营养效率、重金属低积累、籽粒有益元素高富集等遗传调控新基因。创造了华占、春江12号等一大批不育系和恢复系,育成了一大批高产、优质、抗逆性强、适应性广的超级稻新品种,并在生产中广泛推广。

优质高产取得新进展。从品种特性的选育和配套技术的集成,努力实现优质高产的协调统一。近年来,新确认的超级稻品种品质率高达81%,品种品质率全面提升,适口性进一步改善。

综合开发取得新成效。超级稻以品种为核心,加强栽培技术配套,实现与单一栽培技术和农机作业技术的融合发展。研制了“水稻工厂化育秧精量播种线”等九大系列机器和成套设备,大大提高了超级稻生产的机械化水平。

示范推广迈出新步伐。截至2019年底,全国累计种植超级稻16.1亿亩,实现了超级稻的跨越式发展。2019年全国水稻单产470.6公斤,比2015年增加11.1公斤。与常规水稻品种相比,超级稻亩产平均增产66.3公斤,扣除种子投入、增肥增药后,亩产平均增产近150元,实现了增产增收的协调,对水稻品种升级换代起到了重要的引导作用。超级稻已成为农业科技自主创新的典范和协同研究的标杆,为保障我国乃至世界粮食安全发挥了重要作用。“袁隆平杂交水稻创新团队”荣获2017年度国家科技进步奖——创新团队奖。

H7N9禽流感疫苗已成功研发并大规模应用

2013年3月至2017年9月,H7N9病毒在我国连续引发5次人流感疫情,对人类健康构成严重威胁。在每一波人类H7N9疫情中,人们因恐惧而拒绝食用禽肉禽蛋,导致大量禽类产品遭到破坏,每年给家禽业造成600-800亿元的经济损失,严重阻碍了家禽业的发展。中国农业科学院哈尔滨兽医研究所陈华兰院士研究团队紧紧围绕国家防控H7N9病毒的重要需求,在科学认知和防控H7N9病毒方面取得了一系列原创性发现和重大成果。

2013年春,我国发生一起人感染H7N9病毒死亡的公共卫生事件后,陈华兰院士的研究团队依托国家禽流感参考实验室的研究平台,立即开展了禽类H7N9病毒溯源工作。更重要的是,这种病毒可以变异成一种高度致命的病毒,在人体内复制后很可能高效传播,对公众健康构成更大风险。这些原创性发现为彻底控制禽类源人H7N9流感疫情提供了科学依据。

为从禽类源头有效控制H7N9病毒,中国农业科学院哈尔滨兽医研究所陈华兰院士利用成熟的疫苗研发平台,及时打造重组二价禽流感病毒灭活疫苗。现已转化为中国10家高致病性禽流感疫苗定点生产企业生产应用,获得国家一级新兽药证书。近三年累计生产销售相关产品达171.58亿毫升,销售收入33.25亿元,在家禽中累计应用达363亿羽。

疫苗在家禽中的应用大大降低了H7N9病毒在家禽中的流行和传播。更重要的是,疫苗的应用在阻断人类感染H7N9病毒方面起到了“立竿见影”的效果。消费者对禽蛋产品信心的恢复,每年为家禽业挽回了600-800亿元的经济损失,产生了巨大的社会效益和经济效益,取得了显著的防疫成果。我国成功防控H7N9流感,成为从动物源控制人畜共患传染病的典范。这一成果被选为2019年中国农业科学的重大进展。

转基因玉米和大豆新品种的成功培育

玉米是我国重要的粮食和饲料作物,也是我国粮食安全的重要保障。虫害和草害严重危害玉米的产量和品质,而昆虫食用的玉米易受真菌感染,产生的真菌毒素危害人畜健康,影响储藏品质。

2008年以来,我国重大转基因项目取得重大进展。在抗虫抗除草剂玉米的研发中,培育的瑞丰125、DBN9936、DBN9858获得了生产应用安全证书。在专项跟进中,将会出现抗旱玉米、营养高效玉米、转基因玉米等一系列新产品,能够显著提高玉米的产量和品质。

目前,中国生产中使用的是非转基因大豆。除草剂除草效果差、残留时间长往往降低大豆产量,严重影响轮作,造成大豆生产成本高、经济效益低,影响农民种植大豆的积极性。在重大转基因项目的支持下,我国科研机构和种业公司通过创新大豆遗传转化技术,突破了大豆转化的难关。黄忠6106、SHZD3201获得生产应用安全证书,DBN-09004-6获得阿根廷种植许可证。这些新品系农艺性状突出,综合性状优良。

猪病毒性腹泻三联疫苗的成功研制和应用

中国是世界上最大的生猪生产国和猪肉消费国。养猪业关系到国计民生。传染性胃肠炎病毒、猪流行性腹泻病毒和猪轮状病毒感染是哺乳仔猪死亡的“第一杀手”。特别是感染后7日龄以下仔猪死亡率可达100%,每年经济损失超过100亿元。

我国科研人员经过12年的科研攻关,发明了我国首个安全高效的猪传染性胃肠炎、流行性腹泻和轮状病毒三联活疫苗,填补了我国猪轮状病毒疫苗和三种病毒混合感染无疫苗的空空白,达到了一箭三雕的效果,一针同时预防三大疾病。该疫苗对所有猪都是安全的,可用于所有猪的免疫,具有针对性强、免疫效果好、适用范围广的优点,对单一感染和混合感染均有效。2014年,该疫苗获得国家二类新兽药注册证,是国内首个成功创制的疫苗。是我国唯一一种预防三种病毒混合感染和猪轮状病毒感染的疫苗,也是世界上仅有的两种三联活疫苗之一。该产品已推广应用6000多万份,为我国养猪业的健康发展做出了重要贡献。

建立了猪病毒性腹泻分子流行病学研究技术平台,鉴定了我国猪腹泻及其混合感染的主要病原,确定了猪轮状病毒流行株的优势基因型,为疫苗候选株的筛选和疫苗研发策略提供了有力的科学依据。建立了独特的猪腹泻病毒减毒技术体系,通过筛选敏感的传代细胞系,确定了分离病毒的最佳细胞系,成功解决了猪腹泻病毒难以适应细胞的问题。结合病毒体外减毒过程中5-6次的固相病毒空斑克隆,筛选出安全、免疫原性好的克隆,通过无初乳仔猪的交替传代保持减毒株良好的免疫原性,解决了减毒株在传代减毒过程中减毒或失去免疫原性的关键问题。对3种病毒强弱毒株的基因组序列进行分析,发现猪传染性胃肠炎病毒和猪流行性腹泻病毒强弱毒株具有独特的分子标记,为强弱毒株的鉴别诊断提供了科学依据。

节水冬小麦新品种及配套技术综合应用

华北麦区不仅是我国小麦主产区,也是我国小麦的优势产区。由于气候干燥,水资源缺乏是华北地区小麦生产的主要限制因素。2008-2009年冬春之交,华北、黄淮等地降水量较常年偏少7-90%,小麦受旱1.19亿亩。2018年初春,华北麦区再次遭遇严重气候干旱,连续150天无有效降水。但相关部门深入调研发现,小麦品种变了,栽培技术变了,耕作设备变了。甚至小麦季节的浇水也是过去的事了。底水、越冬水、绿化水、节水、开花水、灌浆水或小麦黄水减少为只浇底水或越冬。综合技术的改变不仅提高了小麦的生产性能,而且明显降低了小麦季节干旱少雨的威胁。小麦系统育种专家培育了一系列节水高效品种,突破了优质品种不节水、节水品种不增产的技术难题。“节水高产冬小麦新品种选育方法及选育品种”获2011年国家科技进步奖二等奖。

同一品种在不同栽培技术下差异较大,优良品种水分利用效率的实现需要节水栽培技术的应用。北方麦田节水栽培技术对水分利用效率的调控范围为1.2~2 kg/m3。理论上,当产量相同时,水分利用效率为2的麦田比水分利用效率为1.2的麦田耗水量可减少40%;或者在用水量相同的情况下,水分利用效率为2的麦田比水分利用效率为1.2的麦田增产66%。小麦系统栽培专家建立的“冬小麦节水、节肥、高产技术”和“西北旱地小麦节水、保墒、测肥技术”多年来被农业农村部推荐为我国主要农业推送技术,为发展资源节约型小麦产业做出了重要贡献。

从多年的生产实践来看,与传统小麦生产相比,综合推广应用现有节水品种和节水栽培技术,可节约灌溉用水10%~30%,平均每亩减少灌溉用水约38立方米,保持稳产、节水、增效。目前,小麦系统栽培专家进一步针对华北地区地下水超采综合治理的技术需求,深化节水技术机理研究,将季节性休耕与生长期停灌相结合,挖掘麦田种植系统抗旱节水潜力,以科技进步支撑节水小麦生产高效持续发展。

机械收获玉米新品种及其配套技术体系的集成应用

玉米种子机械收获克服了收获时选育适宜品种、籽粒破碎率高的技术难题,集成了从病虫害防治到专用联合收获机械的综合解决方案,使我国玉米种子机械收获新品种推广面积在“十二五”末零星起步,2019年增长到2000多万亩,实现了育种目标和生产方式的转变,通过持续联合攻关、技术集成和示范推广,取得了显著成效。

用“三两”。良种、好技术、好机会是玉米机收的三大支柱,是良种良法结合、农机农艺配套的具体体现。筛选出抗密度、抗倒伏、抗粮食机械收获的玉米品种京农科728、郑沅玉432等32个。科学施肥,化学防治和降高,防治病虫害。根据低破碎率和无谷物运行的要求,开发了适合玉米收获的模型。

提到“三度”。提高种植密度、秧苗整齐度和籽粒成熟度是提高玉米产量和实现玉米籽粒机械化收获的主要途径。开展最佳种植密度、种植方式、行距的理论研究和试验示范,持续实现增密高产。在增加密度的前提下,株高、穗高、穗长、穗径、穗行数、行粒数等的均匀度。不断提高,对种子质量和播种质量的要求更高,玉米田的整齐度不断提高。筛选应用早熟、脱水快的品种,配合玉米适时晚收技术,延长灌浆时间,增加光照和日晒时间,不断提高玉米田成熟度。

降低“三率”。降低玉米种子的含水量、破碎率和田间损失率是玉米收获效率和质量的必要条件。通过品种选育和农艺措施,收获期间籽粒含水量明显下降。通过改变收割机滚筒的脱粒元件和凹板结构,降低滚筒转速等,可以实现灵活脱水,进一步降低破碎率。根据横向轴流和纵向轴流两种不同形式以及作业条件的变化,不断加强机具选择,提高催熟性,规范技术参数,降低收获损失率。

黄瓜、番茄、白菜等蔬菜的基因组研究和利用在国际上处于领先地位

中国是世界上第一个利用第二代测序技术开展蔬菜基因组研究的国家。中国农业科学院、北京市农林科学院、中国科学院遗传研究所和华中农业大学合作,绘制了黄瓜、番茄、西瓜、大白菜、甘蓝等蔬菜作物的全基因组序列和变异图谱,处于世界领先地位。我国在利用组学大数据挖掘重要农艺性状基因方面处于世界先进水平,已克隆出数百个控制果实品质与调控、株型构建、开花时间、抗病性和抗逆性的重要基因。

中国农业科学院黄三文团队是国际蔬菜基因组研究领域的领军团队。组织了多个蔬菜基因组国际合作项目,绘制了第一张黄瓜基因组图谱,发现了黄瓜、番茄、甜瓜等作物驯化和群体分化的遗传基础,为国际蔬菜基因组研究奠定了基础,奠定了我国在该领域的国际领先地位。发现了33个重要代谢产物和49个关键遗传位点,为培育美味番茄提供了解决方案。

中国农业科学院蔬菜研究所顾团队常年从事黄瓜育种工作,创制了5~6个优质性状、5~10个抗病的12个自交系;培育了保护地、露地等8个不同生态型的突破性新品种。新品种在全国推广总面积1187.9万亩,新增效益91.61亿元。

华中农业大学叶志彪团队在国际上首次开发了22个原创性分子标记,首创番茄高通量分子标记基因分型体系,建立了高效的番茄种质资源综合评价技术体系,创制新种质资源572份。利用高效分子标记辅助育种技术和优良育种材料,选育出10个多抗优质番茄新品种。育成的“樊华12号”是世界上第一个抗青枯病和黄化曲叶病毒病的大果型番茄品种。新品种推广总面积1230万亩,新增产值165.7亿元。

油菜生产机械化取得重大进展

油菜籽是中国最重要和最有潜力的油料作物。发展绿色、优质、高效的油菜籽产业,是缓解日益紧张的食用油供应矛盾、保障国家食用油安全的迫切需要。油菜全程机械化高产高效技术的研究与示范主要针对我国机械化生产程度低、技术集成性差的瓶颈问题。在品种、栽培、土肥、植保、机械等单项技术原始创新的基础上,进行技术、产品、装备的集成创新和中试催熟,形成全程机械化、高产高效的技术模式,向农业主管部门和农户进行示范推广,实现油菜生产、经营、收获全程机械化、高产高效的目标。

开展一体化设计,争取品种、种子管理技术与农业机械设备一体化,并在此基础上,重点攻关和突破品种、栽培、土肥、植保、机械等全生产链关键技术;开展链条集成创新,从播种、生产管理、收获实现机械化,为油菜全程机械化生产提供全生产链条技术支撑;集成创新与示范相结合,提升对行业的实际影响力和驱动力。

油菜全程机械化高产高效生产技术研究与示范集成9项核心技术。也就是土壤水分管理技术、适合机械化收获的油菜品种,以及密度控制技术。缓控释全营养一次施肥技术和联合机械播种技术。芽前封闭除草技术、“一促四防”技术、机械收割技术和秸秆分解技术。

为充分发挥系统对产业的技术支撑和引领作用,瞄准“三高”和“五个转变”,积极开展油菜全过程机械化高产高效生产模式的创建、示范和推广,可在全国主产区复制推广,推广总面积超过1亿亩,节约成本、增效300多亿元。我国油菜栽培收获综合机械化水平从2007年的不足20%提高到2018年的53.6%,油菜机械化性能指标达到国际先进水平。

寒地优质、高产、多抗的早粳稻新品种在国际上处于领先地位

寒地早粳稻面积是世界上最大的粳稻面积,水稻种植面积超过7000万亩,约占我国粳稻面积的50%,亩产465公斤,总产量超过3200万吨。是我国重要的商品粮基地,对保障国家粮食安全具有重要意义。但该稻作区生态条件特殊,种植品种属于寒地早粳稻生态型。存在生育期短、高产难创、稻瘟病和冷害频发、优良种质资源缺乏、育种理论和技术体系不完善等问题,严重威胁我国粮食安全。项目组在国家863和省重点项目的支持下,在新品种选育、重点优良种质创新、育种理论探索、技术体系建立和完善等方面取得了突破性成果。

首次提出“寒地早粳稻前期多抗新株型”理论,建立和完善了寒地早粳稻独特的育种技术体系,解决了寒地早粳稻理论和技术体系不完善的问题,为寒地早粳稻育种开辟了一条新途径。提出了“早晨三抗”寒地早粳稻株型育种理论,创新了寒地早粳稻新株型,对育种实践起到了关键的指导作用,引领了寒地早粳稻株型育种方向创新的“两态双层”花药培养技术,提高了花药培养能力和育种选择效率;创新“三增一减”产量选择技术,注重个体与群体之间的协调,群体产量最大化;创新“两圃合一”抗逆性鉴定技术,在同一圃地进行抗病性和抗寒性鉴定,提高了“双抗”材料鉴定的稳定性和准确性。该研究建立和完善了独特的寒地早粳稻育种理论和技术体系,解决了寒地早粳稻育种理论和技术不完善的问题,实现了高产与理想株型相结合,为寒地早粳稻育种开辟了新途径,对水稻遗传育种学科的发展起到了重要的推动作用。

本次研究选育的龙粳31等品种在黑龙江、吉林、内蒙古、新疆等省累计种植面积1.46亿亩,新增利润206.1亿元。该项目技术难度大、系统性强、创新性强,具有巨大的社会效益和经济效益,达到国际同类研究领先水平,极大地促进了寒地早粳稻产业的发展。