“三夏”之際，北京市農(nóng)林科學(xué)院河南鄧州雜交小麥產(chǎn)業(yè)化基地傳來一個令小麥育種界感到振奮的消息：“在中試階段，我們發(fā)現(xiàn)了一個新組合，制種產(chǎn)量能達(dá)到400公斤/畝以上，一下子提高了30%，實屬不易!”北京雜交小麥工程技術(shù)研究中心副主任張風(fēng)廷說，“雖然還只是在試驗階段，但這也是很大的突破了。通常情況下，制種產(chǎn)量能提高10%就讓人感到十分欣喜了”，因為制種產(chǎn)量是長期制約雜交小麥產(chǎn)業(yè)化的最大技術(shù)瓶頸。
據(jù)了解，一個雜交小麥的新組合從發(fā)現(xiàn)到應(yīng)用要經(jīng)過漫長的階段，要經(jīng)過親本創(chuàng)制、組合選育、產(chǎn)量比較、中試制種、審定等幾個階段才能推向市場，至少需要10年以上。每年北京雜交小麥科研團(tuán)隊利用新培育的近千份光溫敏不育系和恢復(fù)系，在河南鄧州基地配制約3萬個雜交小麥組合，再經(jīng)過北京和鄧州兩地雜種優(yōu)勢測試，從中篩選出500-1000個雜種優(yōu)勢較強(qiáng)的組合開展制種試驗和多生態(tài)區(qū)產(chǎn)量測試，最終能夠進(jìn)入中試階段的新組合不足50個。
張風(fēng)廷說：“這次發(fā)現(xiàn)的新組合如果能通過審定進(jìn)入生產(chǎn)，通過比現(xiàn)有品種制種產(chǎn)量的提高，可降低制種成本15%以上，種植戶的用種成本也會隨之減低，能夠更好地促進(jìn)雜交小麥的推廣應(yīng)用。”
作物雜種優(yōu)勢利用作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的重大成果，長期以來為世界糧食安全做出巨大貢獻(xiàn)。目前，世界主要國家的玉米、水稻、油菜和蔬菜種子雜種化已經(jīng)分別達(dá)到95%、50%、60%和90%。然而小麥作為世界第一大作物，卻也是唯一沒有成功實現(xiàn)雜種優(yōu)勢利用的糧食作物。實踐證實，雜交小麥在豐產(chǎn)、節(jié)水、抗旱、耐瘠薄等方面綜合優(yōu)勢明顯，與常規(guī)小麥相比，可增產(chǎn)20%以上，節(jié)水30%—50%，用種量減少30%以上。據(jù)專家預(yù)測，如果雜交小麥推廣應(yīng)用達(dá)到與雜交水稻同等水平，就可以解決新增5000萬人的口糧，對保障我國糧食安全意義重大。
正是由于這些突出優(yōu)勢，雜交小麥被認(rèn)為是今后大幅度提高小麥產(chǎn)量的首選途徑，全世界各國都在努力尋找開發(fā)利用小麥雜種優(yōu)勢的方法。然而，雜交小麥作為世界性難題，全世界已進(jìn)行了百年的不懈研究，仍沒有實現(xiàn)研究上的突破。上世紀(jì)我國小麥雜種優(yōu)勢利用主要以跟蹤發(fā)達(dá)國家的“三系法”和“化殺法”兩種途徑，但由于上述兩途徑存在著一系列難以克服的科學(xué)瓶頸與環(huán)境污染等問題，至今未能實現(xiàn)雜交小麥的大面積推廣應(yīng)用。
“笑著進(jìn)來，哭著出去。”不少人這樣形容雜交小麥研究。“從遺傳上看，水稻和玉米是兩倍體，而小麥?zhǔn)橇扼w，注定了小麥雜交種研發(fā)的復(fù)雜性。”北京雜交小麥工程技術(shù)研究中心主任趙昌平說。
年復(fù)一年，從四五月份的小麥花期開始，趙昌平就帶領(lǐng)他的北京雜交小麥團(tuán)隊每天10多個小時，一朵一朵地觀察針尖兒般大小的麥花。“我們的人就像螞蟻搬家一樣，追著小麥的生長期跑，每年1月到3月在云南的元謀基地，4月到6月最忙，往返于河南鄧州和北京兩地，同時6月和7月份云南又要進(jìn)行夏播，8月、9月河北壩上又要忙起來，10月北京、鄧州開始播種了，11月又是云南……在播種、授粉及收獲等關(guān)鍵時刻，大家就常住在基地，一個多月回不了家是常事。”趙昌平和同事們的工作年表就是這樣緊湊，每年一半以上的時間都是在各個基地度過的。別人搞研究一年做一季，他們要做三季;別人一年做三五百個組合，他們一年要做三五萬個組合。
長久的堅持，北京雜交小麥團(tuán)隊終于在二系雜交小麥上取得了重大突破。自1992年以來，北京市農(nóng)林科學(xué)院等科研團(tuán)隊在國際上率先發(fā)現(xiàn)了小麥光溫敏雄性不育現(xiàn)象和材料。歷時20余年堅持自主創(chuàng)新，創(chuàng)制出了一批增產(chǎn)20%以上的強(qiáng)優(yōu)勢雜交小麥新組合，首創(chuàng)了“中國二系雜交小麥技術(shù)體系”，攻克了小麥雜種優(yōu)勢利用“育性恢復(fù)、高效制種、優(yōu)勢組合”三大技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)了從材料發(fā)現(xiàn)、理論創(chuàng)立、技術(shù)突破到生產(chǎn)應(yīng)用，實現(xiàn)了我國雜交小麥研究從長期跟跑向領(lǐng)跑地位的歷史性轉(zhuǎn)變。該體系被公認(rèn)很好地解決了國際上近百年的科學(xué)難題，使中國成為第一個利用不育系實現(xiàn)雜交小麥商業(yè)化的國家。雜交水稻之父袁隆平院士對此給出了高度評價：“中國二系雜交小麥技術(shù)體系的率先創(chuàng)立，是中國原創(chuàng)性成果，居世界領(lǐng)先，是作物科學(xué)的一項重大突破，將對提升世界糧食生產(chǎn)發(fā)揮重大作用。”
“近年來，京麥9號、京麥179、京麥21等8個豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好、抗旱節(jié)水能力突出的雜交小麥品種陸續(xù)脫穎而出，累計示范推廣200余萬畝，平均增產(chǎn)約20%。”趙昌平說。
趙昌平很清楚，科研育種上的突破只是為雜交小麥應(yīng)用打開了一扇大門，而要想真正壯大發(fā)展必須強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，推進(jìn)科企合作，走產(chǎn)業(yè)化道路。
2011年，北京市農(nóng)林科學(xué)院和中國種子集團(tuán)有限公司聯(lián)合組建成立了中種雜交小麥種業(yè)(北京)有限公司，通過全產(chǎn)業(yè)鏈科技創(chuàng)新的高效銜接，建立雜交小麥商業(yè)化育種體系，率先實現(xiàn)了雜交小麥全產(chǎn)業(yè)鏈的貫通。
為了加速雜交小麥種子生產(chǎn)基地建設(shè)，在京豫對口協(xié)作項目的背景下，2017年3月，北京市農(nóng)林科學(xué)院和鄧州市政府共建了國家雜交小麥項目(鄧州)產(chǎn)業(yè)化基地，成立雜交小麥產(chǎn)學(xué)研一體化發(fā)展的創(chuàng)新型平臺，這也是我國首個雜交小麥產(chǎn)業(yè)化基地。此舉旨在打造國際領(lǐng)先的雜交小麥產(chǎn)業(yè)化平臺，搶占國際高端種業(yè)戰(zhàn)略制高點。鄧州雜交小麥產(chǎn)業(yè)化基地預(yù)計2020年可形成年生產(chǎn)與加工1500萬公斤小麥雜交種的能力，可為小麥糧食生產(chǎn)提供約200萬畝的優(yōu)質(zhì)種子。目前，鄧州雜交小麥產(chǎn)業(yè)化基地在鄧州市湍河街道、腰店鎮(zhèn)、劉集鎮(zhèn)、孟樓鎮(zhèn)、十林鎮(zhèn)、林扒鎮(zhèn)及南陽宛城區(qū)打造了1.5萬畝雜交種生產(chǎn)基地。
作為北京市農(nóng)業(yè)高技術(shù)育種的標(biāo)志性成果和“北京名片”工程，京麥系列雜交小麥目前已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化跨越式發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期。近年來，依據(jù)鄧州雜交小麥產(chǎn)業(yè)化平臺，北京雜交小麥在京津冀等麥區(qū)快速應(yīng)用的同時，也成為“一帶一路”倡議實施的重要內(nèi)容和成果。
