浙江大學(xué)、中國科學(xué)院專家領(lǐng)銜的多國聯(lián)合研究團隊發(fā)現(xiàn)了控制大豆籽粒大小、含油量和蛋白含量的關(guān)鍵基因,這項發(fā)現(xiàn)對于通過分子育種提高大豆產(chǎn)量及品質(zhì)有重要意義。
01
高產(chǎn)高質(zhì)的密碼:“甜10”基因
浙江大學(xué)和中科院遺傳發(fā)育研究所等團隊協(xié)作攻關(guān),發(fā)現(xiàn)了大豆高產(chǎn)高質(zhì)關(guān)鍵——“甜10”(SWEET10)基因,該基因在控制大豆種子發(fā)育和油分積累方面起著關(guān)鍵作用。研究發(fā)現(xiàn),若將“甜10”基因敲除,百粒大豆種子的重量降低40.2%, 油分含量降低40.7%,蛋白含量提高32.1%。若在栽培大豆中提高“甜10”基因的表達,百粒大豆種子重量及油分含量都會顯著提高,大豆單株產(chǎn)量可提高11%至20%。
02
我國大豆種植小史
大豆已有五千年的栽培歷史,原產(chǎn)于中國。最初的野生大豆籽粒小、含油量低、蛋白質(zhì)含量高,是雜草形態(tài)。經(jīng)過長期育種選擇馴化后,栽培大豆籽粒大、含油量提高,現(xiàn)在已經(jīng)廣泛傳播到世界各地,是世界性的重要糧食經(jīng)濟作物。農(nóng)村的朋友可能有感覺,二十多年前田里地里還總能見到大豆,那時候幾乎家家戶戶都會種,但是現(xiàn)在基本很難見到大豆的影子。這是因為我國耕地資源有限,和三大主糧相比,大豆產(chǎn)量明顯較低,以我國目前的種植水平來估算,大豆畝產(chǎn)約120公斤左右。為了將飯碗牢牢端在自己手里,我們優(yōu)先保障了水稻、小麥和玉米的種植面積。而發(fā)源于我國的大豆不得不因為產(chǎn)量低被犧牲掉,大部分通過進口滿足所需,以便節(jié)約出大量耕地用來種植相對高產(chǎn)的主糧作物。
如上圖所示,長期以來,玉米的種植面積大大擠壓了大豆的種植面積,這就是大豆從我們視野里減少的原因。
03
“甜10”基因或可降低大豆進口量
隨著大豆種植面積和產(chǎn)量的下降,我國畜牧業(yè)卻迅速發(fā)展,飼用的大豆需求就緊跟著直線上升,國內(nèi)大豆產(chǎn)量遠遠不能滿足所需,要靠大量進口來彌補,因此我國大豆的需求高度依賴于國外進口。
以2018年為例,我國大豆總產(chǎn)量為1600萬噸,進口8806萬噸,總消費量是10470萬噸,進口量占到總需求的84%,同時占到當(dāng)年國際大豆貿(mào)易總量的六成。
科技攻關(guān)的每一小步,都會推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向前一大步。當(dāng)然,科學(xué)研究的成果轉(zhuǎn)化到實踐中還需要一定的時間,我們共同期待著。