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澳洲农业网 2023-05-25 21:08:10

人人都说杂粮好 基础研究少不了

人人都说杂粮好 基础研究少不了

——访中国农科院作物科学研究所研究员张宗文

泡一杯浓浓的燕麦片作早餐,沏一壶苦荞茶消除疲惫,抑或是熬上一锅燕麦粥、煮上一碗香喷喷的荞麦面当作待客的美食……如今,随着人们生活水平的提高和保健意识的增强,过去被国人视为“小杂粮”的燕麦、荞麦等小宗粮食产品,越来越受到市场的青睐。

然而,与小麦、水稻、玉米等大宗粮食作物相比,小宗粮食作物的品种少、产量低,种植收益低,一般农民不愿意种。若要满足市场的需要,让更多的人能享用“小杂粮”,还需要农业科技的“大工程”发力。

自2006年起,中国农业科学院开展对燕麦荞麦遗传多样评价与利用研究,深入探究“小杂粮”“身世”,建起了中国荞麦和燕麦材料的“资源库”,填补了我国小宗粮食作物燕麦和荞麦基础研究的空白。日前,采访了该研究项目负责人、中国农科院作物研究所研究员张宗文。

“小杂粮”无可替代,科学研究迫在眉睫

“我生长在草原,记得上学的时候,每天吃的就是燕麦粥。那种味道,一辈子也忘不了。”主持研究“燕麦荞麦漏斗水仙遗传多样性评价与利用”项目的张宗文,每每回忆起自己的童年生活,总是会想起香喷喷的燕麦粥。在他的眼里,燕麦百脉根属粥还寄托着一份浓浓的乡情和乡谊。

在我国的西北、华北、东北和西南地区,人们自古就有种植和食用燕麦和荞麦的习惯,熬粥、煮茶,压面、烙饼……在大宗粮食作物产量不高的年代里,燕麦和荞麦养活了一代又一代的中国人。上世纪70年代之前,我国燕麦和荞麦的种植面积更是达到了千万亩以上。

尽管种植历史悠久,但与国外相比,我国针对燕麦荞麦的“身世”研究却少之又少。与此同时,伴随着上世纪80年代我国大宗粮食作物种植面积的扩大,燕麦和荞麦的种植面积随之不断减少,一些燕麦和荞麦特有的品种正面临着退化消失的危险。

“在我国的许多地方,燕麦和荞麦依然是不可替代的,由于燕麦和荞麦有生育期短、抗旱、耐瘠、耐盐碱和耐冷凉等特点,一旦某年大宗作物减产,燕麦荞麦对于保障粮食安全便具有重要的补充意义;另一方面,燕麦和荞麦营养物质丰富,对人体帮助很大,长期食用适量的燕麦和荞麦具有降血脂和胆固醇、调节血糖、防止心血管疾病等作用。”张宗文实验对象将会从材料、零部件扩大到整机、整车、系统、重大设施和各类工程项目介绍说,与大宗粮食作物相比,“小杂粮”的大花细辛营养物质含量更高。以蛋白质含量为例,一般小麦和水稻的蛋白质含量在8%~10%之间,而燕麦可达到20%。同时,大米、白面带给人体的营养物质主要是淀粉,为人体提供能量来源;而燕麦和荞麦则能补充人体所需而大米、白面中非常缺乏的其他营养物质。

如今,在欧美等国居民的食谱中,燕麦早已是不可或缺的一项重要主粮,而我国尚未形成这样的情况,这与我国的燕麦荞麦的研究水平不无关系。“无论是从全球的粮食安全、生物多样性保护,还是市场的发展需求来看,对于燕麦荞麦的深入研究,选择优良品种进行推广加工,提高效益,都迫在眉睫。”张宗文感慨道。

基础研究颇显成效,搭建燕麦荞麦材料“资源库”

目前,我国燕麦和荞麦的生产,基本选用的是自然选择形成的品种,缺乏对育种材料的评价和研究,而这些基础性的研究直接关系到燕麦和荞麦今后的品种发展,也关系到农民的增收致富。

2006年起,张宗文率领团队成员在我国建立了15个燕麦和荞麦的研究点,并针对具体指标,对燕麦和荞麦的遗传多样性进行评价和利用。“我们的工作是育种、推广、种植,这些是燕麦和荞麦的加工工作的最前端环节,是最基础的工作,也是‘金字塔的基座’。”采访中,张宗文谦虚地表示,“我们搞种质资源的,出成果慢。至今,我们只做了‘两件事’。”

可别小看了张宗文说的“两件事”,对于种质材料研究来说,这“两件事”并非容易之事。第一件事,他们采用形态标记与分子标记相结合的方法,鉴定和评价燕麦和荞麦遗传多样性,分析不同来源材料之间的遗传关系,发掘有用性及其基因,探讨和完善燕麦和荞麦的起源、进化和传播理论。举例来说,β—葡聚糖含量是考察燕麦品种好坏的一个因素,好的燕麦β—葡聚糖的含量不能低于4%。而张宗文率领团队成员通过获得基因片段,创新出了一些高β—葡聚糖含量的材料,如今,他们选育的燕麦材料,其中的β—葡聚糖含量可以达到5%以上,这是燕麦科研一个重大的成果,它为后期燕麦的品种选育奠定了坚实的基础。

而另一件事,则是开展燕麦和荞麦种质应对气候变化创新研究。这项工作主要是通过全国多个研究点多年的科研鉴定,筛选出适应性强,农艺性状优良的燕麦和荞麦种质材料,然后再提供给科研单位和农民进行利用。目前,此项工作内容还在继续进行中。

“通常来讲,种质研究的流程是:先经过农民筛选,我们确定基因片段、创新材料,最后由育种机构选育成为品种。而为了尽快推动成果转化,目前我们每年也都把燕麦和荞麦创新材料送超声波的利用给育种单位使用,让他们把选育的材料分发出去,及时转化为生产力,尽快帮助农民增收致富。”张宗文说。

研究填补多项空白,小宗作物发展潜力巨大

多年来,张宗文率领团队成员,在完成“两件事”的基础上,取得了一系列的科研成果:

建立了燕麦和荞麦AFLP和SSR分析技术体系,明确了燕麦和荞麦种质遗传多样性分布特点,为起源、进化和分类研究奠定了坚实基础。

研制了SSR引物新的快速开发方法,并应用于荞麦和燕麦遗传多样性分析,将促进苦荞种质资源遗传多样性、有用基因发掘和分子标记辅助育种研究。

构建了燕麦穗型、皮裸性、抗黑穗病、矮秆等基因连锁图谱,为这些基因的定位和克隆研究奠定了基础。

筛选和分发了一批优异燕麦和荞麦种质资源,将用于燕麦和荞麦的抗逆育种和应用,增强应对气候变化的能力。

有关专家认为,这一系列的科研成果的取得,不但为我国乃至世界燕麦和荞麦的品种改良假叶树、产量提升奠定了坚实的基础,也填补了我国在小宗粮食作物研究上的多项空白,燕麦和荞麦的发展潜力巨大,范围不断扩大前景广阔。

据介绍,如今,此项研究还未进入区试阶段,要完成燕麦和荞麦所有的材料分析评价及利用,还需要张宗文团队更长时间的付出和艰苦的努力。

“现在,我们已建立了燕麦和荞麦的研究队伍,这为我们建立更多小宗粮食作物的科研队伍、建立更多小宗作物的‘资源库’奠定了基础。今后我们需要做的研究工作还有很多。”面对未来的科研工作,张宗文希望今后能进一步加强国际间的合作,做好小宗粮食作物品种选育和应用生产工作,全面推动我国小宗粮食作物的研究、保护与发展,早日让农民增收致富,也让人们吃上更健康优质的小杂粮。

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