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    关系粮食安全的种子和种质资源,你了解多少?

     为什么大多数种子都是圆乎乎的?

          种质资源与种子有什么关系?

          为什么收集、保护、鉴定种质资源那么重要?

          近年来,广东省都引进、培育了哪些鲜食玉米种质资源?

          今天我们就来好好了解一下!

          种子是什么?为什么种子有那么多形态?

          种子是裸子植物和被子植物特有的繁殖体,它由胚珠经过传粉受精形成。种子一般由种皮、胚和胚乳3部分组成,有的植物成熟的种子只有种皮和胚两部分。

          我们平时看到的蔬菜种子大多是圆形或椭圆形,其实这是自然选择留下来的结果。圆形的种子易于滚动,这对种子传播起到了很大作用,有棱角的种子掉落在地上则不易移动;而且很多种子是靠鸟类进食后排泄传播,有棱角的不利于鸟类排泄。所以在长久的进化时期里,有棱角的种子渐渐被淘汰,圆形种子“适者生存”,存留了下来。

          茄科蔬菜的种子,如番茄、茄子、辣椒等,属于双子叶植物有胚乳的种子,胚乳发达。

          十字花科的种子,如大白菜、萝卜、甘蓝等,均为双子叶植物无胚乳种子,形状呈圆球形或扁圆球形,颜色为偏褐色,种子表面特征为单沟、双沟。

          葫芦科种子,如黄瓜、苦瓜、冬瓜、南瓜等,均属于双子叶植物无胚乳种子,形状基本为卵形或长条形,颜色不尽相同,主要为白色、黑色、棕色、黄色等。表面特征也各不相同。

          豆科种子,如豇豆、菜豆、豌豆等,均属于双子叶植物无胚乳种子,形状为肾形、卵形等,颜色各异,主要为深红色或红棕色,表皮光滑或皱缩。

          百合科种子,如洋葱、韭菜、大葱等,均为单子叶植物有胚乳种子。形状大部分为盾形或三角锥形,有的种子如韭菜种子较扁平。种皮颜色均为黑色,表面平滑或有皱缩。

          而今天我们要说的主角鲜食玉米,它的种子就是玉米棒子上的籽,是一个个的小粒,呈楔形、卵形。种子由最外层的无色种皮、种皮内部的胚乳以及胚等三部分组成。种子也有很多分类,有常规种子、单交种、自交系、双交和三交种等类型。

          保障粮食安全还得从种质资源说起

          农业生产的基础是种植业,而种子是种植业的延续与发展,是具有生命力的特殊生产资料。世界上90%的食用农作物都是用种子播种进行栽培的,农业生产中离不开不可替代的必须物质。可见种子是农业的“芯片”,也是国家粮食安全的命脉。

          数据显示,2020年良种对我国粮食增产的贡献率为45%,如果说种子是农业的“芯片”,那么种质资源就是芯片的芯片。

          种质资源是指携带生物遗传信息且具有实际或潜在利用价值的载体。如古老的地方品种、新培育的推广品种、国外引进材料、重要的遗传材料以及野生近缘种,都属于种质资源。

          19世纪,美国前来我国调查和采集野生大豆资源,孟山都公司从我国上海采集的野生大豆中发现了高产基因,申请了基因专利,并将其应用于商业化育种,此后孟山都便向全球包括中国在内的101个国家申请了64项专利,中国今后如要使用用转基因大豆都要向他付专利费,至此中国大豆产业遭受重创。

          上世纪70年代,袁隆平院士在海南三亚发现了“野败”水稻,利用这份重要的种质资源,我国率先实现了水稻三系配套杂交育种,打破了世界杂交水稻研究徘徊不前的局面。

    袁隆平和李必湖(左一)一起研究杂交水稻

          作物种质资源是重要的生物资源,也是农业科学原始创新、种业振兴和生物技术及产业发展的源头与源泉,是实现农业可持续发展,所以加强种质资源的保护利用、开展种源卡脖子技术攻关,对保障国家粮食安全、生态安全和能源安全具有战略性意义。

    谷子种质资源— 穗型

    西瓜种质资源—果实大小

    西瓜种质资源—果实肉色

    枣种质资源—形状

          广东省的鲜食玉米种质资源情况

          广东省的甜玉米种质资源来源丰富,不过大部分依靠外部引进,并且存在育种研究在生产应用之后的问题。

          广东省是我国最早引种甜玉米的地区。20世纪80年代,香港的甜玉米鲜果穗经营企业,从美国、泰国等地引进优质甜玉米品种如泰甜5号、库普拉、王朝、麦哥拉姆等,在珠江三角洲种植。这些品种被引进的过程中,相应的种植技术、产品质量标准等也随之被应用。

          有时,也会收购合格的产品出口到香港、澳门等地。收购过程中,一些达不到港商收购标准的产品便留在当地市场销售。因其良好的口感,一进入市场就受到当地居民的普遍欢迎,由此培育和形成了广东省的甜玉米消费市场和广东省甜玉米产业,进一步促进了甜玉米种植面积的扩大。

          在生产发展的同时,广东省农业科学院、华南农业大学和广州市蔬菜研究所等单位的科学家开始了甜玉米育种研究。早期应用的资源主要是从美国、泰国引进的甜玉米品种选育二环系,或者用生产上常用的甜玉米品种与国内外优良普通玉米杂交种杂交、回交选择甜质材料自交选育回交系,这就形成了广东省当地的甜玉米资源。

          利用这些资源培育了广东省第一代品种,主要品种包括:超甜43、超甜20、农甜1号、穗甜1号、粤甜1号等,品种平均产量9750~11250kg/hm2,果皮较厚、甜度转化速度快,保鲜时间短。

          2000年以后,广东省的甜玉米资源创新明显加快,育种资源除了国外引进之外,也从国内其他省份的引用和利用创新资源。如上海市农业科学院、中国农业科学院作科所、中国农业大学、中国科学院遗传研究所、浙江省农业科学院、华中农业大学等研究机构的一些创新品种,金菲、沪甜1号、绿色超人、超甜2号、中农甜1号、华甜1号等。这些品种不仅用于生产,也被作为资源应用,成为广东省的甜玉米资源的重要组成部分。

          2011年以来,广东省甜玉米种质创新进入快速发展轨道,种质引进渠道进一步拓宽,来自美国、日本、泰国、阿根廷等国家新种质以及国内育种单位创新的种质通过每年一届的“广东省种业博览会”进入广东,成为我省甜玉米新种质的重要来源,同时代表着当前最新和最先进的种质类型。随着新种质的不断补充,广东省甜玉米的资源丰富性、新颖性和先进性不断凸显,这为广东省“十四五”甜玉米种业创新提供了最先进的种质基础和有力的支撑。

    糯玉米种质资源以国内种质为主,通过资源不断更新,糯玉米的抗逆性、抗病性水平得到改善。

          广东的糯玉米资源最早从国内其他地市引进。苏玉糯1号为最早引进的糯玉米种质,随后与垦粘1号、中糯2号、沪糯1号、京科糯2000等品种,一同成为广东省第一代糯玉米育种材料。利用这些品种通过二环系选育和与普通玉米杂交、回交等方式选育出糯玉米自交系,并培育出粤白糯1号、2号,仲糯1号、2号,广糯1号等品种。

          随着国内糯玉米育种的发展,糯玉米资源不断更新,特别是广西、云南、贵州、四川和重庆的资源引进后,广东省糯玉米的抗逆性、抗病性水平得到改善。甜加糯资源自我创新的同时,也从一些起步较早的地区大量引进,形成了外引与自我创新同步发展的新阶段,广东省糯玉米品种水平得到提高,也培育出白糯6号、粤鲜甜5号、粤甜糯6号、粤甜糯7号等通过国家审定的品种。

          目前,糯玉米(包括甜加糯)资源主要分布在广东省农业科学院作物研究所、广州市农业科学研究院、仲恺农业工程学院等单位。其中广东省农业科学院作物研究所保存资源数量最多、丰富性、多样性和覆盖面最大,目前保存数量是2300多份;广州市农业科学研究院保存1000份左右,位列第二。

          为进一步发展鲜食玉米产业,推动农业供给侧结构性改革,助力乡村振兴,全国·深圳鲜食玉米学术研讨会暨深圳市第五届龙田玉米文化节将于2021年11月11日—20日在广东省深圳市举办,南方农村报农财宝典将进行线上同步直播,今年双十一让我们在云端不见不散!