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2024-02

【乌鲁木齐晚报】走进“泡”在实验室里的农业科研团队

资料来源:乌鲁木齐晚报 作者: 浏览量:

乌鲁木齐晚报全媒体记者江斌伟

一天重复几百次的科学实验、在温室里精心呵护农作物幼苗记录数据、在实验室仪器前观测反复比对数据……新春伊始,在新疆农业科学院不同实验室里,农业科研团队正在为攻克一个又一个未知领域争时间抢进度。

 

新疆农业科学院园艺研究所育苗室,副研究员李长育正在观察番茄生长情况。记者江斌伟摄

习近平总书记强调,中国人的饭碗要牢牢端在自己手中,就必须把种子牢牢攥在自己手里。要围绕保障粮食安全和重要农产品供给集中攻关,实现种业科技自立自强、种源自主可控,用中国种子保障中国粮食安全。

连日来,乌鲁木齐晚报全媒体记者走进新疆农业科学院,记录科研人员 “泡在”实验室里进行科学实验和前沿技术攻关的身影,他们在繁育“一粒种子上下足功夫”。

陈果:给玉米叶片做检测,揭开其真实“身份”

2月18日早上10点,新疆农业科学院生物技术中心作物分子育种团队副研究员陈果就走进实验室,继续前几日的基础研究。

 

新疆农业科学院生物技术中心作物分子育种团队副研究员陈果从冰箱里拿出一叠绿色叶片,开启实验第一步——提取DNA过程,揭开其真实“身份”。记者江斌伟摄

实验室里刚开工,但一如既往紧张有序。只见陈果从冰箱里拿出一叠绿色叶片。凑近看,原来是玉米叶片,每个叶片长度约3厘米,共有956片。

冰天雪地,新鲜玉米叶片来自哪里?答案是,它们“打飞的”从海南运回。

“南繁基地”是全国育种科研人员“扎堆”的地方,每年冬季,新疆农业科学院海南三亚育种试验中心基地少不了科研人员在此奔波,加快育种步伐。

“这是我们团队在海南基地扩繁的玉米,送来做基因型检测实验,给它们做个‘电子身份证’。”说话间,陈果开启实验第一步——提取DNA过程,揭开其真实“身份”。

陈果从玉米叶片中剪下约0.5厘米一小块,放入离心管,用研磨仪磨成粉末,再加入DNA提取试剂,接着,又放入98℃的清水中煮10分钟。

 

新疆农业科学院生物技术中心作物分子育种团队副研究员陈果开启实验第一步——提取DNA过程,揭开其真实“身份”。记者江斌伟摄

这块PCR板不足巴掌大,却有96个小孔,需要耐心细致才能精准完成。当DNA溶解在里面,呈现出淡绿色。对于博士毕业的陈果来说,这个工作驾轻就熟,但由于量大一天只能完成一半。

在科研人员汇聚的新疆农业科学院,作物分子育种团队也算“硬核”团队,11人中博士学位7人,其余均为硕士学位。团队研究方向主要是利用现代生物技术改良玉米、棉花重要农艺性状,提高产量与品质。

眼下,陈果专攻课题为“蛋白质氧化还原修饰调控玉米籽粒发育以及玉米耐盐碱功能基因挖掘与分子机制解析”,属于国家自然科学基金、新疆农业科学院稳定支持专项。

该项目的研究意义在于,玉米籽粒是食用或加工饲料最主要的部分,如果发育不好会影响产量和品质。目前,尚不清楚氧化还原修饰是否对调控玉米籽粒发育有作用,想通过实验得到答案。大概需要3年到5年,目前科研人员已有初步进展。

陈果说:“氧化还原修饰类似于服饰装饰,起到画龙点睛的作用,比如人戴帽子起到保暖或装饰作用。我们就是想拼一拼,为新疆种业振兴增添光彩。”

阳妮:精心照管棉花,夯实抗旱耐盐碱耐温实验基础材料

走进新疆农业科学院经济作物研究所一座植物培养室,映入眼帘的一片绿色,郁郁葱葱的棉花苗格外茂盛。它们都是科研人员的“心头好”,有些才长出几片叶,有些枝头打着花苞,有些则已经开放吐絮。

 

新疆农业科学院经济作物研究所助理研究员阳妮正在对棉苗进行筛选与鉴定。记者江斌伟摄

“看看,有些棉花苗都开花了。” 新疆农业科学院经济作物研究所助理研究员阳妮说着靠近仔细观看,并用本子记录下开花的时间等观测数据。

这几年,从育苗开始到实验的每一个过程,阳妮都是精心设计,严格把关。这些棉花苗,就是她带着学生一批批种的,有700多盆不同的棉苗,还有几十盆水培苗。这些棉苗都将用于棉花抗旱、耐盐碱、耐高温低温等实验。

每天穿梭在植物培养室和分子实验室,查看苗情、测量数据、实验处理是每天都少不了的活儿。

“这是我的必修课,等一下我就去做实验啦。”说着,阳妮和往常一样,又来到植物培养室,拿起一个小秤,给切下的植物称鲜重、干重等生理指标,并进行记录。由于实验的不确定性居多,她需要反复确定实验内容,探索实验步骤,减少实验误差。往往每一次操作细节都会影响到实验结果。

阳妮从陕西理工大学硕士毕业后,加入新疆农业科学院工作,目前主要开展棉花分子遗传改良育种研究,已经是工作第三个年头。除了在实验室的工作,还要到南疆试验田开展田间试验3个月左右。

“一个人的力量是有限的,只有大家一起拧成一股绳力量才能走得更久。”阳妮说,其所在棉花分子遗传改良团队,2023年入选自治区天山英才科技创新团队,主要开展棉花抗旱耐盐碱耐高温等相关研究,利用现代分子生物学手段,再通过分子辅助选择及遗传转化技术创制优异种质,培育优良棉花品种,为棉花产业高质量发展提供品种及技术支撑。

再难的实验也得坚持。和育苗一样,这个周期较长,从小小的种子到成熟的棉苗,需要几个月时间。

阳妮说:“我最敬佩的是团队首席专家李雪源老师,坚守科研生产第一线30余载,每年250天以上工作在实验室和田间地头,足迹遍及全疆10个植棉地州60多个植棉县市,每一个数据每一个棉花品种都认真对待,是热爱行业的典范。作为年轻一辈,要传承和弘扬科学家精神,一辈子做好一件事。”

李长育:汇智聚力,加快番茄新品种迭代更新

19日下午3时30分,乌鲁木齐晚报全媒体记者如约前往,推开新疆农业科学院园艺研究所育苗室的大门,一股浓郁的番茄气味扑鼻而来。

 

新疆农业科学院园艺研究所育苗室,副研究员李长育正在观察番茄生长情况。记者江斌伟摄

一排排置物架上,摆放着几百盆大小不一的番茄种苗,有的才生出几片叶,有的枝繁叶茂,有的则已开花结果,挂着一串串红红的小番茄。这些番茄结出的果实,是新疆农业科学院园艺研究所李长育眼中“珍宝”——育种资源。

实验室一隅,李长育穿着洁净的实验服,正在对番茄叶片进行仔细地取样,手法细致专注。

在录入样本编号的同时,她用小巧的剪刀裁下健康且具有代表性的番茄叶片。每一片叶子都仔细地置于标记明确的样品袋,迅速转移到-80°C超低温冰箱保存,以保持其基因完整性和稳定性。

李长育夫妇作为科研伉俪,毕业于中国农业科学院,去年作为自治区高层次人才引进,并获得新疆农业科学院稳定支持专项和自治区天池英才青年博士项目支持,双双加入番茄创新团队,致力于研究番茄抗逆基因资源挖掘与利用,有针对性开展生物育种基础研究,专注“在一粒种子上下足功夫”,加快番茄新品种迭代更新。

这一取样的目的非同一般。它们将作为关键生物材料,挖掘抗逆番茄种质资源,实现育种周期突破,早日选育出新疆早熟新品种番茄,为新疆发展现代农业提供强有力的科技支撑。此外,相关研究对最大化地利用盐碱地土壤资源、提高土地利用效率、改善生态环境具有重要意义。

番茄是一种重要经济作物,然而常受到高温、低温、干旱、盐碱等逆境胁迫影响,导致产量和质量下降。研究番茄抗逆性可以增加番茄在逆境条件下的耐受力,提高产量和品质,降低生产成本,并为其他作物抗逆性改良提供参考。

在研究过程中常常会遇到实验失败或数据不符合预期的情况。“目前关于番茄抗盐和抗旱机制不是非常清晰。实验失败后,我们只能重复又重复,一遍遍尝试重新设计实验、检查实验步骤是否正确、排除潜在的技术问题。”李长育说。

经过多年引种和收集,团队共积累450份野生番茄种质资源材料和1000份栽培资源材料,致力于挖掘重要性状形成的优异基因及调控元件,利用生物育种技术来培育优质、高产、多抗以及高效的新品种。

资料显示,新疆是我国最大加工番茄产区,生态条件适宜加工番茄种植生产,常年种植面积和产量均占全国的80%以上。

朱琦:系统选育新品种,给食用菌产业插上科技腾飞的翅膀

整齐的医用保藏箱中保藏着2000余份食用菌种质,超净工作台内整齐码放着一摞摞培养皿……20日上午11时,朱琦坐在实验室超净台前紧张忙碌着。

 

新疆农业科学院植物保护研究所助理研究员朱琦正在进行白灵菇种质评价与筛选工作。记者江斌伟摄

这几天,她正在进行白灵菇品种系统选育工作。

“这是我们大年初二采集的新鲜白灵菇种子,经过十天恒温培养,组织块慢慢萌发为丝状菌丝,就是我们需要的‘宝贝’菌种。”新疆农业科学院植物保护研究所助理研究员朱琦说着,在酒精灯外焰附近将培养基尖端部分5mm左右新菌丝用挑针挑出,接入PDA平板培养基,两手快速配合,旋转、开盖、挑取、放置,一气呵成。

培育优良品种是个慢工细活,周期较长,但意义深远。收集不同种质只是育种第一步,是重复枯燥的工作,每一个种质分离菌种后要经历3次以上纯化过程,直至菌落颜色单一匀称。可以说,一个自育品种的诞生是千挑万选出的那一个。

“第一次吃白灵菇我就被它厚实滑嫩的口感以及鲜美的味道惊艳,但这么好吃的蘑菇还没有端上老百姓餐桌。虽然试验枯燥,但细节决定成败,不断追求完美和极致才能站好育种第一班岗。” 朱琦说,新疆白灵菇自育品种至今空白,生产品种普遍抗病性弱,菇型、产量和质地等性状不理想,农民对好品种的需求迫切。

目前,该团队重点开展食用菌种质收集保藏与资源库建设、菌种繁育技术研发与应用、种质鉴定及新品种选育、以及食用菌高效栽培技术研发与推广应用等方面的工作。该团队还聚焦食用菌种业发展需求,重点研究抗褐斑病、掌形侧生菇型、高产及质地紧实等目标性状的形成机理,为培育新品种加速。

白灵菇是中国唯一一个具有自主知识产权和明确产地的食用菌种类,该产业是新疆特色优势产业,且在我国野生白灵菇资源仅分布在新疆,研究意义重大。近几年,团队成功收集保藏白灵菇种质资源900余份,创制种质600余个。

朱琦说:“只有把种子牢牢攥在自己手里,培育具有自主知识产权的优良品种,才能在科研这条路上走得更长远。”

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