一粒種子的十年守望！內(nèi)蒙古大學(xué)馬鈴薯團隊的奮斗路

眼下，馬鈴薯正茁壯成長，正是田間管理的關(guān)鍵時節(jié)。與往年不同的是，在內(nèi)蒙古一家食品加工企業(yè)的試種基地里，生長著一些并非傳統(tǒng)的大個兒商品薯，而是一批個頭小巧、表皮光潔的“小不點”。企業(yè)負責(zé)人滿是期待：“這些新品系是當前市場的‘新寵’，它們個頭小巧、口感軟糯，特別適合做休閑食品、調(diào)理產(chǎn)品或鮮食。與之前的品種相比，它們的結(jié)薯數(shù)量更多，薯形更規(guī)整，加工品質(zhì)也更穩(wěn)定，這正是我們一直在尋找的專用型原料。”

這批被寄予厚望的新品系，有一個個好聽的名字“白珍珠”、“黃珍珠”、“紫珍珠”。而這些新品系的締造者，是內(nèi)蒙古大學(xué)馬鈴薯工程技術(shù)研究中心。內(nèi)蒙古大學(xué)馬鈴薯工程技術(shù)研究中心主任、自治區(qū)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席專家齊建建教授介紹說：“經(jīng)過我們近幾年持續(xù)育種攻關(guān)，6個特色小土豆新品系已相繼育成。它們兼具結(jié)薯數(shù)多、薯型整齊、小薯型、淀粉含量高及食味品質(zhì)優(yōu)等優(yōu)勢，并對瘡痂病和黑脛病表現(xiàn)出中等抗性。”

齊建建教授團隊

2015年，齊建建博士畢業(yè)后堅定選擇來到內(nèi)蒙古。“讀書期間我一直在思考，我們做的基因組學(xué)研究，到底怎樣才能真正落到田里，落到農(nóng)民的口袋里？內(nèi)蒙古馬鈴薯種植面積和產(chǎn)量位于全國前列，同時也長期飽受品種老化、種薯質(zhì)量不穩(wěn)、加工專用品種匱乏的困擾。這里更需要我。”齊建建說。

長期以來，我國馬鈴薯育種主要依賴引進國外資源和常規(guī)雜交，周期長、效率低。要培育“更好的品種”，必須攻克功能基因解析這個“卡脖子”難題。馬鈴薯是同源四倍體，基因組復(fù)雜程度遠超二倍體作物，數(shù)據(jù)分析如同在亂麻中找線頭。2017年，齊建建團隊做出了一個關(guān)鍵決定：放棄復(fù)雜的四倍體體系，轉(zhuǎn)向遺傳背景大幅簡化的二倍體馬鈴薯。如果四倍體是一團亂麻，二倍體更像是一根清晰的絲線，更容易理清基因的功能。如果說傳統(tǒng)育種像是“大海撈針”，那么基因組學(xué)加持下的生物育種就相當于配上了一副精準的“導(dǎo)航儀”。

然而，轉(zhuǎn)向二倍體的路并不好走。“剛開始的半年，我們做了無數(shù)次小孢子培養(yǎng)，看著培養(yǎng)皿里的材料一批批褐化、死亡，那種挫敗感很強。”研究生王婷回憶說，“我們不停地調(diào)整培養(yǎng)基配方，就為了多誘導(dǎo)出幾個胚狀體。”經(jīng)過無數(shù)個日夜的“大海撈針”，團隊終于創(chuàng)制了自交親和、純合的二倍體模式遺傳材料SVA4。這粒小小的“純合”種子，如同一個“干凈”的試驗場，讓馬鈴薯終于有了像擬南芥、水稻一樣的模式研究材料。從此，科學(xué)家終于可以更從容地“讀懂”馬鈴薯的基因密碼，精準挖掘出控制產(chǎn)量和品質(zhì)的優(yōu)秀基因。

有了SVA4這個“精準路標”，更大的藍圖徐徐展開。齊建建團隊聯(lián)合黃三文院士等國內(nèi)優(yōu)勢力量，啟動了一項宏大的計劃——構(gòu)建馬鈴薯變異組圖譜。團隊成員杜密茹回憶：“那段時間，我們幾乎每周開兩次組會，從晚上七點討論到凌晨是常態(tài)。齊老師說，這個圖譜做出來，未來十年的育種就有‘北斗導(dǎo)航’了。”

創(chuàng)制的模式馬鈴薯SVA4

2025年1月23日，這份沉甸甸的“導(dǎo)航圖”正式發(fā)布。團隊篩選出核心種質(zhì)314份，完成了17.67倍深度的全基因組重測序，構(gòu)建了包含超過4700萬個SNP和InDel位點的變異圖譜。更重要的是，他們精準挖掘出了調(diào)控塊莖重量、龍葵素含量、塊莖休眠等重要性狀的關(guān)鍵候選基因。這意味著，過去改良一個性狀往往要“碰運氣”，現(xiàn)在可以直接鎖定目標基因區(qū)段，育種效率大幅提升。

圖譜是路標，最終要服務(wù)于產(chǎn)業(yè)痛點。針對馬鈴薯收獲后休眠期難以調(diào)控、薯肉龍葵素含量影響食品安全等行業(yè)頑疾，團隊一一破局。“最難的不是技術(shù)，而是堅持。育種是個慢活兒，一年只能種一季，錯了就要再等一年。每當想要放棄的時候，我就告訴自己，再堅持一下。”齊建建說。

2023年，齊建建團隊將實驗室搬到了更遠的田間，在甘肅與定西馬鈴薯研究所共建科技小院。這里海拔高、晝夜溫差大，是重要的種薯產(chǎn)區(qū)，也面臨著品種退化、病害加重的現(xiàn)實。小院累計派駐專家7人、研究生11人常駐一線，培訓(xùn)農(nóng)戶和技術(shù)員超過500人次。“科技小院不是為了發(fā)論文，而是真正讓農(nóng)民用上好品種、好技術(shù)。看到老鄉(xiāng)因為增產(chǎn)增收露出的笑容，比發(fā)一篇高分論文更讓人踏實。”齊建建說。

今年4月，齊建建當選自治區(qū)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席專家。他牽頭構(gòu)建了覆蓋育種、栽培、植保、貯藏加工等全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同攻關(guān)梯隊，并在烏蘭察布、呼倫貝爾等主產(chǎn)區(qū)設(shè)立綜合試驗站。與此同時，他還牽頭成立內(nèi)蒙古馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展智庫團隊、馬鈴薯生物育種創(chuàng)新工作室，匯聚區(qū)內(nèi)外30余位專家，為產(chǎn)業(yè)決策提供智力支持。團隊先后參與修訂《馬鈴薯脫毒原原種繁育技術(shù)規(guī)程》等5項國家標準，系統(tǒng)規(guī)范了從脫毒試管苗到商品薯的全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)流程。

當下，齊建建正著手構(gòu)建飽和突變體庫。面對這塊“硬骨頭”，齊建建表示，這條路必須走。飽和突變體庫一旦建成，就有望快速實現(xiàn)從“看到基因”到“用上基因”的跨越，為分子育種提供最直接的支撐。

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來源 ：《內(nèi)蒙古日報》

編輯 ：張丹陽

校對 ：甄雨曦

責(zé)編 ：張振宇

初審 ：武濤 烏麗雅斯

復(fù)審 ：李文娟

終審 ：阿茹娜