盐碱地如何变农田?2023年度中国科学十大进展之一在进博会展示神奇魔法

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图说:一株株高粱挂着沉甸甸的果实,在进博会现场“精神抖擞”地挺着腰杆 新民晚报记者 周馨 摄(下同)

从布展至今已经近一周了,在食品及农产品展区的农作物种业专区,一株株高粱挂着沉甸甸的果实,“精神抖擞”地挺着腰杆。从宁夏跋涉到上海之前,它们接受过更艰难的考验——宁夏石嘴山市大武口区曾经遍布中重度盐碱地,一项名为“AT1”的技术让这片贫瘠的土地今年首次展现勃勃生机。全球领先的农业科技企业先正达集团把丰收的喜悦和科技的奇妙,一并带到进博。

2023年,先正达集团中国首席科学家、中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员谢旗团队与多家科研单位协同攻关,在全球首次发现并验证农作物耐盐碱调控基因AT1,揭示了作物耐盐碱的分子机制,也是我国迄今为止在作物高耐盐碱能力研究领域具有全球影响力、最为重要的科技突破。这一突破入选了国家自然科学基金委员会发布的2023年度“中国科学十大进展”。

根据这一科研成果,科研团队通过分子标记育种,生产培育出了基于AT1技术的高粱品种,简称“AT1高粱”,并在宁夏大武口首次开展生产性种植。“实验表明,AT1可在盐碱地上提高水稻、玉米、高粱、谷子、小麦作物的产量20%-30%。”谢旗介绍,AT1高粱品种就好比治理中重度盐碱地的“第一把钥匙”,能为后续土壤治理打开通道。

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图说:生物科技让农作物在盐碱地焕发生机

盐碱地上的生命奇迹,除了为农作物增加“内力”,靠的还得是一套“组合拳”。先正达把经过改良的土壤样品也带来了进博会现场。白花花的“盐被子”不见了,板结的土块也消失了。工作人员介绍,在AT1示范田综合使用了包括暗管排盐、耐盐碱作物品种筛选、配套盐碱地种植技术,“去盐除碱”。经过一年多的治理,这片原本像盖了“白被子”的中重度盐碱地块,土壤含盐量已降至36.5‰,盐度下降20%,碱度下降60%。预计3年后,这片荒废的重度盐碱地将重获新生。

放眼全国,我国有15亿亩盐碱地,其中有适合种植作物潜力的有5亿亩,如果能开发利用,对于扩大耕地面积、维护粮食安全具有重大意义。目前,先正达集团旗下中化农业MAP团队通过“良种+良法”配套推广优势,持续强化产业链协同,推出综合治理解决方案,在内蒙、宁夏、吉林、河北、山东等省份建成11个示范区,已累计治理了16.5万多亩盐碱地。

在耐盐碱作物种植区旁边的展板上,展示着作物经历过的“科技蜕变”——这是先正达尖端的单倍体诱导耦合基因编辑技术(简称“HI-Edit”)实现的突破。这项技术创新地将双单倍体技术与基因编辑技术相结合,旨在更快地培育出适应不同环境条件,提高产量、抗病能力和品质的新品种。

“HI-Edit 技术就像是一位精密的‘作物设计师’,能够快速且精准地将抗病、抗旱、增产等优良性状‘剪辑’到作物中。和传统的育种方法相比,HI-Edit让育种变得像程序编写一样精确。”工作人员介绍,搭载上双单倍体技术这辆“高速列车”,科学家就能够更加快速、精准地培育出具有优良性状的新种子,大大提高育种效率,让优良作物品种更快走向田间地头,为未来的作物育种开辟了新的路径。

新民晚报记者 陆梓华