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第268章 水稻品种迭代升级(1/2)

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南方的梅雨季节,总是带着挥之不去的潮湿。林荞和江浩踩着泥泞的田埂,走进湖南娄底的一片稻田时,眼前的景象让两人心里沉甸甸的——成片的水稻叶片上,布满了不规则的暗褐色病斑,严重的植株已经枯黄倒伏,稻穗干瘪得像失去了生命力的枯草。

“林老师,江老师,你们可来了!”种粮大户陈大叔蹲在田埂上,手里攥着一株病株,脸上满是焦虑,“这稻瘟病太厉害了,才半个月,就毁了我二十多亩地。我种的是‘抗倒优1号’,抗倒伏是真行,可遇上稻瘟病,还是扛不住啊!”

这已经是两人半个月内遇到的第三起稻瘟病灾情了。进入雨季以来,湖南、江西、广西等南方稻区雨水连绵,高温高湿的环境成了稻瘟病传播的温床。“抗倒优1号”虽然能扛住台风,却对稻瘟病的抗性一般,在高发区的发病率达到了10%,严重地块甚至减产三成以上。

“稻瘟病是水稻的‘癌症’,一旦爆发,很难控制。”江浩蹲下身,小心翼翼地掰开病株的茎秆,里面已经发黑腐烂,“‘抗倒优1号’的亲本里,没有强抗稻瘟病基因,之前试点时气候干燥,没暴露这个问题,现在到了梅雨季节,短板就显出来了。”

林荞看着眼前一片狼藉的稻田,心里格外不是滋味。农民们好不容易盼到抗倒伏的好品种,却又要面临病虫害的威胁。“江浩,咱们必须对‘抗倒优1号’进行迭代升级。”她语气坚定,“核心目标就是引入抗稻瘟病基因,既要保住抗倒伏、高产的优势,还要让新品种能抵御稻瘟病,真正让农民种得放心。”

回到北京,团队立刻召开了研发会议。江浩主动请缨,牵头负责品种迭代:“林姐,抗稻瘟病基因的筛选和导入,我之前做过相关研究,这个任务交给我!”他手里拿着厚厚的文献资料,眼里满是信心,“目前已经发现的抗稻瘟病基因有20多个,其中Pi-ta、Pi-b基因的抗性最强,适配南方稻区的气候,我们可以从中筛选最优的导入‘抗倒优1号’。”

林荞点点头,补充道:“关键是兼容性。不能为了抗稻瘟病,牺牲了抗倒伏和高产的优势。要通过分子标记辅助筛选,精准控制基因导入位点,确保三个优势能同时体现。”

迭代研发的战役,就此打响。江浩带着团队的年轻技术员,一头扎进了实验室和试验田。第一步是筛选抗稻瘟病基因,他们从国家作物基因库调取了含有Pi-ta、Pi-b、Pi-kh等多个抗稻瘟病基因的水稻材料,通过PCR扩增技术,提取出目标基因片段,再进行序列分析,筛选出活性最强、最适配南方稻区的Pi-ta基因。

“这个Pi-ta基因来自野生稻,经过驯化后稳定性强,对稻瘟病的抗性谱广,能抵御南方90%以上的稻瘟病生理小种。”江浩指着电泳凝胶上的亮带,对团队成员说,“接下来,我们要把它精准导入‘抗倒优1号’的基因组中。”

基因导入的过程,远比想象中复杂。团队采用农杆菌介导法,将Pi-ta基因片段与载体结合,再感染“抗倒优1号”的愈伤组织。可第一次导入后,培育出的幼苗虽然表现出抗稻瘟病能力,但茎秆变细,抗倒伏能力下降了30%。

“基因导入位点不对,影响了茎秆粗壮基因的表达。”江浩看着实验数据,眉头紧锁,“我们得调整导入策略,用CRISPR-Cas9基因编辑技术,精准定位到非功能区,避免干扰原有优势基因。”

接下来的一个月,实验室里灯火通明。江浩和技术员们反复调整基因编辑的靶点,一次又一次进行转化实验。每一次实验,都要经历愈伤组织诱导、基因导入、分化培养、炼苗移栽等多个环节,耗时近两个月。失败了八次后,第九次实验终于迎来了突破——培育出的幼苗,茎秆依旧粗壮,同时对稻瘟病表现出极强的抗性。

“成功了!Pi-ta基因稳定表达,抗倒伏相关基因没有受到影响!”当检测报告出来时,团队成员们忍不住欢呼起来。江浩看着培养皿里绿油油的幼苗,眼里满是疲惫,却也透着难以掩饰的兴奋。

接下来是多代筛选和稳定性测试。团队将初代幼苗移栽到试验田,进行自交繁殖,同时在田间接种稻瘟病病菌,观察其抗性表现。经过三代自交纯化,新品种的性状逐渐稳定:茎秆直径保持在0.8厘米以上,与“抗倒优1号”相当;分蘖数略有增加,亩产潜力保持在1300斤以上;对稻瘟病的抗性更是显着提升,人工接种后的发病率仅为4%。

“还能再优化!”江浩没有满足,他发现部分植株在高湿环境下,稻瘟病发病率略有上升。于是,团队又引入了少量Pi-b基因,与Pi-ta基因形成复合抗性,进一步拓宽抗性谱。这一次,他们采用杂交育种的方式,将含有Pi-b基因的水稻材料与现有品种杂交,再通过分子标记辅助筛选,挑选出同时含有两个抗稻瘟病基因、且保留抗倒伏和高产性状的单株。

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又是半年的辛勤付出,新品种终于定型。团队给它命名为“抗倒优2号”,并向国家农作物品种审定委员会提交了审定申请。在等待审定的同时,团队在湖南娄底、江西吉安、广西柳州等三个稻瘟病高发区,设立了大面积测试基地,每个基地面积50亩,旁边同步种植“抗倒优1号”作为对照。

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