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田纪春:执着的麦田“守望者”
来源:科学网   发布者:ailsa   日期:2018-03-21   今日/总浏览:3/2446

田纪春     山东农大供图

“田老师又去看麦子了!”学生们对山东农业大学教授田纪春的印象就是,除了上课和实验室工作,他好像时时刻刻都在看麦子。天暖时,他喜欢往试验田跑;天冷的时候,他就去小麦温室里“转转”。了解田纪春的人都知道,他对小麦育种已经到了痴迷的程度。

数十年如一日,田纪春在田间地头辛苦耕耘,是一名不折不扣的麦田“守望者”。40年孜孜以求终于守得云开见月明,田纪春主持完成的“多抗广适高产稳产小麦新品种山农20及其选育技术”成果荣获2017年度国家科技进步二等奖,这个大奖再次证明了山东农大在小麦育种界的实力和水平。

这项成果在祖国广褒的大地上“开花结果”,惠泽亿万农民,山农20已通过黄淮南、北两大麦区和新疆维吾尔自治区审定,连续四年成为全国种植面积最大的三大品种之一,给大家带来了甜蜜和希望。

儿时记忆铸就育种决心

1953年,田纪春出生在一个普通的农民家庭,那个年代能吃饱饭都是一种奢求。“童年记忆里,一家人都是挨饿的状态,那时候粮食产量低,农民都梦想着可以吃饱饭。”田纪春在接受《中国科学报》记者采访时回忆道。

“消除饥饿”的愿望慢慢在他心里种下,并生根发芽。

1978年毕业留校后,田纪春在植物生理教研室从事教学科研工作。小麦生理是植物生理教研室的研究重点,著名植物生理学家郑广华先生大力倡导植物生理研究要为生产服务,很多老师结合主要农作物的生产开展研究。

1979年秋天,田纪春的老师张忠义教授把从中科院原西北植物研究所要来的长穗偃麦草与普通小麦远缘杂交的第2代育种材料交给田纪春,让他测一下营养成分含量。测定后发现,这个材料的蛋白质含量是16.67%,比普通小麦高了近3%~4%。“这相当于1斤面粉多出1个鸡蛋的营养。”在那个缺衣少食的年代里,这个结果让本来不从事育种的他们在全国率先开始了小麦品质育种工作。

为了改变较差的农艺性状和进一步提高品质,他们对这个育种材料用钴60进行了辐照处理,此后经过12年田间农艺性状和实验室品质性状的精心选育,终于在1992年成功培育出我国第一个生产上应用的优质面包小麦新品种——PH82-2-2。

次年,田纪春作为第三成果完成人的PH82-2-2小麦品种获国家技术发明二等奖。因教学科研成绩突出,田纪春先后被评为山东省优秀知识分子标兵和山东省优秀教师,获国务院特殊津贴。

品种更迭创造新的奇迹

1998年,山东省小麦工程技术研究中心在山东农大成立,田纪春及品质育种团队用短短3年时间建成了全国一流的小麦品质检测实验室。并且,在他主持的国家发改委大型优质小麦基地项目支持下,2005年成功建成了全国第三个“农业部谷物品质检验监测中心(泰安)”。从此奠定了山东农大优质小麦研究多年的全国领先地位。

为了满足社会发展和人民生活提高的需求,提前10年设计新品种培育方案是田纪春不断创制新品种的关键。2002年按照“不用增白剂也使馒头白起来”的目标,育成全国第一个高白度优质馒头品种山农优麦3号,比国家小麦粉标准禁用面粉增白剂整整提前了10年,获山东省技术发明三等奖。近期育成的山农102和山农12是抗赤霉病的绿色品种,也是小麦健康品质改良的先例。

此外,田纪春还创制出PH85-4、PH85-16等多个优质小麦珍贵种质,被十几家单位采用,并育成了包括大面积推广的良星99等多个小麦新品种。

黄淮麦区是占全国小麦总产 64.9%的第一大麦区。不过,随着产量的提高,该区小麦生产面临着三大关键问题:第一是多种病害及非生物逆境胁迫呈加重趋势。第二是小麦产量构成的“单位面积穗数、穗粒数和粒重”三因素在高产条件下负相关矛盾突出。第三是高产条件下,增穗数与倒伏矛盾突出。

“要解决这些矛盾,就要在育种方法和手段上进行科技创新、大胆突破。”田纪春表示。于是,在山农20育种目标确定时,将常规育种与分子标记技术辅助选择结合的技术创新列为主要内容之一。

为培育新品种和创制新技术,田纪春带领团队在对1232 份国内外种质和骨干亲本遗传多样性及系谱关系分析的基础上,选择自主育成的PH82-2-2 为中心母本,与11 个不同来源的父本配制组合群。其中,与山东省农科院选育的954072 的组合表现突出。

田纪春介绍,PH82-2-2 含有长穗偃麦草血缘,成穗率高、抗逆广适性好。而954072抗病性好,大穗大粒、抗倒伏性强。在其后代系谱选育中,团队根据不同世代的选择重点和难点,进行了品质、抗病和产量等性状的标记辅助选择。

在此过程中,团队构建和使用了6个同组自交系和双单倍群体的分子遗传图谱,开发验证了22 个使用效果好的分子标记,为分子标记辅助选择提供了必要前提。他们还创制了18 份含有产量、抗病等有利基因位点的亲本材料。结合山农20 的选育,创建了获国家发明专利的“与常规育种结合的全程多位点标记辅助选择技术”,为聚合抗病、高产等性状的新品种培育提供了技术支撑。

由于有了科学的育种技术路线和先进的育种方法,山农20能够把抗病、高产稳产、优质等特性聚合在一起。它有四个突出特点:一是综合抗性突出。该品种对严重危害小麦生产的白粉病、条锈病免疫;它的抗旱性达2 级(强)标准。二是广适稳产。山农20通过了国家黄淮南部、北部两麦区及新疆维吾尔自治区审定,适宜7 个冬小麦主产省种植,在高产水浇田、旱地和盐碱地均可大面积推广。三是产量高。经农业部对37 个万亩高产创建方抽样验收,山农20平均亩产709.7公斤;曾在5个省创当年当地高产纪录;2016年在山东、河南两省三个示范方创造了亩产超800 公斤的高产。四是品质优。山农20是优质中筋品种,被农业部评为蒸煮品质优良的小麦。

幸福事业带来无穷乐趣

如今的成就,是田纪春和他的团队用18年辛勤汗水浇灌的,也是他在40年的科研道路上不懈追求的结果。

这些年来,田纪春的喜怒哀乐都与小麦紧紧地联系在一起。每当看到农民因为倒伏和减产在田间抱头难过的情景时,他都倍感内疚,这成了他心中最大的动力,因此他暗下决心要尽可能地培育出完美的品种。而当看到农民获得高产后洋溢在脸上高兴激动的表情时,田纪春又感到无比满足。

在同事眼里,田纪春就是一个追麦子的“疯子”,他平日里想的是育种,和大家交流时谈得最多的也是育种。“我这人没别的兴趣爱好,我最大的爱好就是小麦育种。”田纪春说。

对于很多人来说,育种是一个枯燥而漫长的过程,但是在田纪春眼里,“育种却是最幸福、最充满希望的事业”。

“从我们把种子播到地里那一刻起,就开始盼着出苗;出苗后又盼着返青、拔节,然后再盼着开花、灌浆、抽穗。一天天生长的麦苗,既像是自己做的艺术品在逐渐完美,也像是自己的孩子在一天天长大。这里面有无穷的乐趣。当你用育种手段把一个个品种性状问题解决了,那种幸福感是别人无法体会的。”田纪春表示。

虽然已经过了退休的年龄,但田纪春并没有停下脚步,还继续在小麦育种领域里探索,他深知农业科技工作者担负的使命。

据悉,田纪春目前正准备自2001年至2016年担任首席专家的山东省重大项目“超级小麦课题”的总结验收,将多年的育种经验传授给年轻一代。他也刚刚承担国家重点实验室的“绿色超级麦培育及其抗性基础研究”的导向性课题,将完成在国家和省区试里表现很好的3~4个绿色(抗病、优质)小麦新品种的审定和推广工作。“选育出比山农20更好的品种,满足国家发展新时代对小麦新品种的需求是我的责任,更是我的兴趣和爱好。”田纪春说。

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