守牢用好种质资源“家底”
今年上海科技周期间,上海市农业生物基因中心科普展厅——“基因园”内热闹异常,迎来了一批又一批前来参观学习的市民和学生;而在距离展厅不远的基因资源库内,93科种近21万份种质资源正静静地待在低温低湿库中;1个室外液氮储备罐和7个室内大型液氮保藏罐,配备超低温冰箱、程序降温仪等仪器设备,提供着超低温(-196℃)条件,保存着食用菌菌种、石蒜、百合、猪、羊等动植物资源。
获得市科技进步一等奖的《水稻遗传材料的创制保存和研究利用》项目,通过多年的努力,在全球范围内收集种质资源,进行系统的评价、创新、研究和保存,在全国范围内提供利用,取得显著成效。该项目收集保存水稻核心种质等资源共21万余份;向全国相关单位提供资源7万余份(次)。该项目共发表论文20篇,获国家发明专利、新品种权和软件著作权各1个;育成新品种3个,不育系1个,近三年推广面积144.6万亩。品种、基因等成果转让获直接经济效益112万元,公司获直接经济效益1002万元。分发的资源得到有效的利用:据不完全统计,相关单位利用本项目提供的资源进行研究,在《NatureGenetics》等国际权威刊物发表论文45篇,育成17个品种通过审定,累计推广面积3575万亩。项目获间接经济效益42.1亿元。
对资源动态信息化管理,是种质资源现代化管理和有效利用的重要环节。虽然国内外种质资源保存机构作了很多尝试,但目前尚没有一套高效、合理的针对种质资源的库位管理系统。项目组经过长期的种质入库、监测和出库环节中种资源动态变化研究,率先在国内建立了种质资源库位管理系统。该系统对存储在低温低湿库、液氮罐存储容器中的资源进行有效管理,通过入库资源的唯一编码,可以快速而准确地定位基因资源在存储容器中的具体位置和动态变化以及保存预警,实现了从资源信息登记、打印低温条形码标签、资源位置信息记录、资源的测试与繁种、资源的查询检索、基因资源的出库、入库等操作的规范化管理。
而在数据库构建环节,由于水稻的性状鉴定数据较多,且大多数数据考察是在田间种植时进行,因此,要完成一个资源的所有性状,往往需要多年的田间种植,数据输入往往需要多次才能完成。至2014年,数据库录入有效数据约149万条。
该项目极大地丰富了水稻基因资源,促进了遗传育种和分子生物学科的建设;选育的节水抗旱和优质抗病品种在生产上大面积种植,可扩大水稻种植面积、节约淡水资源,提高稻米品质和效益,降低农药和化肥施用量,减少农业面源污染,有利于推动我国种源农业的发展和产业结构调整,促进行业发展。