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湖南农大教授刘忠松:破译油菜种子“变色”的密码

2018年06月14日 10:35:08 来源: 新华网

  新华网长沙6月14日电(记者 谢樱)每100斤油菜籽能多产5斤油。两个新品种湘杂油631和湘杂油518,黄籽含油量分别高达45.8%和47.28%,产出的油色泽清亮,比黑籽的含油量高5个百分点。“关键在于找到了黄籽黄皮的基因,破译世界难题,这是很不容易的。”中国工程院院士官春云高度评价这项科研成果。

  在2017年的湖南省科技奖励暨创新奖励大会上,湖南农业大学刘忠松教授主持的“油菜黄籽形成的分子机制研究与应用”获得湖南省自然科学奖一等奖。

  油菜黄籽比黑籽含油量高,无色素,休眠期短,易萌发,早已被国内外许多研究者所证实,国内外都把培育黄籽油菜品种作为油菜高油分育种的一条重要途径。

  但是甘蓝型油菜只有黑籽,为什么没有黄籽?芥菜型油菜为什么有黄籽且性状又稳定?是什么决定了菜籽的颜色?能不能培育出黄籽油菜?1988年开始,刘忠松就选定了这个方向,但在最初的10余年里,他就像迷路者一样到处找出口。

  “我们用眼睛去看油菜籽的颜色是看不准的,因为不同时期油菜籽颜色有变化。”研究之初,刘忠松和其他研究者一样依靠种子表型颜色来判断,思维停留在性状遗传上,走了很多弯路。

  1998年,刘忠松在国家资助下到美国做访问学者,在学习过程中他受到很大的启发。当别人还停留在传统的性状遗传上时,他转变思路,从基因与色素物质两方面着手,开始了大胆的探索。

  2007年以来,刘忠松先后找到色素物质和控制色素合成的基因。“黄籽是由两个基因控制,必须两个基因都突变才能产生黄籽,我们育种也要同时把这两个基因转变过来。”

  这一成果引起了学术界关注。2011年,在第13届国际油菜大会上首次报道了油菜黄籽基因克隆。

  专家们认为,这项研究成果有五个方面的创新:改变了原来思维定式,找到决定种皮颜色的物质;克隆了控制色素合成的基因;揭示了黄籽基因的起源;发明了检测技术并应用到育种;培养出了一批黄籽品种和材料。

  “这不仅是技术的进步,更是自然科学的进步。”官春云院士强调说。

  在这一理论的指导下,刘忠松团队试图将芥菜型油菜黄籽转育到甘蓝型油菜中来。经过长期选择培育,创制出了“黄矮早”等一批早熟、矮秆、纯黄的新种质,性状遗传稳定,含油量高达52.38%,创造了早熟油菜地区含油量新纪录。

  刘忠松跟记者算了一笔账。黄籽油菜,不需要脱色,加工步骤减少,企业成本降低,生产效益更好;菜籽粕可以直接做饲料,企业不需要那么多环节了,生态环境效益更好;一公斤油菜籽可产一斤油,一亩地,可以多产上十公斤油,可多得两百元利润,百姓生产效益更好。

  “回过头来看这30年,如果哪一个地方没有坚持下来,可能就出不来这个成果。如果哪一个环节放弃了,也就没有今天的收获。”在油菜王国整整摸爬滚打了30年刘忠松教授感慨:“农业科研人员要耐得住寂寞,要顶天立地。顶天,就是要加强原始创新,回答科学问题;立地,要让更多的研究成果服务于生产实践。”

[责任编辑: 杨羽 ]
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