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粤25年磨一剑 或将实现中国“北豆南移”

信息时报 | 记者 黄熙灯 通讯员 刘骋骋 李景霞 | 2021-01-13 19:48:31

信息时报讯(记者 黄熙灯 通讯员 刘骋骋 李景霞)2020年9月22日,“广东‘世界大豆加工厂’产业技术交易大会”让广东2500万吨的大豆超级市场刷新世人认知。截至2020年12月31日,“南方大豆”已经链动起华南区、西南区、东南区等长江以南11省区的2170余项大豆技术(工艺)抱团加盟入驻广州国家农业科创中心“数字港”,科技成果评估总额(还未包括大豆品种)达31.926亿元。记者从广州国家农业科创中心获悉,广东25年前开始布局的“南方大豆”科研工作,或将实现中国“北豆南移”。

百姓口中的“大豆树”。通讯员供图

大豆“袁隆平”开启南方大豆“芯片”攻关

严小龙,华南农业大学教授、长江学者,中国植物营养学科的开创者之一,在科研界素有大豆“袁隆平”盛誉。1992年,留学美国的严小龙学成回国,选择大豆作为毕生攻关研究方向,目的就是为中国大豆在南方建立起一个“备胎”资源库、技术中心,让一个泱泱大国不用80%大豆靠进口,为中国的蛋白工程构建起南方“备胎”阵地。

1994年底,有多年大豆研究经验的年海在东北农业大学获得博士学位后来到华南农业大学博士后工作站工作。在当时校领导的支持下,严小龙与年海带领几个年轻的博士、硕士正式组建起了南方大豆课题组(以下简称“课题组”)。

从1995年开始,课题组首先启动了南方地区优势种质资源的收集和评价工作。1998年,农业部派华南农业大学时任校长骆世明教授和年海教授等专家到巴西现场考察,巴西农业科学院大豆研究所提供了14份非转基因的大豆新品种。之后,农业部为课题组提供了948重大项目支持开展南方大豆科研工作。另外,年海教授还获得了国家自然科学基金项目的支持。课题组利用引进新的地理远缘的巴西高产耐酸铝低磷品种与华南当地高蛋白早熟品种桂早1号杂交,选育出了一批综合性状好,高产优质的大豆品系,并在全国农业技术推广服务中心的支持下建立起了热带亚热带国家大豆区域试验体系,为南方大豆的科研和生产快速发展奠定了基础。

当时,国际上很多公益团体组织为了解决第三世界的蛋白供应等,对大豆蛋白给予了高度关注。南方大豆的“高蛋白”群体特性引起了他们的极大兴趣。2002年,美国麦克奈特基金会选中了南方大豆项目,并连续进行了2期共160万美金的公益支持。这个时期,课题组进入了快速发展时期。在国内外的影响力也日益高涨。

2005年,课题组第一批新品种完成国家区域试验。2006年开始,课题组开始进入首个“高产”期,5个新品种通过了国家审定,其中4个为第一育成单位,打破了一次一单位国审大豆新品种的审定记录,也填补了我国热带亚热带地区大豆品种的空白。

廖红教授介绍南方大豆间套作模式。通讯员供图

专业队专门从事南方大豆新品种和技术孵化转化

2008年8月9日,由于长期劳顿、过度透支,严小龙教授突发肠癌,救治无效去世,年仅48岁。

严小龙教授去世后,在学校的鼎力支持下,年海教授扛起南方大豆研究与开发的大旗,并根据严小龙教授生前的叮咛,调整了科研体系。

在这关键转折点上,华南农业大学给予了课题组强大的支撑力量,一方面优化力量支持严小龙教授的助手廖红教授牵头继续沿承植物营养遗传学方面的研究;另一方面叠加要素,重点支持年海教授加快南方大豆科技成果孵化转化的步伐。为了强化科技推广与转化力度,华南农业大学党委时任副书记胡浩民亲自挂帅,年海教授、严小龙教授已毕业的博士生刘玉涛及一批在读博士、硕士组成了专业队,专门从事南方大豆新品种和技术孵化转化。

2008-2009年,课题组成员刘玉涛博士被广东省委组织部选派到梅州市蕉岭县三圳镇顺岭村挂职扶贫。刘玉涛一方面为当地豆制品企业提供高蛋白新品种原料,另一方面,链接学校为传统豆制品工艺改良和新型食品研发持续赋能。短短两年时间内,南方大豆项目从顺岭村扩展到了整个梅州市8个县近70多个乡镇。这不但引起了当地政府社会的广泛关注,而且香港政府、社会NGO组织也主动联系梅州市作为香港大豆、豆制品的原材料直供基地。南方大豆在香港有机种植示范,产生了很好影响,香港中文大学、香港理工大学、香港有机认证中心等科研机构(NGO组织)也陆续加盟合作。

2010年9月16日,南方大豆项目成功签约成为粤港合作的首个农业项目。据统计,截至2020年底,南方大豆项目已扩展到广东省21地市100余个县(市、区),并辐射延伸在南方五省推广,累加推广26个品种超860万亩,涉及生产和加工企业(合作社、家庭农场)410余家,新研发大豆月饼、豆酱、豆酸奶等新型食品13类52种,保守估计带来直接经济效益192亿元。

牛刀小试  华南区跨域合作提前试水

广东不是大豆主产区,但占全国大豆消费总量的四分之一的超级大市场完全可以撬动整个华南及热带亚热带地区“酸性土壤”大区超2亿亩土地(包括间作套种土地)的跨域科技互通、产销合作、长效共赢。

在广东省转化落地的同时,课题组又参加了傅廷栋院士主持的“提高复种指数增加粮油播种面积与保护农田生态环境的技术研究与示范”项目—华南大豆与甘蔗等作物间套作配套技术研究与示范。在全国农业技术推广服务中心的支持下,课题组开始在湖南、广西、福建、海南、四川(部分区域)、贵州等地开展大跨域、小试点技术集成推广合作,陆续构建起了100余个繁育、生产、加工类合作基地超17万亩,延伸辐射带动周边220万亩大豆基地,其中湖南永州、四川简阳和南充、广西河池及都安等地已经发展成为区域性品种繁育中心和技术推广中心。这些地方推广生产的南方大豆根据广东市场的分类标准进行分级后源源不断供应“豆蛋白”加工类企业,已构建起日臻完善的产销闭环体系。阳江“扬帆”、深圳“百家鲜”、佛山“豆世界”等一大批品牌(企业)常年与课题组密切合作,联合进行技术攻关并建立了多个原料生产基地,产业链的品牌效应凸显,多数已经成长为广东省乃至全国的大品牌。 

2008-2013年,“南方大豆间套作栽培技术”一直为农业部的农业主推技术,其中大豆与甘蔗、木薯间作技术已在南方多省推广。2009年,国家大豆改良中心广东分中心立项建设,2012年农业部将“西南华南间套作食用大豆生产区”列为我国大豆三大优势产区之一 。

厚积薄发  南方大豆研发后继有人

据统计,自2006年始,课题组作为第一育成者审定了14个国审品种和12个省审品种。6个大豆新品种先后被列为广东省主导品种,华夏3号和华春6号被列入农业部主导品种。此外,还有3个品种在非洲莫桑比克审定。作为标志性成果,华夏3号区域试验亩产高产记录达到305.9公斤(4.5吨/公顷),作为对照种也创造了308公斤的记录。华夏3号在莫桑比克审定和大面积推广,在当地创造了每公顷产量5.2吨的记录。这些新品种的推广,使华南大豆品种整体水平达到了国内先进水平,大豆产量大幅提高。

在过去的25年,课题组还积累了大量的种质资源和研究材料,为进一步研发和利用奠定了基础。目前,课题组的研究方向也已扩展为分子育种、根际微生物、营养组学、基因组学、蛋白组学等几大板块。课题组一直以大豆对酸性土壤的适应性作为主要研究方向,实现了严小龙教授的营养遗传性状的学术理念,筛选出适应性好的资源,育成耐酸铝和低磷土壤的营养高效大豆新品种。同时,加大了大豆耐酸性土壤的生理机制、遗传机制及与根系微生物的互作研究。近些年,课题组还系统研究了异黄酮性状,筛选了1000多份栽培和野生大豆,成功发现了控制异黄酮的主效基因位点。

大豆是短日照植物,对光周期非常敏感,所以一直以来,中国的大豆主产地在北方。如何发挥华南区光、热、水等环境资源优势,实现“北豆南移”?这个源于严小龙教授的科研选题,经过年海教授、廖红教授、杨存义教授,一直到王应祥研究员、田江教授、马启彬副教授、程艳波副研究员等的代代接力攻关下,2017年课题组终于成功定位、验证、克隆了巴西热带大豆的关键基因“长童期”J基因。团队在J突变背景下,利用化学诱变,获得一个新的突变体eoj57能够适应更低纬度种植,25年磨一剑终于取得了关键性大进步。这让“北豆南移”的梦想成为可能。

此外,课题组还针对大豆资源的多个性状如抗病性、抗逆性、品质性状进行了大规模筛选和利用研究,发现了400多份宝贵的资源并精细定位了多个相关基因位点,并育成了1000多个具有特异性状的新材料,为进一步研究和利用奠定了基础。

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