谢旗团队种出的甜高粱。遗传发育所供图 ■本报记者 冯丽妃 在白花花的盐碱地上，长着密密麻麻的田菁、4米多高的“小巨人”高粱、提前20多天成熟的油菜……这几年，作为育种领域的“国家队”，中国科学院遗传与发育生物学研究所（以下简称遗传发育所）培育出诸多“超级作物”。 “十四五”期间，遗传发育所将耐盐碱植物培育与产能提升列为三大主攻方向之一，联合院内外研究团队组成“大兵团”，向中重度盐碱地治理发起建制化攻关，为我国盐碱地综合改造利用“量身定制”分区分类解决方案。 “我们的目标是从‘以种适地’入手，培育耐盐碱的粮食作物、经济作物、饲草作物和先锋植物，让不毛之地变成新粮仓。”中国科学院院士、遗传发育所副所长（主持工作）傅向东说。 量身定制，培育“超级”种 2024年秋天，新疆北疆传来喜讯：在含盐量高达8‰至11.2‰的盐碱地上，遗传发育所研究员胡赞民团队培育的耐盐碱油菜实现亩产226至250公斤的突破，远超全国油菜约140公斤的平均单产水平。 这一成果对保障国家“油瓶子”安全具有重要意义。目前，我国每年进口大豆、菜籽等油料作物占总需求量的70%。利用盐碱地发展油料生产，成为避免与主粮争地的关键路径。 “创新不只是技术攻关，还要针对‘痛点’开‘处方’。”胡赞民一语道出团队的研究理念。 针对南疆冬小麦6月收割后光热资源难以支撑后续作物成熟的难题，胡赞民团队定向培育出耐盐碱、耐寒型甘蓝型油菜新品种，比传统品种提前20天成熟，有效延长了种植窗口期，相当于“再造一季收成”。 “能不能在寸草不生的松嫩平原‘碱巴拉’种上植物？”几年前，中国科学院院士、遗传发育所研究员曹晓风在东北考察时发出这样的疑问。 如今，这片曾被绿色“拒绝”的土地已披上绿装——曹晓风带领遗传发育所的研究团队，成功将源自热带的田菁引入东北的“碱巴拉”，并在我国西北、华北的多类盐碱地上试种成功，使“碱巴拉”实现了从“寸草难生”到“绿意盎然”的转变。 研究团队选育的“中科菁”系列田菁新品系，在含盐量6‰~8‰、pH值9.5的中重度盐碱地上，亩产鲜草1500~2000公斤，蛋白含量达18%以上，种植后可显著降低土壤盐碱度、优化土壤结构。 在大庆林甸重度苏打盐碱地，通过种植“中科菁1号”，土壤pH值降低0.74个单位、电导率下降57%、容重下降14.1%，田菁亩产1667公斤；在沧州南大港滨海重度盐碱地，通过种植该品种，土壤电导率下降40%、容重下降15%，田菁亩产2501公斤；在唐山滨海重度盐碱地，种植田菁一年并作为绿肥还田后，翌年种植玉米和高粱亩产提升超50%。 目前，5个“中科菁”田菁新品系已进入国家级草品种区试。田菁治理中重度盐碱地的生物改良体系也已列入山东盐碱地开发典型案例。 “我们揭示了许多漂亮的分子机制，但它们怎么才能真正用到田里，解决农民的实际问题？”遗传发育所研究员谢旗陷入这样的思考。 围绕这一问题，谢旗将目光落在高粱上。这种起源于非洲撒哈拉沙漠边缘的“骆驼植物”，天生具备在逆境中生存的能力。他希望从这种小众“边缘”作物中挖掘重要基因，并将其应用于农业生产。 2023年，谢旗团队与合作者挖掘出主效耐碱基因AT1，该基因可在中重度盐碱地环境中，显著提升高粱、水稻、小麦、玉米和谷子等作物的产量。该成果同时入选两院院士评选2023年“中国十大科技进展新闻”和年度“中国科学十大进展”。 凭借高粱耐盐碱、高生物量、高蛋白等突出优势，谢旗团队还培育出“中科甜”系列甜高粱，成功获得6个国家登记品种，在山东、江苏、宁夏、甘肃、新疆、黑龙江等省区的推广种植面积超50万亩，成为盐碱地生态修复与高效利用的“主力军”。 其中，团队培育的“中科甜968”株高可达4.35米，堪称“小巨人”，亩产秸秆4至10吨，籽粒200至400公斤，成为盐碱地高效利用的“明星品种”。 “看到研究真正用在田间，帮农民解决问题，我感到很欣慰。”谢旗说。 在这场“良种突围”中，更多的“超级品种”接连涌现。研究员郑琪团队培育的多个旱碱麦品种已经成功转化，其中“小偃155”在沧州盐碱地上亩产达466公斤，自2021年通过河北省审定以来已推广近30万亩，获评当地“名特优新农产品”。如今，她正以“揭榜挂帅”方式，与地方企业共建育种基地，培育耐更高盐碱度的旱碱麦新品种。副研究员李宏伟选育的长穗偃麦草，在含盐量3‰~5‰的中重度盐碱地上亩产超2000公斤，在含盐10‰的重度滨海盐碱环境下仍能存活。 这些“超级作物”不仅打破了盐碱地不打粮的魔咒，更实现了从“活下来”到“高产优产”的跨越，在昔日的“死亡之土”上创造了新的奇迹。 应势而谋，再建新粮仓 过去10余年，我国居民膳食结构发生显著变化，肉蛋奶等动物蛋白食品需求激增。在“大食物观”的战略背景下，亟须在保障口粮绝对安全的前提下，着力破解饲料粮供给安全课题。 为此，继农业科技“黄淮海战役”和“渤海粮仓”科技示范工程之后，中国科学院院士、遗传发育所研究员李振声于2020年提出向盐碱地要粮的第三个科学构想——建设“滨海草带”，通过种草养畜，实现环渤海地区及沿海地区盐碱地的高效利用。 这一构想推动遗传发育所在盐碱地“新粮仓”方面率先布局。为实现目标，该所组织科研团队，采取“大兵团”作战模式开展攻关。 “我们有两大核心原则：一是紧扣国家战略与地方经济需求，不搞‘为科研而科研’；二是以农民受益为根本，因地制宜实现土地效益最大化。”傅向东说。 在生命科学研究领域，以PI（首席研究员）为核心的创新团队曾是典型的科研组织形式。过去20多年，这种模式助力遗传发育所吸引了大批从欧美归来的科学家，极大推动了基础科学研究的发展，学术水平大幅提升。但时移事迁，面对新时代新要求，遗传发育所围绕国家使命导向重组研究单元，有效整合资源，对接跨领域、跨学科、协同创新的国家任务。 我国盐碱地类型复杂，既有东北的苏打盐碱地，也有东部滨海的氯化钠型盐碱地，还有西北内陆的硫酸盐型盐碱地……遗传发育所希望通过联合作战，为不同盐碱地提供个性化解决方案。 瞄准这一目标，遗传发育所各团队发挥自身优势，分头培育能征服不同盐碱地的“超级作物”。然而，从一粒良种的诞生到推广绝非一蹴而就。这是一条漫长且充满挑战的创新之路——从广泛收集种质资源，到在盐碱环境中筛选出“种得活”的材料；从精准挖掘关键耐盐碱基因，到创制稳定优良的新品系；从多点试验、品种审定，到打通推广落地、被市场接受的“最后一公里”……每一步都可能遭遇意想不到的挫折。 曹晓风团队最初在东北重度苏打盐碱地播种的400多份田菁种子，出苗率不足1/5；胡赞民团队在南疆阿克苏试种的油菜种子曾“全军覆没”，在东营试验的两三千份材料仅存活40多份；谢旗团队在宁夏推广甜高粱品种和种植技术时，曾遭遇当地农民质疑……但他们从未气馁。 “要在绝望之地寻找希望、把不可能变为可能、在反复失败中孕育成功，‘韧性’是必备的信念。”曹晓风说。 愚公移山，亮剑新征程 事实上，盐碱地多分布在环境艰苦、鲜有人烟的区域。山东东营黄河口，春天风沙迷眼、夏天蚊虫肆虐，大家开玩笑称“三只蚊子一盘菜”。但这里也是科学家的前沿阵地，他们在此筛选耐盐作物种质资源、创制耐盐新种质，创新栽培技术模式、打造耐盐碱作物全产业链条，以期为保障国家饲料粮安全作出贡献。 “哪里盐碱程度高、改造难度大，就到哪里去”，这是团队的行动准则。 如今，东营基地的示范种植区已达2000亩，突击队在大豆、玉米、水稻、高粱、田菁、长穗偃麦草、稷子等多种作物品种选育中均发挥重要作用，取得一系列重要进展。 傅向东表示，研究所还将针对华北、东北、西北盐碱地的特点，建立实验基地，使其成为盐碱地研究的“前沿阵地”，持续推动成果转化。 为此，攻关团队扎根田间，根据不同地域问题优化方案：新疆缺水，就用覆膜滴灌控制水量；东营海水倒灌，就用深耕覆膜降低盐分。每一个“处方”都凝结着无数次试验的心血，在品种和技术推广中，他们用耐心与实效打破与农民的隔阂，最终赢得信服。 2024年，遗传发育所组建“盐碱地南疆攻坚突击队”，由青年研究员邓娴带领一群年轻人扎根南疆盐碱地攻坚基地，开展耐盐碱植物资源选育和新品种培育工作，在最贫瘠的盐碱地上完成最具挑战性的科研攻关。 “人就是要踏踏实实做事，把手头的工作做好。”谢旗的话简单质朴。为实现“学以致用”，他常年保持每天只睡4小时的生活节奏——从晚上11点到凌晨3点，如此坚持10余年。 如今，62岁的谢旗仍壮心不已：培育矮秆高粱，解决易倒伏、难收割的问题；培育“软秆高营养”高粱，提升牛羊消化率；提升高粱口感，推动这种“边缘”作物重返餐桌……“做科研不能只发论文，要落地，要服务国家、服务农民，这样才有意义。”他说。 对于曹晓风及其团队来说，下一步的目标清晰而艰巨——用田菁改良盐碱地，让南疆牛羊吃上本地种植的田菁饲料。这是一项庞大的系统工程，要让老百姓愿意种，就必须打通全产业链，配套播种、收割、草产品加工、青贮技术及推广体系。为此，她将自己唯一的院士工作站设在了南疆阿克苏地区，计划开展“第二次创业”。 如今，越来越多的青年科学家投身这场“绿色攻坚战”。遗传发育所研究员杨宝军希望找到重度干旱盐碱地环境中的“先锋植物”，组成改良盐碱地的“先锋部队”；遗传发育所研究员任勃将最初的大豆共生固氮研究拓展应用于盐碱地大豆育种，目前团队已从600份诱变品种材料中筛选出五六十份优异材料，并进一步优化。 “盐碱地改造非一日之功，要以愚公移山的精神，持续解决新问题。”傅向东说。 《中国科学报》 (2026-01-29 第1版 要闻))">破“碱”重生，从一粒种子开始—新闻—科学网 2026-06-03 17:25
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