聚焦一流 创新引领│2023年度广西科技进步奖励获奖项目系列报道之七
攻克果蔗品种选育难题 推动果蔗产业高效发展
——记2023年度广西科技进步二等奖“高产优质桂果蔗1号新品种选育及其应用”
在2024年广西科学技术奖励大会上,我院牵头完成的“高产优质桂果蔗1号新品种选育及其应用”项目获2023年度广西科技进步二等奖。
黑皮果蔗是我国华南地区独特的优势农业产业,是蔗区农业发展、脱贫攻坚、乡村振兴和农民致富增收的重点产业,其中广西作为全国黑皮果蔗的主要生产区,占全国总面积的34.6%。然而,黑皮果蔗产业也面临诸多挑战,一是资源匮乏,品种单一,自上世纪50年代以来,拔地拉(Badila)这一从国外引进的黑皮果蔗品种近70年来一直垄断全国蔗区。二是单一品种退化严重,导致产量、品质和商品性显著下降,造成经济损失;三是缺乏优质高产新品种。针对这些问题,我院甘蔗所果蔗及生物技术研究团队(以下称果蔗团队)以全新产业链创新为主线,重点开展新品种培育、标准化栽培技术创新与集成以及产业布局等研究,取得了一系列重要的创新成果。这些成果对推动我国果蔗育种科技进步、加速果蔗品种更新换代及促进果蔗产业健康发展有重大意义。
自2004年起,果蔗团队在广西重点研发计划和广西科技攻关等项目的支持下,历经19年的科技攻关,集成创新从“品种选育-标准化栽培-生产布局”的全产业链研发、推广、应用技术体系,有效解决了制约果蔗产业化发展瓶颈问题。
独辟蹊径 弥补广西果蔗新品种选育空白
拔地拉杂交育种过程中存在开花困难和花期不遇的难题,限制了新品种的选育。尽管自20世纪50年代以来,有部分科研工作者致力于果蔗新品种的选育,但始终未能选育出综合性状优于拔地拉的优良果蔗新品种。2004年起,果蔗团队瞄准产业需求,开始了果蔗育种工作,是国内较早开展果蔗育种工作的科研团队。针对拔地拉品种存在的主要问题,在广东、广西等地拔地拉生产田间选择外观品质较优的单株,参考糖料甘蔗“五圃制”选育程序,应用表型筛选结合分子标记鉴定,经过近20年研究,最终育成品种桂果蔗1号。桂果蔗1号生态适应性广、抗逆性强、高产,既具有肉脆、汁甜的内在优点,又具有节间大小一致、长度均匀、外皮鲜亮等外观品质,其商品蔗产量、品质、商品性方面均显著超越主栽品种拔地拉。桂果蔗1号的育成及应用,解决了广西乃至我国果蔗生产长期依赖拔地拉单一品种的问题,显著促进了产业的发展。
攻坚克难 研发和创新高效良种繁育技术及节本增效栽培模式
果蔗易感染花叶病,节间表皮木栓化严重、商品蔗率低,造成严重的经济损失,显著制约了果蔗产业的发展。传统脱毒健康种苗繁育技术存在繁育速度慢和生产成本高的问题。针对这一问题,李松研究员带领团队在传统生产技术基础上,深入探索,创建了桂果蔗1号脱毒健康种苗高效繁育技术,繁育速度提高了3-4倍,茎尖诱导成活率提高50.4%,生根瓶苗移栽成活率提高41.48%,生产成本降低43.48%。该技术解决了脱毒健康组培苗生产成本高的问题。此外,团队还集成创新了旱地果蔗节本栽培技术,实现了果蔗生产由水田地向旱地转变,商品蔗亩生产成本降低了2130元;发明了健康组培苗直接栽培商品蔗技术,解决了组培效应对果蔗优良种性的不利影响,省去了种茎繁育生产环节,提高了生产效益,加速了桂果蔗1号的推广,促进果蔗产业的健康发展。
精诚合作 引领果蔗产业迅猛发展
综合性状显著超越拔地拉,商品蔗产量比对照拔地拉增产24.82%;外观品质优,商品性好,短节歪节数降低66.78%,蔗茎木栓斑纹极少,水裂节间数降低59.61%;鲜食品种好,总糖含量增加0.43个百分点,细小纤维比率提高3.17个百分点,蔗肉鲜食率增加17.59%。2014年桂果蔗1号通过广西区农作物品种审定委员会审定,2019年通过国家非主要农作物品种登记。2019年“桂果蔗1号”品种独家生产经营权以一百五十万元成功转让,创下了当时国内甘蔗单个品种转让价格的最高记录。
通过科企合作,团队集成了“科研机构+企业+健康种苗生产繁育基地+健康种苗种茎经销商+农户+溯源系统”推广模式,建立了果蔗生产线上线下溯源系统,签约合作企业31家,在广西、广东、云南等地建设示范基地和服务站45个。通过点、片、区的示范和推广模式,实现从种苗生产、繁育、推广、商品蔗种植等全环节的质量管理体系,提高了技术推广速度和服务水平,发挥了“金丰浩”桂果蔗的品牌效应,通过辐射带动迅速在全国推广应用。
成果已在广西、广东、云南等7 个省(区)的蔗产区广泛应用,累计推广210 万亩,其中,直接经济效益2612.47亿元,新增销售额102.9 亿元,新增利润128.48 亿元。近三年累计推广133.29 万亩,新增销售额67.33 亿元,新增利润84.64 亿元。该成果获品种审定证书1 件,品种登记证书1 件,授权发明专利12 件、实用新型专利52 件,登记软件著作权43 件,制定广西地方标准1 项,发表研究论文35 篇,培养人才一批。技术培训3.75 万人次。本成果的推广应用彻底解决了广西乃至我国果蔗生产长期依赖拔地拉单一品种的严重问题。
团队简介:
果蔗研究与生物技术创新研究团队,现有科技人员10人,其中高级职称6人。团队坚持应用基础与应用研究并重,结合产业问题开展研究,以果蔗品种选育及健康种苗技术创新和生产为核心,开展果蔗品种选育及高效栽培技术研究、生物技术辅助育种、健康种苗技术创新与生产及应用示范推广等方面的工作,近年来取得一系列研究成果,对广西蔗糖业的发展起到了极大的促进作用。获果蔗新品种审定2项,糖蔗新品种审定1项;发表学术论文100多篇,其中SCI论文5篇;获广西科技进步奖二等奖1项,广西科技进步三等奖3项,广西农业科学院科技进步一等奖2项、二等奖1项,广西农牧渔业丰收奖二等奖1项;先后主持国家星火计划项目、国家自然科学基金、广西创新驱动发展专项、广西科技攻关项目、重点研发计划、广西自然科学基金等各级科研项目共45项;授权专利100多项;制定广西地方标准4项;完成成果登记28项;注册国家商标3个;获得软件著作权登记43项。
甘蔗所 刘俊仙供稿/供图
一审一校:黄东亮
二审二校:薛臣艺
三审三校:陆炳强