点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:【大国粮策】8年变2年?超早熟小米给育种按下“加速键”
首页> 光明科普> 科普中国大国粮策> 农业新科技 > 正文

【大国粮策】8年变2年?超早熟小米给育种按下“加速键”

来源:大国粮策2025-08-15 09:57

  你认识这株植物吗?或许有人会说,这不就是狗尾巴草?其实,它不是狗尾巴草,而是谷子——也就是我们常说的小米。

  谷子与狗尾巴草外形相似并非巧合,因为早在一万多年前,我们的祖先就将野生狗尾巴草驯化成了如今的谷子。

  谷子起源于我国黄河流域,在古代有着丰富的称谓——稷、粟、粱都曾是它的名字。“江山社稷”中的“稷”指的便是谷子,“春种一粒粟,秋收万颗子”中的“粟”也是谷子,就连“黄粱一梦”里的“黄粱”,说的仍是谷子。

  图片由AI生成

  有人或许会好奇,谷子与狗尾巴草的味道差异显著,为何狗尾巴草的种子能被驯化成营养丰富又美味的小米?这背后,离不开人类漫长的选育历程。

  在古代,人们选育优良品种依靠的是人工选择:从自然生长的群体中挑选所需个体进行繁育。想象一下,或许古时候有人发现狗尾巴草的种子可食用,便将种子带回种植,在后代中筛选口感更好的植株继续繁育。通过一代又一代人为选择好吃、抗病、高产的个体,经过数千年的积累,野生狗尾巴草最终被驯化成了如今的小米。

  随着科技的进步,育种技术早已升级换代。尤其是二代、三代测序技术的发展,让科研人员得以重新“破译”这一古老作物的基因密码,借助基因工程手段实现优良品种的精准选育。山西农业大学生命科学学院生物信息系主任、教授李旭凯,就是其中一个为谷子装上“基因芯片”的人。

  图片由AI生成

  李旭凯的日常工作,是通过解读不同谷子品种的DNA序列,探索谷子进化过程中品种基因差异与品质特性的关联。为什么有的谷子色香味俱全、营养丰富且产量高,而有的却口感不佳、长势孱弱?除环境因素外,它们的基因究竟存在哪些差异?又是哪些基因决定了品质的不同?这些问题始终吸引着他。

  在解密谷子基因序列的过程中,李旭凯团队预测出许多可能决定品种差异的关键基因。但农业科研向来漫长,谷子从播种发芽到收获至少需要五个月,期间还需“看天吃饭”,若遇自然灾害,往往只能从头再来。如何缩短研究周期、加速优良品种培育?这成了团队急需解决的问题。

  为破解这一难题,李旭凯团队以山西名优谷子品种晋谷21为材料,进行EMS化学诱变,希望通过这种方式增加谷子变异的可能性,筛选出提前开花结果的突变体。这是一项庞大的工程:每年需在十几亩的诱变群体、十几万株谷子中逐个筛选、仔细观察,寻找具有特殊表型的突变体,过程如同大海捞针。

  科研人员每天穿梭于田间地头,弯腰累酸了腰,站立麻了腿,眼睛也因长时间观察而酸涩,但他们不敢有丝毫懈怠——每一株谷子都可能藏着他们想要的基因资源。

  功夫不负有心人,经过近5年的筛选,团队终于发现了一株超早熟的迷你突变体。它株型娇小,适合室内大规模种植研究,且生长发育期仅两个月,远短于同类品种的五个月。团队为它取名“xiaomi”。

  xiaomi已成熟(右),其野生材料还没有抽穗

  然而,喜悦没多久,便迎来考验。这株提前成熟的谷子成了田间鸟儿的“美餐”,尽管团队日夜提防,等发现时,穗子上仅剩几粒种子,让大家心疼不已。

  大田种植的xiaomi,上面是防鸟网

  为保护这来之不易的成果,团队迅速将“xiaomi”植株带回实验室,转移到温室繁种。在温室里,温度、湿度、光照等环境因素都被严格控制,浇水、施肥更是精心细致,如同呵护刚出生的婴儿。经过努力,团队终于获得了足够数量的“xiaomi”种子,这才稍稍松了口气。

  中国科学院院士、水稻模式植物体系“小薇”研发团队负责人钱前对“xiaomi”给予了高度评价:“C3的模式作物有小薇,C4的又有了‘xiaomi’,‘小薇’和‘xiaomi’共同筑起的基础研究领域新平台,将为保障国家粮食安全做出贡献。”

  xiaomi刚抽穗(右),与模式植物拟南芥

  依托“xiaomi”遗传体系的建立,李旭凯揭示了谷子驯化选择中代谢物定向变化的遗传机制,为解析小米重要代谢物的关键遗传基础奠定了基础。如今,团队已建立国际首个谷子全生育期基因表达数据库,借助该数据库和超早熟“xiaomi”遗传转化体系,原本需要8年完成的传统育种工作,现在仅需2年就能完成,大大加快了优良品种的培育速度。

  展望下个十年,李旭凯团队有着更远大的目标:让谷子登上“太空粮仓”,在月球上种出第一株中国小米;让盐碱地、沙漠都变成金灿灿的谷田,一同将金色希望播向大地。

  作者:李旭凯 山西农业大学生命科学学院生物信息系主任、教授

  策划统筹:宋雅娟 武玥彤

  编辑整理:李欣哲

【大国粮策】8年变2年?超早熟小米给育种按下“加速键”

[ 责编:田新宇 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 清明假期首日 全社会跨区域人员流动量预计约2.96亿人次

  • 海棠花开五大道

独家策划

推荐阅读
征求意见稿提出,任何组织和个人提供、使用数字虚拟人服务,不得以丑化、污损等形式侵害他人人格权,未经特定自然人同意,不得提供足以识别特定自然人身份的数字虚拟人服务。
2026-04-03 17:59
近日,《关于加快建立长期护理保险制度的意见》(以下简称《意见》)印发。《意见》明确,用3年左右时间,基本建立适应我国基本国情的长期护理保险制度。
2026-04-03 10:07
春天,风媒花粉对过敏症患者尤其是患有慢性呼吸系统病人群的影响特别大,是过敏性哮喘的高发季节。
2026-04-03 10:04
个人信息保护法施行以来,中央网信办会同有关部门持续加大个人信息保护工作力度,查处各类违法违规处理个人信息行为,督促指导个人信息处理者不断提升合规水平,取得了积极成效。
2026-04-03 09:59
日前,福建龙岩长汀县远丰优质稻专业合作社正忙着把秧苗往田里送,并用机器进行插秧。一粒粒种子在智慧育秧工厂从孕育到出苗,直至送入农田进行机械化插秧,合作社负责人傅木清都看在眼里。
2026-04-03 09:53
据报道,在3月29日结束的世界超级摩托车锦标赛(WSBK)葡萄牙站WorldSSP组别中,我国摩托车制造商“张雪机车”在该站赛事双回合正赛中相继夺冠。说起“张雪机车”的成功,不得不提到中国的“摩托之都”重庆。
2026-04-03 09:50
在一间会议室里,记者找到了研究院副院长张金友。”  为了尽快解决这个“烧脑”的问题,这段时间,张金友和团队几乎每天井场、实验室、会议室三点一线。“如果说我们正在采的页岩油是已经蒸熟的‘米饭’,那低熟页岩油就是‘生米’,需要人工在地下为其加热,催化生成石油。
2026-04-03 09:47
历时多年攻关,刘河生带领团队不断改进脑功能区定位技术,实现快速精准绘制个体脑图,并研发出可无创干预脑区功能的设备,在帕金森等疾病治疗研究中取得重大进展。
2026-04-02 10:11
我国智能航运发展现状如何?“十五五”时期如何迈向国际先进水平?记者采访了交通运输部海事局及相关企业。
2026-04-02 10:07
科技创新是发展新质生产力的核心要素,加强原始创新和关键核心技术攻关,是抢占科技制高点、实现高水平科技自立自强的根本所在。
2026-04-02 10:04
近日,国家医保局发布《医疗保障基金使用监督管理条例实施细则》,于2026年4月1日起正式施行。
2026-04-02 10:03
国家卫健委和国家中医药局1日联合印发《关于开展基层医疗卫生机构医疗质量改善三年行动(2026—2028年)的通知》,推进基层医疗质量提升,推动实现分级诊疗“基层首诊”落地。
2026-04-02 10:01
人与自然和谐共生是中国式现代化的重要特征之一,守好碧海银滩,构建人海和谐的海洋生态环境是中国式现代化的题中应有之义。
2026-04-01 09:45
2021年长江十年禁渔实施以来,禁渔秩序总体平稳,退捕渔民生计有效保障,水生生物资源衰退趋势得到决定性扭转,长江水生生物完整性指数稳步提升,取得阶段性明显成效。
2026-04-01 09:44
“过去雷达网建设主要解决‘有没有’的问题,现在AI让这张网从‘能探测’升级为‘会思考’。”在张兴赢看来,“AI正在成为工程的‘第二大脑’。”
2026-04-01 09:43
硒是人体必需的微量矿质营养素。然而,我国约7亿人口存在硒摄入不足。
2026-04-01 09:42
强对流天气的形成是水汽条件、不稳定状态的大气层结构、地形等多种条件协同作用的结果,包括雷暴、短时强降水、大风、冰雹等天气现象,具有影响快、强度强、致灾性强的特点。
2026-04-01 09:39
3月30日,世界数据组织正式成立并落户北京,理事长由中国科学院院士谭铁牛担任。这不仅是对谭铁牛个人学术成就的认可,更是国际社会对中国数据发展和治理能力的充分肯定,是中国科学家提升全球科技治理话语权的生动缩影。
2026-03-31 10:23
教育部30日印发《校园食品安全“十必须”》《学校食堂工作人员“十不准”》,进一步筑牢校园食品安全防线,明确中小学、幼儿园食堂不得制售冷荤类食品、生食类食品、冷加工糕点,不得加工制作四季豆、鲜黄花菜、野生蘑菇、发芽土豆等高风险食品。
2026-03-31 10:22
30日19时00分,力箭二号遥一运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,将搭载的新征程01卫星、轻舟初样试飞船和天视卫星01星顺利送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
2026-03-31 10:17
加载更多