五月的膠州，春風(fēng)拂過田野，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)示范園里一片翠浪翻涌。這里是小麥的“育種搖籃”，也是青島農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥遺傳育種團(tuán)隊(duì)每年“五一”假期的“主戰(zhàn)場”。面朝黃土、彎腰去雄，是團(tuán)隊(duì)師生們迎接勞動節(jié)的獨(dú)特方式。

“這個‘五一’我們都要在田里度過。”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人張玉梅說。去年，他們歷經(jīng)十余年攻關(guān)育成的小麥新品種——“青糯麥1號”正式通過山東省審定，畝產(chǎn)達(dá)到1200斤左右。而眼下，新一年的雜交工作正在緊張進(jìn)行。

張玉梅向記者展示團(tuán)隊(duì)研發(fā)的小麥新品種青糯麥1號

農(nóng)田里的“小麥?zhǔn)中g(shù)”

初春時節(jié)，位于膠州的青島農(nóng)業(yè)大學(xué)示范園內(nèi)生機(jī)盎然，綠油油的小麥連綿成片，長勢喜人。在這片占地40畝的試驗(yàn)田里，團(tuán)隊(duì)成員正頭頂烈日，為小麥做著一場場精細(xì)的雜交“手術(shù)”。

團(tuán)隊(duì)成員郭衛(wèi)衛(wèi)介紹，每年“五一”前后正值小麥抽穗期，也是最關(guān)鍵的“去雄”階段?！斑@是小麥雜交的第一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)?！彼龔某善柠溙镏刑暨x出一株長勢優(yōu)良的麥穗，剪去頂部的穎殼，露出嫩綠的雄蕊。那些只有針尖大小、藏在花藥中的雄蕊，需要用鑷子逐一挑出、剝除。

“每一個小花里都有3個雄蕊，必須全部去除干凈。只要漏掉一個，就會發(fā)生自交，整個去雄工作就前功盡棄了?！惫l(wèi)衛(wèi)邊說邊熟練地操作，隨后拿出白色紙袋，標(biāo)注上母本信息和去雄日期，將紙袋套住麥穗并用訂書機(jī)封好。這樣，一個麥穗的去雄“手術(shù)”便完成了。之后，再找到指定父本麥穗進(jìn)行人工授粉，才完成一次完整的小麥雜交。

這樣的雜交“手術(shù)”，每年“五一”期間張玉梅團(tuán)隊(duì)要做數(shù)千例。端午節(jié)前后收獲小麥，暑假期間進(jìn)行脫粒、整理，國慶節(jié)前后再次播種……周而復(fù)始，寒來暑往。

“幾乎每個國家法定節(jié)假日，我們都在田里度過。”郭衛(wèi)衛(wèi)說。這片40畝的試驗(yàn)田里，種著100多個高代材料，農(nóng)田被細(xì)分為100余個小區(qū)，每個小區(qū)都插著標(biāo)簽牌，清晰標(biāo)注著區(qū)位號和代號名稱。

新品種“青糯麥1號”，使餃子皮久煮不破

在試驗(yàn)田中，有一塊約2畝的片區(qū)被郭衛(wèi)衛(wèi)格外珍視，那里種著去年團(tuán)隊(duì)剛剛通過審定的新品種“青糯麥1號”。

“你看，這個小麥長勢多好。”郭衛(wèi)衛(wèi)蹲下身，輕輕托起一株麥穗。她告訴記者，這個小麥品種的最大特點(diǎn)是其支鏈淀粉含量高達(dá)99.97%。與之相比，普通小麥面粉中兩類淀粉的含量約為76%，其中支鏈淀粉的含量和比例直接決定了面粉的糯性。

郭衛(wèi)衛(wèi)介紹，正是這種高糯性，使得“青糯麥1號”磨出的面粉在制作湯圓、餃子皮等食品時表現(xiàn)優(yōu)異，能久煮不破、口感筋道。此外，它還可通過配粉提升面制品的保鮮能力，為淀粉工業(yè)提供新型原料。

郭衛(wèi)衛(wèi)介紹，“青糯麥1號”的育種工作始于2014年。團(tuán)隊(duì)以“濟(jì)麥22”為母本、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)自主選育的優(yōu)良品系“QNM001”為父本，通過有性雜交選育而成。該品種為冬性，幼苗半匍匐、株型半緊湊，熟相好、抗倒性好、越冬抗寒性好，且近乎免疫條銹病。畝產(chǎn)可達(dá)1200斤左右。

目前，“青糯麥1號”在示范園中種植，主要是為了保證種子的純度。下一步，團(tuán)隊(duì)將與農(nóng)業(yè)公司洽談，推動這一品種走向更廣闊的田野。

國內(nèi)首個小麥智能設(shè)計(jì)育種平臺

將傳統(tǒng)育種年限縮短2-3年

“一個小麥新品種的雜交選育通常需要8到11年，周期非常漫長?！眻F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人張玉梅說。為了縮短這一時間，團(tuán)隊(duì)與山東極智生物科技有限公司、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所聯(lián)合研發(fā)了iWheat 小麥智能設(shè)計(jì)育種平臺，于4月底正式上線。這是國內(nèi)首個小麥智能設(shè)計(jì)育種平臺，“它的發(fā)布讓小麥育種從傳統(tǒng)育種向智能設(shè)計(jì)邁出一大步，標(biāo)志著小麥育種邁入4.0智能化時代。”張玉梅說。

張玉梅介紹，智能育種是目前育種領(lǐng)域科學(xué)家聚焦的熱點(diǎn)領(lǐng)域，iWheat攻克了小麥育種“周期長、效率低、成本高”等行業(yè)難題，讓育種從“碰運(yùn)氣”的經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動，轉(zhuǎn)向“精準(zhǔn)設(shè)計(jì)”的數(shù)據(jù)驅(qū)動，是“人工智能+育種”的典型范例。

她介紹，這個平臺目前整合了3萬余份小麥種質(zhì)資源的基因型、442個功能基因、6000余個功能位點(diǎn)及40余萬條表型數(shù)據(jù)，為每一份種質(zhì)建立起“數(shù)字身份證”，實(shí)現(xiàn)了資源的精準(zhǔn)檢索與高效利用。

據(jù)了解，該平臺覆蓋“品種基因型體檢→親本組配→早期選擇→指紋圖譜”等育種全場景。親本選配精準(zhǔn)度達(dá)80%，效率提升90%。

張玉梅在手機(jī)上向記者展示了這一平臺，該平臺共分為數(shù)字化種質(zhì)資源管理、設(shè)計(jì)育種和種質(zhì)任務(wù)可視化管理三個部分，每一部分又下設(shè)更多子菜單，如數(shù)字化種質(zhì)資源管理，收錄了3萬余份小麥種質(zhì)資源，并收錄了每一個品種的適種地區(qū)、生物學(xué)特性、審定時間等信息。通過設(shè)計(jì)育種欄目可以進(jìn)行底盤材料改良、新種質(zhì)創(chuàng)新。

張玉梅解釋，過去選育一個小麥品種需要大量田間篩選工作；現(xiàn)在，科研人員可以在平臺上篩選優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源，通過底盤設(shè)計(jì)和回交轉(zhuǎn)育就能實(shí)現(xiàn)。當(dāng)科研人員想要做一個雜交材料，只需將材料的基因型上傳平臺，后臺便能自動搜索底盤和樣本，大大縮短育種時間。

“結(jié)合快速繁育體系，能將傳統(tǒng)8年的育種周期被壓縮2至3年?！睆堄衩氛f，該平臺不僅能夠加速新品種的培育進(jìn)程、降低育種成本，更能提升整個種業(yè)行業(yè)的創(chuàng)新能力和競爭力，推動種業(yè)向智能化、現(xiàn)代化方向轉(zhuǎn)型升級，進(jìn)而賦能小麥產(chǎn)業(yè)鏈上下游實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

“iWheat平臺為種業(yè)帶來了革命性變化?！睆堄衩氛f，它打破了傳統(tǒng)育種的局限，以精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)和高效的算法，為育種工作者提供了全新的思路和方法。通過整合大量種質(zhì)資源數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了資源共享與高效利用，是人工智能助力我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的生動現(xiàn)實(shí)案例。

目前，該團(tuán)隊(duì)正利用這一平臺培育高產(chǎn)、抗逆、特用等具有不同特性的小麥新品系。張玉梅表示，接下來團(tuán)隊(duì)將針對“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、耐逆”等性狀，利用智能設(shè)計(jì)育種平臺，創(chuàng)制兼具抗旱耐鹽、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、綜合性狀優(yōu)良的突破性小麥新種質(zhì)，有效拓寬我國小麥育種遺傳基礎(chǔ)，增強(qiáng)種業(yè)的源頭創(chuàng)新能力和市場競爭力。

（半島全媒體記者 王麗平）

來源：大眾新聞·半島新聞