編者按：種業(yè)是國家戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、科技性產(chǎn)業(yè)。要想端牢中國飯碗，既要保障糧食和重要農(nóng)產(chǎn)品的穩(wěn)定安全供給，也要實現(xiàn)種業(yè)自主創(chuàng)新，種源自主可控。在重慶，通過一代又一代科研人辛勤培育，勤勉研發(fā)，堅韌不拔地扎根土地，種業(yè)創(chuàng)新取得標(biāo)志性的成果和階段性的進(jìn)展。城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展網(wǎng)特別策劃“巴渝良種”系列報道，走進(jìn)育種科研人的世界，講述他們科技創(chuàng)新的故事，記錄重慶種業(yè)創(chuàng)新的斐然成果。
城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展網(wǎng)記者 李文萍
在西南大學(xué)隆平樓油菜生物研究室的展示墻上，記者看到不同品種的菜籽以及由菜籽壓榨而成的各種菜籽油。其中最引人注目的是坐落在“C”位的黑色菜籽油和黃色菜籽油。
黑色菜籽油多為傳統(tǒng)菜籽油，炒菜油煙重，口感差。而黃色菜籽油則色澤黃亮、油香濃郁、營養(yǎng)成分豐富。
▲ 西南大學(xué)隆平樓油菜生物研究室展示墻上陳列著各種油菜種子和壓榨的油
這場從黑到黃的“變身”，濃縮了科技工作者西南大學(xué)西部（重慶）科學(xué)城種質(zhì)創(chuàng)制大科學(xué)中心油菜生物學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊幾代人的接續(xù)探索，心力付出。
自上世紀(jì)50年代起，團(tuán)隊開始研究油菜，培育出優(yōu)質(zhì)高效甘藍(lán)型黃籽雜交油菜“渝黃”系列，黃籽高油酸品種“康油”系列，成功解決了甘藍(lán)型黃籽油菜領(lǐng)域的世界性難題，奠定了我國甘藍(lán)型黃籽油菜基礎(chǔ)研究與生產(chǎn)應(yīng)用的國際領(lǐng)先地位。
解決兩大世界難題
奠定國際領(lǐng)先地位
油菜是生產(chǎn)菜籽油的原料作物，分為芥菜型油菜、白菜型油菜與甘藍(lán)型油菜三種。其中，甘藍(lán)型油菜由白菜和甘藍(lán)雜交進(jìn)化而來，上世紀(jì)30年代從國外引進(jìn)栽培。跟前兩者比起來，甘藍(lán)型油菜菜籽含油量更高，是中國第一大食用植物油源作物。
傳統(tǒng)甘藍(lán)型油菜都是黑籽，榨出的油呈黑色，營養(yǎng)和口感不好，且餅粕商品性不佳。我們目前在市場上看到的金黃透亮的菜籽油通常都經(jīng)過了進(jìn)一步加工提純。
如何榨出純天然金黃透亮的菜籽油?答案在“黃籽油菜”。
黃籽油菜能直接榨出金黃透亮的菜籽油，省去了后期加工提純環(huán)節(jié)，降低了生產(chǎn)成本，同時因采購價較高，提升了農(nóng)民的種植收益。因此，上世紀(jì)90年代，黃籽油菜成為育種界的熱門研究方向。
但甘藍(lán)型油菜中并沒有天然的黃籽資源，這大大增加了育種的難度。
1994年，團(tuán)隊在校內(nèi)發(fā)現(xiàn)了結(jié)有黃色種子的觀賞型羽衣甘藍(lán)，通過將其與甘藍(lán)型油菜遠(yuǎn)緣雜交，在國內(nèi)外率先獲得了攜帶黃籽基因的甘藍(lán)型油菜。但此時產(chǎn)生的材料面臨兩大難題，一是黃籽的粒色不穩(wěn)定，二是攜帶較多羽衣甘藍(lán)親本的劣勢基因，產(chǎn)量不高。
對此，團(tuán)隊自創(chuàng)了3種粒色量化方法，并不斷進(jìn)行品種“提純”，最終形成了粒色穩(wěn)定的油菜材料，同時通過雜交，使之具有高產(chǎn)、高油、廣適、多抗等性狀，成功攻克了甘藍(lán)型黃籽油菜粒色不穩(wěn)和產(chǎn)量抗性不好的兩大世界性難題，奠定了我國甘藍(lán)型黃籽油菜基礎(chǔ)研究與生產(chǎn)應(yīng)用的國際領(lǐng)先地位。
“所有育種的目標(biāo)都是為了高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)，解決民生問題?！眻F(tuán)隊核心人物李加納表示，黃籽菜籽榨出的油清澈透亮，無化學(xué)加工，而壓榨過后產(chǎn)生的餅粕富含高蛋白，解決了畜禽領(lǐng)域的飼料難題。
▲ 油菜
30多年來，團(tuán)隊聚焦“甘藍(lán)型黃籽油菜育種”科研方向，不斷攻關(guān)。先后育成甘藍(lán)型黃籽油菜新品種渝黃1號、渝黃2號、渝黃4號和渝油28號等，其中渝黃4號被農(nóng)業(yè)部推介為全國主導(dǎo)油菜品種。
值得一提的是，“渝黃”系列成為國內(nèi)外首次培育且大面積產(chǎn)業(yè)化推廣的黃籽油菜品種，推廣面積6000多萬畝，帶給農(nóng)民和加工企業(yè)收益100億元。該成果先后獲得教育部、重慶市科技進(jìn)步一等獎和國家科技進(jìn)步二等獎。
航天誘變創(chuàng)制材料
高油酸育種走在前列
橄欖油由鮮果冷榨而成，不經(jīng)化學(xué)處理，保存了天然營養(yǎng)成分，相比其他大宗食用油，單不飽和脂肪酸(油酸)較高，減少了患心血管疾病的風(fēng)險，成為人們喜愛的健康油品。
事實上，團(tuán)隊培育出的高油酸油菜油酸含量與橄欖油相似，具有飽和脂肪酸更低、富含多種必須脂肪酸的特點，其脂肪酸組成品質(zhì)超過橄欖油，再次走在高油酸油菜育種的前列。
高油酸油菜培育的難點在于科研人員在傳統(tǒng)的油菜種質(zhì)資源庫中，并未發(fā)現(xiàn)高油酸種質(zhì)資源。為此，各科研團(tuán)隊都在通過人工誘變、基因干擾、基因編輯等傳統(tǒng)或現(xiàn)代生物技術(shù)來創(chuàng)建油菜高油酸資源。
2007年，團(tuán)隊通過航天育種的方式，搭載航天器將油菜種子送到太空，在其后代中發(fā)現(xiàn)了高油酸突變材料。目前團(tuán)隊保存油菜種質(zhì)資源10000多份，其中高油酸資源材料1000多份。
團(tuán)隊通過雜交育種手段，成功將高油酸性狀的基因?qū)敫仕{(lán)型黃籽油菜中，育成國際領(lǐng)先的黃籽高油酸油菜新品種。自2014年起，康油1號、康油2號、康油3號、康油4號等“康油”系列逐步培育出來。其中，“康油3號”品種含油量45.32%，油酸含量78.68%，因該品種創(chuàng)新性和高效益特性，以特專型品種入選農(nóng)業(yè)農(nóng)村部首批國家農(nóng)作物優(yōu)良品種推廣目錄(2023年）。
▲ 康油3號
“我們通過雜交的方式，把更多的優(yōu)良性狀聚合進(jìn)去。”西南大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院副院長曲存民表示，團(tuán)隊一直在聚合更優(yōu)質(zhì)的品種性狀，比如抗病性的提升、含油量的提升、高油酸的提升，使得生產(chǎn)的菜籽油一代比一代品質(zhì)更優(yōu)、更營養(yǎng)、更健康。“最開始我們很關(guān)注油酸含量，現(xiàn)在出油率又有了進(jìn)一步提升。”
目前，“康油”系列在重慶、四川等多地進(jìn)行推廣種植，累積推廣種植面積10萬畝以上，同時市場上出現(xiàn)了“康油”系列壓榨的黃籽高油酸菜籽油高端植物油品牌，帶動農(nóng)民和加工企業(yè)增收收益5000萬元以上。
結(jié)合傳統(tǒng)與現(xiàn)代生物育種
始終處于國際領(lǐng)先水平
“我們團(tuán)隊傳統(tǒng)育種與現(xiàn)代生物育種相結(jié)合，除了雜交選育，也會通過分子標(biāo)記輔助育種、基因選擇輔助育種，以及采用小孢子培養(yǎng)技術(shù)、室內(nèi)快速繁殖技術(shù)等。”曲存民介紹，團(tuán)隊積極推進(jìn)傳統(tǒng)種業(yè)和生物育種融合賦能，加快育種的效率，提升油菜品種的質(zhì)量。
▲ 西南大學(xué)西部（重慶）科學(xué)城種質(zhì)創(chuàng)制大科學(xué)中心油菜生物學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊
種皮色澤穩(wěn)定遺傳是黃籽油菜育種的重點，但一直以來，人們沒有真正找到黃籽穩(wěn)定遺傳的“基因密碼”。
2023年，團(tuán)隊通過甘藍(lán)型油菜黃籽GH06和黑籽中油821高質(zhì)量基因組的組裝，圍繞控制種皮色澤主效QTL區(qū)間，成功克隆了一個控制油菜種皮色澤的重要基因，同時對不同環(huán)境下種子(種胚和種皮)色素組分進(jìn)行QTL定位分析和候選基因的鑒定，找到了油菜粒色形成的分子機(jī)制。
“黃籽遺傳很復(fù)雜，不受單個基因控制，同時受環(huán)境影響很大?！鼻婷癖硎?，這個研究從基因角度找到了黃籽油菜種皮色澤的遺傳機(jī)理，為精準(zhǔn)育種、提高育種效率提供了理論基礎(chǔ)。
近年來，團(tuán)隊在現(xiàn)代生物技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用研究方面不斷突破。早在2022年，團(tuán)隊對全世界588份有代表性油菜品種進(jìn)行全基因組測序，成功研發(fā)全球首張油菜液相育種芯片，相當(dāng)于打造了油菜品種的“DNA身份證”，為資源鑒定、全基因組關(guān)聯(lián)、遺傳分析等提供了基因組學(xué)資源。
“團(tuán)隊分不同的研究方向，有研究品質(zhì)的，有研究產(chǎn)量的，有研究含油量的，有研究抗病的，每個方向下面還有一支強(qiáng)大的團(tuán)隊?！鼻婷癖硎?，來自各個領(lǐng)域、不同年齡階段、不同職稱結(jié)構(gòu)的人們相互關(guān)聯(lián)，相互融合，圍繞提升油菜產(chǎn)量、菜籽油品質(zhì)這個核心目標(biāo)，開展育種創(chuàng)新攻關(guān)。
正是在“協(xié)同攻關(guān)，持續(xù)創(chuàng)新”的理念下，團(tuán)隊在甘藍(lán)型黃籽油菜種質(zhì)資源和遺傳育種等基礎(chǔ)研究與應(yīng)用方面始終處于國際領(lǐng)先水平，產(chǎn)出一系列重大標(biāo)志性成果，是科技部“作物重要性狀基因功能解析及應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊”和教育部首批“全國高校黃大年式教師團(tuán)隊”。
