作為國家特色油料產業技術體系首席科學家、芝麻遺傳育種學科帶頭人,“八五”以來,張海洋帶領團隊,圍繞國家糧油供給安全重大需求,潛心開展芝麻種質資源收集與鑒定、重要性狀遺傳解析、優異種質創制、新品種選育、高產栽培技術等研究工作,取得多項國際領先的研究成果,解決了芝麻優異種質匱乏、育種技術落后等問題,培育出芝麻新品種 22 個,建立了配套高產栽培技術,累計推廣5600萬畝,為我國芝麻學科發展和產業技術進步做出了突出貢獻。
重視基礎性研究, 實現多項原始性創新
張海洋主持完成了芝麻基因組計劃,建立了國內外首張芝麻分子遺傳圖譜、染色體光學圖譜、BAC-FISH 物理圖譜,繪制出與 13 對染色體對應的芝麻栽培種基因組精細圖,明確了芝麻進化特征和方向。發掘出芝麻產量、品質、抗病、耐漬等性狀顯著相關的主效QTLs/基因位點110個,發現13個優異基因群,發明了與之緊密連鎖的分子標記32個;建立了圖位克隆與重測序相結合的大規??寺」δ芑蚣夹g方法,克隆出芝麻花序有限基因(SiDt1)、蒴果大小基因(SiSS1、SiSS2)、閉蒴基因(SiRL1)、短節基因(SiDW1)、抗枯萎病基因(SiTMK1)等6個關鍵功能基因,為芝麻重要性狀遺傳解析、揭示油脂合成與積累機制奠定了基礎。
他針對芝麻種質優異種質匱乏等育種瓶頸問題,開展并創建了芝麻優異種質創制技術體系,拓展了創造芝麻種質變異的途徑和方法。首次將染色體加倍技術、胚培養技術、橋梁親本雜交及回交轉育技術相結合,創建了種間遠緣雜交技術體系,解決了野生種與栽培種雜交敗育的問題,將野生種抗病耐漬等優良性狀導入栽培種。明確了芝麻EMS誘變最佳處理條件、突變類型及頻率,創建了芝麻EMS化學誘變技術體系及突變體庫(5.2萬份)。發明了芝麻愈傷組織誘導與植株再生技術體系,解決了困擾幾十年的芝麻下胚軸愈傷組織分化和植株再生技術難題,創建了農桿菌介導的遺傳轉化技術體系和外源基因檢測方法。建立了芝麻重要性狀鑒定與評價技術體系,確定了高效評價高產潛力的關鍵技術指標;建立了近紅外和核磁共振無損檢測籽粒含油量和蛋白含量的方法,使測定時間從 3 小時縮短到 2 分鐘;建立了芝麻枯萎病和莖點枯病室內苗期接菌、室外病圃接菌抗性鑒定與評價方法,顯著提升了評價芝麻種質抗病性的準確性和效率。創制出育種上急需的突破性優異新種質210份,解決了適于機械化收獲、抗病耐漬、優質專用、雜優利用等育種材料匱乏的問題。提出以優異基因群為育種元件開展優異基因聚合育種的觀點,創建了芝麻復合雜交與分子標記選擇相結合的高效育種技術體系,實現了應用少數標記精確跟蹤選擇多個優異性狀,達到了親本選配高效、目標性狀鑒定高效、后代選擇高效,縮短育種周期2-3年(2016年獲國家技術發明二等獎)。
立足產業技術需求, 不斷提升芝麻生產水平
他圍繞芝麻生產對優質專用、抗病耐漬、適于機械化收獲等品種的迫切需求,帶領團隊刻苦攻關,組織收集國內外種質資源2789份,使我國資源庫容增加1/3;創制出有限花序DS899、短節密蒴Dw607、抗裂蒴CSR012、高抗枯萎病IH771、高抗莖點枯病IH510、強耐漬IH371、高油新種質M395-8(62.7%)、高蛋白新種質DS899(26.75%)、高木酚素新種質HLM1202(1.73%)、光敏核不育等一批突破性優異芝麻新種質。先后選育出芝麻新品種22個,并成為黃淮、江淮芝麻主產區主導品種。
20世紀 90年代,針對品種抗病耐漬性差等問題,通過遠緣雜交和抗病抗逆精準鑒定技術,系統改良了品種的抗病抗逆性,培育出豫芝8號、鄭芝98N09、鄭芝13號、鄭芝14號、豫芝23號等高抗穩產新品種,每五年生產上較之前品種增產15%以上,顯著提升了芝麻品種的穩產性和適應性。超高產新品種鄭芝13號區域試驗比對照增產20.18%,在新疆創造出畝產268.8 公斤的世界最高紀錄。其中,優質、高產、廣適芝麻新品種豫芝8號獲2003年度國家科技進步二等獎。
二十世紀末,針對優質芝麻需求旺盛,圍繞生產上對優質專用品種的迫切需要,通過化學誘變創制出一批高油、高蛋白、高芝麻素新種質,結合聚合育種、分子標記選擇與品質無損快速檢測技術,實現了對育種材料規?;?、快速低成本鑒定與篩選,顯著提高了選擇的準確性和效率;培育出優質高產新品種豫芝11號:粒白味純,試驗單產連續6年第一位,較對照增產14.58%(2005年度獲國家科技進步二等獎);高蛋白食用型新品種鄭芝12號(蛋白含量25.84%),高油高產新品種鄭芝15號、豫芝21號,含油量均在58.0%以上,較之前品種提高2個百分點,區試增產14.0%以上;實現了品種優質專用與高產性狀的同步提升。
二十一世紀初,圍繞芝麻生產上對適于機械化種植品種的迫切需求,針對現有品種植株高大、裂蒴等問題,通過遠緣雜交和化學誘變等技術創制出一批株型緊湊、抗裂蒴、成熟一致新種質,結合建立的高效育種技術,培育出我國首批適于機械化收獲的芝麻新品種豫芝DS899和豫芝Dw607,解決了芝麻機械化種植所需品種問題。首次提出了畝產200公斤以上的產量構成因素、豐產長相、生育進程,豐富了芝麻栽培理論。建立了麥茬免耕直播、起壟栽培、地膜覆蓋、間作套種等高產高效規范化栽培模式,顯著提升了我國芝麻種植技術水平。
重視搭建研發平臺, 全心服務產業發展
張海洋平時不僅重視科學研究,而且關心芝麻產業的發展,注重科研和成果轉化平臺搭建。組建了一支覆蓋12個主產省、學科齊全的芝麻產業技術研發隊伍,實施了共性技術問題聯合攻關;搭建了全國病蟲草漬害系統觀察網絡和聯合測報防控體系,建立了不同生態區規范化栽培模式,全程機械化種植模式為世界芝麻高產栽培提供了典范。近五年,我國芝麻單產比前五年增產22.7%,穩居世界第一。
先后與美國、印度、日本、韓國、蘇丹等芝麻主產國和消費國建立了科研合作關系。在蘇丹建立了境外芝麻科研和生產基地,開展了芝麻生產技術輸出,高產芝麻示范區實現了單產翻一番,顯著提高了非洲芝麻生產水平,建立了國際芝麻貿易關系,為推進“一帶一路”農業發展發揮了積極作用,也為我國芝麻原料安全供給做出了貢獻。
(農業農村部人事司供稿)
互聯網新聞信息服務許可證10120170062
京公網安備 11010802021749號 京ICP備14010675號-1
中國農村雜志社唯一官網 版權所有 仿冒必究 轉載請注明