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我國是世界棉花生產(chǎn)、消費和進口第一大國。如何研究出突破性的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)多抗品種,對我國的棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)系重大。
多年來,南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教授郭旺珍一直圍繞棉花基因里的秘密展開研究,她在接受《經(jīng)濟日報》記者采訪時說:“我所做的工作,是為棉花畫一張詳盡而簡明的基因‘聯(lián)絡(luò)圖’,找出棉花基因與重要性狀之間的關(guān)聯(lián),為棉花的品種改良提供指導(dǎo)‘秘笈’。”目前,郭旺珍取得的研究成果相關(guān)數(shù)據(jù)信息已上傳國際棉花公共數(shù)據(jù)庫,供全球同行共享。
45歲的郭旺珍出生于山西清徐縣鄉(xiāng)村。“兒時放學(xué)回家,常幫助家里紡紗,我當(dāng)時就想,如果將天然的纖維成品改善成與精紡品一樣美觀舒服,那該多好。”她回憶說。上大學(xué)后,郭旺珍便一直致力于作物遺傳育種研究。棉田勞作十分辛苦,傳統(tǒng)上多是男人的工作,但吃苦耐勞的郭旺珍頑強堅持了下來,終于構(gòu)建出國際上最高密度異源四倍體栽培棉種遺傳圖譜,繪制了全球最大種植面積棉種的基因組精密地圖,并培育出5個棉花新品種。
棉花作為重要經(jīng)濟作物,在基因遺傳和性狀表達方面相當(dāng)復(fù)雜。郭旺珍繪制的這張基因組精密地圖價值何在?
她指出,在這張棉花基因組地圖里,遺傳物質(zhì)在染色體上按序排列開來。在每條染色體上,基因是怎樣排列的、長什么樣子,基因間相對位置都清楚、明晰,對棉花多倍體遺傳及結(jié)構(gòu)的深入解析有重要參考。此外,還能幫助提高育種目標(biāo)性狀改良的準(zhǔn)確性。
郭旺珍介紹說,傳統(tǒng)育種主要通過表現(xiàn)型來確定目標(biāo)性狀優(yōu)劣,而性狀的表現(xiàn)與環(huán)境條件密切相關(guān),會導(dǎo)致目標(biāo)性狀發(fā)現(xiàn)的不可控制。因此,利用基因操作增強可控制性,能大大增強育種的準(zhǔn)確性和效率。她強調(diào)說:“這個基因組地圖對育種最大的貢獻,可能在于變以前的經(jīng)驗育種為現(xiàn)在的精準(zhǔn)育種。”棉花的種類繁多,目前有45個二倍體棉種和5個四倍體棉種。郭旺珍研究選擇的是全球種植面積最大的棉種,叫陸地棉。這個棉種是異源四倍體,占全球植棉區(qū)的90%以上,具有顯著高產(chǎn)性和廣泛適應(yīng)性。
得益于郭旺珍和團隊的研究工作,如今,我國優(yōu)質(zhì)棉種植規(guī)模已達200萬至300萬畝,具有耐鹽堿、單產(chǎn)高、纖維品質(zhì)佳等優(yōu)勢,不僅為農(nóng)民帶來了更高的種植收入,也讓棉織品有了躋身高級衣料的可能。
談到下一步的研究規(guī)劃,郭旺珍表示,以前,我國育種目標(biāo)更多關(guān)注產(chǎn)量,相比較而言,美國的棉花產(chǎn)量不及我國,但纖維品質(zhì)卻比我國高2至3個單位。因此,隨著我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,棉花育種目標(biāo)要有新的關(guān)注:首先,要培育優(yōu)質(zhì)棉品種。其次,要培育高抗性的抗逆棉花新品種,在不適宜作物種植的地方也可以種棉花,保證棉花種植面積,確保我國棉業(yè)安全。
因工作表現(xiàn)出色,2015年底,郭旺珍獲得十二屆“中國青年女科學(xué)家獎”。我國繪制棉花基因組精密地圖