1月8日上午，2018年度國家科學技術獎勵大會在人民大會堂隆重舉行。中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所邱麗娟研究員作為第一完成人，帶領團隊完成的“大豆優(yōu)異種質挖掘、創(chuàng)新與利用”獲得國家科技進步二等獎。
眾所周知，大豆是我國重要的植物油脂和蛋白質來源。上世紀九十年代，針對大豆生產(chǎn)上疫霉根腐病、灰斑病和干旱/鹽堿等危害嚴重，大豆品種油分含量低，優(yōu)異種質資源發(fā)掘滯后，高油、抗病新種質創(chuàng)制難度較大等問題，邱麗娟研究員聯(lián)合東北農(nóng)業(yè)大學、黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院佳木斯分院和綏化分院，以及內蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市農(nóng)業(yè)科學研究所等主產(chǎn)區(qū)優(yōu)勢單位，按照生物技術與傳統(tǒng)技術相結合、優(yōu)異種質挖掘與育種利用緊密銜接的思路，開展大豆優(yōu)異種質挖掘、創(chuàng)新與利用攻關，歷時20余年，在優(yōu)異種質挖掘、抗逆、高油等重要性狀QTL/基因發(fā)掘，抗病優(yōu)質新種質創(chuàng)制，新品種培育和推廣利用方面取得顯著成效。
立足資源研究，砥礪前行，實現(xiàn)在傳承中創(chuàng)新，在創(chuàng)新中傳承
據(jù)悉，我國是大豆起源國，國家種質資源庫內保存3萬多份大豆資源，數(shù)量位居世界首位，卻不是研究和利用的強國。邱麗娟研究員看在眼里，急在心里。為了能高效發(fā)掘急需的優(yōu)異資源，在構建大豆核心種質，與帶領團隊成員一起爭分奪秒，比如去武漢取樣品，晚上從北京坐火車出發(fā)，白天到達后頂著烈日取樣品，晚上再坐車回京，早晨到達后就直奔辦公室繼續(xù)工作，在構建大豆核心種質期間，這種夕發(fā)朝至型是當時的工作常態(tài)。她說這樣既可以省住宿費，又節(jié)省時間，何樂而不為。當時，如何用分子方法構建核心種質，沒有可參考的方法，她指導學生探索用不同方法對SSR標記進行篩選，提出了核心引物的概念，并首次將資源結構分析應用于資源分類，后來均被水稻、小麥等作物所參考和利用。由于用SSR標記鑒定資源的份數(shù)比較多，當時又沒有簡便快捷的方法，她就像個司令員一樣，每天都帶領實驗室老師和學生分析數(shù)據(jù)、協(xié)調進度，既有鑒定、又有質量檢查，帶出了一支團結協(xié)作攻關的隊伍?，F(xiàn)在提起當時的情景，無論是學生和老師都深有感觸，有了這種高強度的歷練，在新的崗位上，任何工作困難都不在話下。通過不懈努力，邱麗娟研究員首次提出大豆核心種質構建的最佳取樣策略，率先從庫存種質資源中創(chuàng)建代表性強、遺傳多樣性豐富的核心種質和應用核心種質，不但使我國國家種質資源庫中的大豆種質資源得到了系統(tǒng)的收集、儲存、分類和部分特性鑒定，而且為美國、日本和巴西的大豆核心種質構建，以及國內外油菜、花生、綠豆等14種農(nóng)作物的核心種質研究提供了借鑒。重要的是，因為核心種質具有規(guī)模小，代表性強，遺傳多樣性豐富的特點，促進了資源高效精準鑒定，從中挖掘抗病、高油等優(yōu)異種質149份，顯著提高了優(yōu)異資源評價和挖掘效率，為解決疫霉根腐病、灰斑病、鹽堿等危害，提升含油量等育種提供了豐富親本資源。
開創(chuàng)分子標記輔助創(chuàng)制抗病優(yōu)質新種質新思路，解決了品質和產(chǎn)量難以協(xié)同提高的難題
為解決高效發(fā)掘優(yōu)異基因難的問題，邱麗娟研究員帶領項目組協(xié)作攻關，從核心種質中選擇代表性資源，進行了從頭測序。她指導團隊從不同角度對組裝的序列進行檢測，通過協(xié)作，構建了植物領域第一個泛基因組，全面揭示大豆基因組遺傳變異特征，為基因發(fā)掘和分子育種提供了信息和工具，結果發(fā)表在國際高水平雜志Nature Biotechnology等。利用優(yōu)異資源和核心種質，挖掘抗病、耐鹽、高油等重要性狀QTL/基因占國內外已發(fā)表相關性狀QTL的65.1%。即包括72個貢獻率大于15%的主效基因，還包括國際首個產(chǎn)量相關基因GmTfl1（國際合作）、新命名的抗疫霉根腐病新基因Rps10及圖位克隆的耐鹽關鍵基因GmSALT3，為分子標記輔助大豆新品種培育提供了必要信息。在耐鹽基因發(fā)掘過程中，她打破常規(guī)，將耐鹽性當做質量性狀進行鑒定，并拓展了集團分離分析方法，指導學生不僅構建了兩個后代池，還構建了兩個品種池，由于方法創(chuàng)新，僅篩選了100多個RAPD標記就鑒定出緊密連鎖的標記，為耐鹽基因GmSALT3克隆奠定了基礎。她帶領團隊根據(jù)定位和克隆QTL開發(fā)實用分子標記，通過雜交聚合，構建變異廣泛的大分離群體，創(chuàng)制聚合至少3個QTL的新種質8份。如首次耐疫霉根腐病的CH19、多抗的中品03-5373等。這些新種質已成為重要育種親本，培育出抗灰斑病、蛋白質油分高達64.9%蒙豆36等優(yōu)質高產(chǎn)品種，實現(xiàn)了品質和產(chǎn)量協(xié)同提高。
一分耕耘，一分收獲，促進品種更替；團結協(xié)作推動我國大豆應用基礎研究步入國際行列
解決大豆生產(chǎn)問題是根本目的。她勤學好問，常說“知識到用時方恨少”。她不僅向前輩學習、還注重與同行的交流與協(xié)作，繼承和發(fā)揚資源的鑒定與創(chuàng)新，加強發(fā)掘和創(chuàng)新資源的分發(fā)利用。通過創(chuàng)建的大豆種質資源表型和基因型等信息高效共享平臺，為國內140個（次）單位提供核心種質和優(yōu)異資源4萬余份次，為克山1號、冀黃13等103個新品種提供了優(yōu)異血緣，據(jù)不完全統(tǒng)計，僅49個品種的累計推廣面積已達到 1.26億畝，顯示了巨大的應用潛力。她做事認真負責，講究成效，既善于出點子、又努力踐行，團隊成員都樂于與她合作。在她的帶領下，項目組通過聯(lián)合攻關和協(xié)同創(chuàng)新，育成優(yōu)質抗病新品種17個。其中國審品種6個，區(qū)域試驗對照品種7個，農(nóng)業(yè)部推介生產(chǎn)主導品種6個。17個品種平均含油量21.55%，超過國家高油品種標準21.50%，其中12個高油品種平均含油量為22.35%，最高達23.57%，比普通品種高3-4個百分點，抗一種或幾種病害，解決了優(yōu)質和抗逆協(xié)調改良的難題，2006-2017年累計推廣1.25億畝，新增社會經(jīng)濟效益97.82億元，在提高生產(chǎn)水平和實現(xiàn)農(nóng)民增收中發(fā)揮了重要作用。項目組不但獲國家發(fā)明專利授權9項、植物新品種權10項，出版專著4部，發(fā)表論文166篇，完全他引1,694次。而且國內同行發(fā)表在Nature Biotechnology、Nature Communication、Genome Biology等國際知名期刊的文章中，利用了共享平臺提供的重要資源。大豆資源在推動我國大豆應用基礎研究步入國際行列做出了重要貢獻。
