本文源自:人民网 文/高三基 图/福建农林大学农学院
食糖是关系国计民生的重要战略物资,是食品加工行业中不可替代的重要原料。中国是第三大产糖国、第二大消费国、第一大进口国,食糖产量和消费量约占全球的6%和9%。甘蔗是全球第五大宗农作物,是重要的糖料和能源作物,甘蔗糖约占我国食糖总产量的90%。
在福建农林大学,有一支甘蔗科研团队,他们历经三代人七十载,用科技创新守护着这根小小的甘蔗,却撑起了我国糖业发展的半边天。在中国糖业的发展历程中,福建农林大学留下了浓墨重彩的一笔。
从先驱到领跑 八十载甘蔗科研奋斗路
福建协和大学农科(现福建农林大学)于1946年率先从台湾省引进“台糖134”(F134)品种,开启闽台两地科技合作的先河。
1956年,福建省甘蔗研究所成立,著名甘蔗专家周可涌任所长,主持国家“二五”甘蔗栽培攻关项目,1957年出版了我国第一部《甘蔗栽培学》专著,为后人研究甘蔗科研与生产提供参考。1962年开始招收甘蔗方向研究生,1984年开始招收博士研究生,培养了新中国第一位从事甘蔗科学研究的博士。
1988年,陈如凯接任甘蔗综合研究所所长。1995年,“甘蔗品种资源的鉴定、利用及新品种选育项目”获得迄今为止糖科界唯一的国家科学技术进步奖一等奖。陈如凯也是国家甘蔗产业技术体系首席科学家(2008-2016年),“九五”至“十三五”期间,主持了国家科技攻关、国家863计划、国家科技支撑计划、国家948行业重大专项等涉及甘蔗产业的大多数重大科研项目,参与了我国加入WTO食糖贸易双边谈判,成为中澳食糖贸易谈判主旨发言人。受国家发展改革委、农业农村部等部委的委托,提交了2期《甘蔗种植业结构调整规划》(2003—2007年)(2008—2015年)、《糖料蔗主产区生产发展规划(2015—2020年)》等政策咨询、政策建议30多份。
2014年,福建农林大学获批组建国家甘蔗工程技术研究中心(以下简称中心),成为我国糖料界唯一的国家级科技创新平台。如今,福建农林大学甘蔗科研团队为我国甘蔗产业高质量发展持续发力、攻坚克难,守护着中国“糖罐子”。
解码甜蜜基因 率先攻克甘蔗基础研究关键问题
现代甘蔗栽培品种的抗逆、高分蘖等优良性状基因来自细茎野生种(割手密)。然而,割手密具有宽泛的倍性变异和基础染色体数多样性,其起源与演化机制始终未明,严重限制了该种质在甘蔗育种中的高效利用。
2018年10月,福建农林大学在国际顶级期刊上发表论文,公布了甘蔗基因组,这是全球首次破译甘蔗基因组,也是第二个以中国人为主破译的大宗农作物基因组。攻克了同源多倍体基因组拼接组装的世界级技术难题,解析了甘蔗割手密种的基因组演化、抗逆性等生物学遗传学基础。
论文首次开发了一套基于寡聚核苷酸序列(oligo)染色体特异全涂染探针,用于识别甘蔗属割手密、热带种和大茎野生种中所有的非同源染色体,鉴定了甘蔗近缘物种芒属、河八王属和蔗茅属不同材料之间的染色体组成,还揭示了斑茅单条染色体的基因组特征,为深入挖掘和利用甘蔗野生种质资源奠定了理论与技术基础。这些研究成果奠定了我国在甘蔗染色体研究领域的国际领先地位。
生物育种与传统育种技术相比具有明显优势。2023年8月,农业农村部明确提出,“以转基因为代表的生物育种是育种领域的革命性技术,是必须抢占的新领域新赛道。”中心早在2000年之前,就率先建立转基因抗病虫分子育种技术体系和平台,“转GNA基因杀虫甘蔗”“转ScMV外壳蛋白基因甘蔗”于2003年获得农业部许可进入中间试验,这是国内首次甘蔗转基因材料获批中间试验。
选育优良品种 引领我国蔗糖产业提质增收
优良品种的选育是提高甘蔗产业科技水平,增强我国蔗糖产业全球竞争力的关键,福建农林大学为此做出了探索。
“台糖134”品种引进后,经过试验和推广,从1954年开始,逐步代替了当时的当家品种世界蔗王“POJ2878”,推动我国甘蔗第一次品种更新换代,并作为杂交亲本推动大陆甘蔗育种革新。“台糖134”一直在生产上沿用到70年代末。80年代初,该品种仍在闽粤桂蔗区占有相当比重。
上世纪90年代初,福建农林大学牵头引进选育审(鉴)定的新台糖10、16、22号等系列品种曾占全国甘蔗种植面积的85%长达十五年,推动我国甘蔗第四次品种更新换代。当前,以高糖、高产、抗逆性强为特点的第五代新品种两大主栽品种——桂柳05136的父本、桂糖42和母本均来自新台糖22号,这2个品种种植面积约占我国甘蔗种植总面积的60%,为保障我国食糖安全作出了突出贡献。

甘蔗品种新台糖22号(中)、桂糖42(右)和桂柳05136(左)
1998年,在农业农村部、全国农技推广中心的大力支持下,启动了全国甘蔗区域试验和生产试验。福建农林大学作为这项工作的主持单位,也是甘蔗新品种的品质、抗性、转基因成分的鉴定单位,为我国近200份甘蔗新品种的审定(登记)提供科学、准确、可靠的鉴定报告。与“九五”期间相比,我国食糖产量大幅增加,由原先的673.7万吨提升到现在的1116.2万吨,是五年来食糖产量最高的年份,有效地守住了我国70%的食糖自给率警戒线。
深耕田间地头 科技赋能乡村振兴甜蜜事业
甘蔗产业是我国一些老少边地区巩固和拓展脱贫攻坚成果,全面推进乡村振兴的重要途径。果蔗是南方多个省份的特色产业,做好这篇特产文章,是带动农民增收致富的重要抓手。中心每年牵头主办一次“全国甘蔗提质增效关键技术培训班”“现代甘蔗产业发展高级研修班暨区试经验交流会”,这两个活动已成为糖料界重要的精品培训班和交流平台。中心作为作物学会甘蔗专业委员会挂靠单位,每2年举办1次“全国甘蔗学术研讨会”,已成功举办19次,搭建了以学科交叉和人才汇聚为驱动的学术交流平台。
中心4位国家糖料产业技术体系岗位科学家结合岗位任务,深入广西、云南等甘蔗主产区,传授新品种、新技术、新理念,加速推动科研创新“最初一公里”和成果转化“最后一公里”的突破。创建“科技特派员”与“科技小院”相结合的工作模式,为乡村振兴和特色优势产业发展提供科技支撑。2018年以来,通过线上或线下方式,累计培训各类人员5万多人次,组织全国学术交流2000多人次。
福建农林大学甘蔗科研团队将牢记嘱托,深耕“三农”事业,努力以科技创新推动甘蔗产业高质量发展,将创新技术送到田间地头,为推进乡村振兴、建设农业强国贡献自己的专业力量,在守护“甜蜜事业”的新征程上,继续书写福建农林人的时代答卷。
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