玉米所的科研历史起源于我国著名玉米遗传育种学科的奠基人之一杨允奎教授。1956年,农学系迁往雅安成立四川农学院时,杨允奎教授的科研工作也随之转移,高之仁教授和首届迁雅毕业留校的荣廷昭等青年教师相继加入了这项事业,团队在偏远的科研环境下取得了显著的研究成果。1963年,农业部批准了以杨允奎教授为主任的数量遗传实验室。后因受文革影响,教学科研工作被迫中断。1981年恢复设立了以荣廷昭教授为负责人的“数量遗传在作物育种中的应用”课题组,又重新开始了数量遗传在玉米育种的应用研究,在几乎从零起步和落后条件下,课题组传承艰苦奋斗和求实创新的精神,取得系列创新成果,其中选育的西南玉米育种第二轮优良骨干自交系48-2和S37,于1996年获得国家技术发明奖二等奖,由此奠定了我校玉米科研在全国业界的影响力。1997 年,为适应科学研究与持续发展的需要,在课题组基础之上组建了涵盖玉米遗传育种主要方向的研究平台--四川农业大学玉米研究中心,成长为有一定规模的研究团队。2000 年更名为四川农业大学玉米研究所,成为全国玉米科学领域高级人才培养、科技创新和社会服务的知名专业研究所。
求实创新谋发展
没有最好,只有更好,种质创新更是如此,自我超越是玉米遗传育种的永恒主题。进入新世纪,随着玉米产业的发展,玉米育种面临着着新的机遇和挑战。由于我国不是玉米的起源中心,长期存在育种资源狭窄的制约,同时以前的常规“二环系”选育方法效率不高,导致西南玉米育种与国内外先进水平尚存差距。团队在客观分析了这些制约因素后,把新一轮种质创新选定到外引美国种质的利用与改良方向,结合二环系选育方法的改进,成功选育西南玉米育种第四轮优良骨干自交系18-599和08-641。截止2008以自交系18-599和08-641为亲本育成了经省级以上审定的优良杂交种33个,审定的川单13、川单14、川单21等优良杂交种已在四川、重庆、贵州、云南、广西、湖北、陕西等省(市、区)大面积示范、推广。据不完全统计,累计推广面积8000多万亩,新增产值30余亿元。此外,18-599作为玉米转基因工程育种的优良受体材料,已经转让或交换给了中国科学院遗传所、中国农科院作科所、华中农业大学、首都师范大学、北京农林科学院、山东农业大学等多家科研单位。由于这2个骨干自交系的选育与利用,产生了显著的经济与社会效益, 2008年“西南地区玉米杂交育种第四轮骨干自交系18-599和08-641”获得国家技术发明奖二等奖,这是玉米所进入新世纪后取得的一个重大成果突破。
“川农玉米所培育的材料才是真正的原创,推出的杂交种也是最好的效仿模式”,业内多位专家曾如此评价。以18-599和08-641选育与应用为标志,进入新世纪的玉米所在种质创新与应用方面不仅实现了自我超越,也对整个行业起到了极大的引领和推动作用。至今,以这两个材料组配的部分杂交种及其改良衍生系仍在西南持续发挥作用。团队后续选育的SCML202、SCML203、SCML0849等材料也均因为具有一般配合力高的优良特性,被西南同行广泛应用。其中,由SCML0849所组配的最新突破性杂交种川单99,正在加速示范与推广,又一个西南地区新一轮骨干大品种呼之欲出。
工欲善其事,必先利其器。自上世纪90年代以来,以分子标记和基因工程为代表的现代生物技术掀起了玉米遗传基础理论研究和育种应用的新一轮浪潮。长期从事经典数量遗传学和和常规育种应用的荣廷昭深知传统理论方法的优势和不足,对新方法和新技术极为渴求和重视,积极鼓励团队年轻人跟踪基因工程技术和加强国际学术交流合作。由此玉米所在国内较早开始了优良基因工程受体筛选和组织培养技术研究,国内中国科学院遗传研究所、中国农业大学、华中农业大学等都主动加强与玉米所在转基因研究方面的合作。正是由于超前的预判和扎实积累,后来在国家“十一五”期间启动的转基因重大专项时,玉米所能成为首批主持重大专项委托项目的研究单位。同时,加强和国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)的、中国农科院等国内外单位的合作,2000年首批加入亚洲玉米生物技术协作网(AMBIONET)后,并逐步建立了较为完善的玉米所分子生物学的学实验室。2002年5月,时任中共中央总书记江泽民同志到玉米所实验室检查工作,接见了荣廷昭教授,并给予了充分的肯定。随着基因工程和分子生物学实验室条件的不断改善和完善,2011年还成功申报建设了西南玉米生物学与遗传育种农业部重点实验室,为团队在基础理论研究和研究生培养奠定了坚实的基础平台。
跟踪而不跟风,是玉米所开展前沿基础研究的重要原则。运用现代分子生物学方法和技术,针对西南玉米重要育种目标性状,率先在国内开展耐纹枯病、耐低磷、重金属等性状的遗传基础研究;针对玉米重要性状如产量、品质和耐旱等性状,都始终结合了西南特有的资源,并紧密结合育种实践,把应用基础研究转化指导育种应用的理论与技术。自2005年,唐祈林博士在《Crop Science》发表玉米所首 篇SCI收录论文后,论文数量从每年寥寥几篇逐步突破到数十篇SCI收录论文, 论文质量从2009年卢艳丽在美国科学院院报《PNAS》发表研究论文创造新高后,玉米所相继又在《PLoS Genetics》《Plant Journal》《Plant Biotechnology Journal 》《Molecular Plant》等国际知名期刊发表了一批高水平的论文,这反映了玉米所在引领西南玉米重要性状遗传基础研究,促进玉米遗传育种学科发展进入了新的阶段。2014年“西南玉米育种重要目标性状的分子鉴定与利用”获得四川省科学技术进步奖一等奖。
情系三农谱新篇
进入九十年代,随着杂交玉米普及推广,玉米单产有了较大幅度提高,籽粒玉米已不再是唯一的需求。同时,经常下乡调研和了解农民的荣廷昭教授深知,好品种不仅要增产、增效,关键要促进农民增收,这是作为科技人员最朴实的初心。他敏感的捕捉到鲜食玉米迅猛的发展势头,从多种渠道了解市场、搜集资源,开展鲜食玉米育种;还安排多名研究生对甜糯玉米性状进行理论研究作为的论文试验,使玉米所成为西南最早重视开展鲜食玉米的研究单位。至今,玉米所已有20个甜糯玉米品种通过审定,近年,在品质及抗性上更是取得了重大突破。其中产量高品质好的甜玉米品种“荣玉甜1号”“荣玉糯1号”,是西南地区第一个通过国家级审定的甜、糯玉米新品种。“荣玉甜1号”被选为当前四川省区试对照种。近年来,以“荣玉1号”为代表的多个优良品种转化给创世嘉等种业公司联合开发,不仅满足了消费者的喜欢,也为农民种植户创造了更高的经济效益。
“饲草玉米”是由玉米所推出并在全国具有很高辨识度和知名度的一个专有名词,特指收获地上整体生物量用作牧草而不一定具有果穗籽粒的新型饲用作物,有别于传统意义上的青贮玉米和牧草品种概念。它的研究计划孕育于荣廷昭对农业产业结构的思考。在上世纪90年代末就注意到,人民生活水平普遍提高,食物消费结构发生了重大变化,畜牧业在农业中的比重必然增加,其中草食畜牧业的发展尤为迫切。但是长期存在“饲草品种较单一,优质饲草料总量不足和季节性供应短缺”,严重制约了该区草食畜牧业的持续稳定发展等问题。与此同时,西南部分地区雨热充裕而光照不足,又特别适合作物营养体生产的生态特征。因此,他提出了利用玉米近缘属(种)多分蘖、可再生能力强、生长茂盛、抗逆性好和栽培玉米生产种子容易等特点选育新型“饲草玉米”品种的技术路线,把玉米杂种优势利用扩展到营养体性状的创新研究。沿承这一思路,团队后续还从玉米近缘属材料的利用拓展到饲用薏苡、饲用高粱品种培育,研发形成了支撑西南农区草食畜牧业发展的系列新型饲用作物。
饲草玉米新品种的培育与应用推动了西南地区以粮改饲为主要内容的农业供给侧结构性改革的发展,实现了种养结合且有助于减少发展畜牧业带来的环境污染,还有利于防治丘陵山地水土流失。同时,由团队带头人荣廷昭主持的中国工程院重点咨询项目《发展饲用作物,调整种植业结构,促进西南农区草食畜牧业发展战略研究》,提出了实施“粮-经-饲”三元结构优化战略,适度规模推进战略和科技创新驱动战略,推动种养业结构调整和饲用作物的发展,实现农业的“转型、提质、增效”,为推动了西南农区农业供给侧结构性改革和“粮改饲”提供了政策建议和技术支撑。
在当前实施脱贫攻关与乡村振兴战略之际,饲草玉米和鲜食玉米的推广种植,正成为各级政府、种养企业与农户调整种植业结构、促进种养结合、致富增收的重要抓手,也是玉米所多年来致力于通过科技创新服务三农把论文写在大地上的新篇章。
文化传承玉米人
纵观玉米所的发展历程,特别是进入新世纪后,在科技创新和学科建设等方面取得了新的突破,自主培育了粒用、鲜食和饲草系列新品种60余个,先后获得国家技术发明奖二等奖1项、省科技进步奖一等奖1项和其它省部级奖励6项,为学校和作物学科建设发展做出了应有贡献。这些成就的取得,离不开党和国家的大好政策、学校学科平台建设的支撑和社会各级各届的关心支持,更有全所教职工和研究生们坚守的一种对事业发展的执着精神。这种精神,起源于玉米所开创科研事业的艰辛时代,传承于玉米所的壮大发展历程,汇集于“爱国敬业、艰苦奋斗、团结拼博、求实创新”川农大精神,历经几代玉米人的弘扬和实践,已俏然形成了玉米所老一辈的文化并融入了青年一代的血液。
团队精神是玉米人能出大成果的重要法宝。早在文革后决定重新开始玉米遗传育种工作时,研究室只有荣廷昭和刘礼超、倪惜玉3人,人员少,事情多,除了科研还有教学,他们分工合作,几年下来,在育种取得重大进展的同时,教学质量也得到学校师生的一致好评。荣廷昭长期致力构建适合玉米所发展的大雁团队模式,确保了团队的整体和优秀人才培养的资源优势。2018年,玉米所申报的四川农业大学玉米遗传育种团队获得了中国作物科技创新团队奖。
懂得感恩和传递帮扶是玉米所老师的遗传密码。感恩首先是感恩共产党,这是荣廷昭在他2003年当选院士表彰会和后来多次工作总结会上的肺腑之言,没有党也就没有今天玉米所和他自己的一切。玉米所在他的督促和引领下,长期重视党建工作和对年轻教师们的思想教育,并融入到实际的业务与生活之中。对玉米所艰苦创业起步阶段有过关键帮助的李实贲老师去世后,不管多忙,荣廷昭教授每年都会去看望师母,尽可能的帮助。研究室自己培养研究生潘光堂、黄玉碧、曹墨菊、唐祈林相继毕业留在了这个团队,他们在学习期间就深切的感受到了这个集体的温暖,留校后在生活、工作、家庭、感情等方面都得到了无微不至的照顾。为玉米所发展出份力是最好的报答方式,没有严格的考核制度,年轻人自觉地将更多的精力投入工作中。潘光堂、黄玉碧和李晚忱教授后来常说:每次看望老师都成了自己的饕餮盛宴,完了还会打包带走。这让他们们毫无顾虑迅速地投入工作中,安定下来后,他们完美地复制了老一辈的优良传统,让后来越来越多年青人如高世斌、兰海、沈亚欧、周树峰、卢艳丽等安心地加入了这个团体。
提携后进与注重年轻人培养,是玉米所持续发展的重要保障。80后的卢艳丽,在读博士期间就因为表现优秀,被荣廷昭特地选派到国外留学开展联合培养并获全国优秀博士学位论文,回国留校后不负众望,先后荣获国家自然科学基金优秀青年基金资助、中国青年女科学家奖、国家“万人计划”青年拔尖人才、中国青年科技奖等荣誉。近年来,又一批新的85后博士青年教师相继加入团队,为玉米所的后续发展增添了新血液。
吃苦耐劳是玉米人必备的基本素质。玉米是典型的异花授粉植物,为控制玉米的授粉方式,他们得人工套袋授粉。天刚亮就下地,全服武装,早上一身露,露干一身汗,汗干一身盐。一个玉米品种的育成,顺利时也得15个生长季节,为加快育种进程,老师们每年冬季都要南繁,也就是冬季到南方再种一季。按地理位置,玉米所老师们首先选择的是海南,因为位置偏远,交通不便,需带着材料和行李辗转一个多星期才能到达,汽车、火车、轮船交替换乘。后来因海南适宜播种时间晚,收获种子也迟,加上路途运输,在四川春播就显得非常紧张,经几年多地试验后,老师们在云南元江县几经比较和搬迁,终于在景洪找到了相对适合的南繁基地,工作依然艰苦,忙的时候天没亮就出门,天黑才回住地,中午就在路边馆子花十几分钟吃碗米线,就这样玉米所老师们在这里度过了二十余个冬天。
建所以来,玉米所培养了一大批硕士和博士,他们服务和贡献于农业战线及其它多个领域。玉米所对研究生的培养有着自己的特殊要求,那就是踏实认真、吃苦耐劳。每年新生开学典礼时,荣廷昭总要告诫研究生学习期间都得有田间实践经历,这已成为玉米所不成文的传统。这使得玉米所毕业的研究生每年都成“抢手货”,他们到用人单位往往能直接上手,迅速成为业务骨干和管理干部。现西南地区农科院所和企业中从事玉米育种的知名专家及领导干部,多数都是玉米所培养的毕业生,正为发展我国的玉米产业做出贡献。