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走进乡村看振兴 | 新疆“飞天”燕麦育种获新突破 筛选出234份饲用优异种质

来源:乌鲁木齐市融媒体中心/新疆网 / 作者: / 日期:2026-08-06 / 浏览:29 次

新疆网讯(特派呼图壁记者江斌伟)太空诱变赋能草业育种,新疆饲用燕麦迎来新突破。经过两年科研攻关,新疆科研人员依托航天育种技术筛选出234份优异饲用燕麦突变种质资源,充实饲草种质资源库,丰富新疆种业家底,为培育高产饲草新品种筑牢基础。

南北疆水土气候差异大,饲用燕麦传统育种存在种质资源有限、选育周期偏长等问题。为破解育种瓶颈,2024年,自治区畜牧科学院科研团队挑选早熟、中熟、晚熟三类饲用燕麦种子,搭乘实践十九号航天器进入太空。

借助太空高真空、强辐射、微重力的特殊环境,饲用燕麦种子发生大量地面育种难以实现的基因突变,为良种培育提供丰富素材。

2025年,这批“飞天”燕麦种子在新疆维吾尔自治区畜牧科学院呼图壁旱生牧草原种基地试种,首批种植3150株航天燕麦材料。科研团队全程精细管护,实时记录生长数据,及时剔除弱苗、病苗,完成首轮繁育筛选工作。

今年春季,团队继续开展“飞天”燕麦的精细化分区种植,从健壮单株中优选饱满种子播种,并设置多组同品种未搭载燕麦作为对照。田间筛选采用科学判定标准,以同品种未搭载材料平均值±三倍标准差进行比对。

“简单来说,只有性状远超正常水平、不属于自然波动的明显变异,才会被认定为有效突变种质资源,有效避免误判,保证育种质量。”自治区畜牧科学院研究员侯钰荣说。

经过多轮田间甄别,截至目前共筛选出234份优异种质资源,其中早熟67份、中熟77份、晚熟90份。这批太空燕麦在株高、株型、分蘖数量、生长周期等方面呈现多样突变,增产潜力突出。

饲用燕麦是新疆畜牧业的核心饲草之一,种质资源是育种工作的根本。

侯钰荣说,本次航天育种获得的大量突变材料,有效丰富了本地燕麦种质资源储备。后期,团队将持续跟踪突变性状的遗传稳定性,定向筛选高产、抗倒伏、耐逆性强的优异单株。经多代纯化稳定、性状筛选、多点区域试验评价,培育出适合新疆种植的饲用燕麦新品种,依托航天育种科技赋能新疆草畜产业高质量发展。

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一粒草种“飞天”归来之后

自治区畜牧科学院研究员侯钰荣正在数一株精选出来的燕麦的分蘖数,准备在遮光板下拍照,以便留下印证材料。(特派呼图壁记者江斌伟摄)

一粒种子,可以改变一个世界。

那么,一粒燕麦种子奔赴苍穹归来之后,能带来怎样的改变?在新疆维吾尔自治区畜牧科学院呼图壁旱生牧草原种基地,搭乘实践十九号航天器进入太空完成太空诱变的饲用燕麦在这里落地扎根。

试验田里,自治区畜牧科学院研究员侯钰荣带领团队朝伴晨露、午顶骄阳,在日复一日的观测筛选中,两年间收获234份优异突变种质资源,为新疆草业发展积蓄全新种源力量。

踏着晨露,细看“飞天”燕麦蜕变

8月3日清晨6时,夜色未完全褪去,旷野薄雾氤氲。当城市还未苏醒,侯钰荣团队的身影已出现在燕麦试验田,他们要抢抓日出前后光线柔和、植株状态稳定的黄金时段,开启一天的工作。

很多人对饲用燕麦并不了解,其实饲用燕麦是新疆最核心、最普及的优质饲草之一。不同于食用燕麦,饲用燕麦植株高大、茎叶繁茂、产草量高、适口性好,耐寒耐旱、适应性强,能在新疆昼夜温差大、冬季寒冷、旱地广阔的种植条件下生长,是牛羊养殖、草原补播、草畜平衡调节的主力草种,常年支撑新疆千万头(只)畜禽养殖产业。但长期以来,新疆饲用燕麦育种存在种质资源单一、自主选育品种少、更新速度慢,难以适应畜牧业高质量发展、提质增效的需求。

曾任新疆畜牧科学院院长,现任新疆农业大学党委副书记、校长的郑文新,深耕新疆草业育种科研多年,聚焦新疆饲草种源短板谋突破。立足区域草业高质量发展长远需求,他率先为团队拓展太空诱变育种新思路,开启了一场薪火相传、接续攻坚的种业育种接力。

如今,这片近10亩的试验田里种了32400株燕麦,均为搭乘实践十九号航天器开展太空诱变的二代材料。燕麦种质资源于2024年9月27日发射升空,2024年10月11日返回地面,原始搭载重量约80克,当前已有80%完成繁育。

郑文新说,航天育种并非简单的“太空观光”,而是利用太空高真空、强辐射、微重力的独特环境,促使种子基因发生自然随机突变,选育出地面育种很难诞生的优良性状,是高效种质创新路径。

为方便科研甄别,团队按照成熟时间,将燕麦划分为早熟、中熟、晚熟三类,田间整齐竖立的白色标牌,就是每株燕麦的“专属身份证”。标牌上的Y21、Y22等编号是品种编号,Y21-2025-23等是科研人员设定的株系代码,对应不同繁育批次、生长特性,精准记录每一株材料的“太空履历”,确保所有种质资源可追溯、可对比。

试验田层次分明、景致鲜活。经过一夜雨露滋养,草叶缀满晶莹露珠,微风拂过,水珠摇曳折射出细碎晨光。目前,超八成早熟、中熟燕麦已进入乳熟至完熟期,穗头染上温润的金黄色,日渐饱满丰盈,正式进入优株甄别、性状锁定、种质资源建档的最关键窗口期。

而田间另一隅的晚熟燕麦依旧青绿挺拔、长势旺盛,尚未进入成熟期。

燕麦属禾本科燕麦属一年生草本植物,分为皮燕麦、裸燕麦两类,一身兼具饲用、食用双重价值,而这片试验田种植的均为皮燕麦。

侯钰荣介绍,晚熟品种生育期更长,营养积累时间更充足,虽然当下还未黄熟,但后续选育潜力十足,更容易培育出茎秆粗壮、生物量高、耐逆境的优异单株,适宜南北疆无霜期120天左右的部分区域栽培种植,是团队持续重点观测的“潜力股”。

湿润的泥土混着青草的清甜扑面而来,队员们穿梭在田垄间,裤腿已被露水打湿,却丝毫没有停歇。

三四名学生分工配合:新疆农业大学与自治区畜牧科学院联合培养研究生谭丽红稳稳举着遮光背景板;来自新疆农业大学的本科生齐炳昊拉直卷尺,仔细丈量株高;昌吉学院本科生刘佳莉忙着调整遮光板角度;新疆大学本科生张凯旋则同步登记数据。

侯钰荣屈膝俯身,逐株观察燕麦的长势、株型、分蘖状态,手持相机或手机精准对焦,为每一株诱变燕麦拍摄建档。

“晨光下的植株性状最真实、拍摄效果最清晰,每一株独一无二的突变性状,都可能是稀缺的育种素材,绝对不能疏漏。”侯钰荣说,每日清晨攻坚、傍晚复盘观测,昼夜不停的坚守,只为精准捕捉每一粒太空种子的蜕变惊喜。

本次研究依托自治区优质饲草产业技术体系项目,紧扣国家种业振兴行动、新疆草原畜牧业转型升级政策部署,聚焦新疆饲草种源短板开展技术攻关,为全疆草畜产业高质量发展夯实种源基础。

种子是农业的“芯片”。长期以来,新疆饲用燕麦可供选育的种质资源素材较为有限,而从太空归来的种子更为珍贵。因此,在科研人员看来,田间每一次观测、每一组数据、每一张影像,都是挖掘优良种质资源、补齐产业短板的重要支撑。

田间甄选,“口罩”锁定“优等生”

8时30分,阳光穿透薄雾洒满田野,田间优株搜寻、单株采收工作全面铺开。试验田分区规整、界限清晰,三大熟期的航天燕麦分区栽种,旁边专门种植未搭载燕麦作为“对照组”,直观对比出太空诱变带来的性状突破。

记者留意到,不少长势突出的优异单株外部套有透光隔离袋,如同戴上“防护口罩”。

此时,侯钰荣手握镰刀,躬身穿梭在整齐的燕麦垄行之间,目光扫过每一株植株,筛选田间育种“优等生”。

她解释,这层防护网大有妙用,既能防止不同植株间串粉混杂、保证种子纯度,又能遮挡小鸟偷食,精准保留植株自身的优良突变性状。

未搭载燕麦株高大多稳定在80厘米,长势均匀、形态规整。而航天诱变材料中,涌现出不少性状突破的优异单株。

现场一株优异单株格外亮眼,侯钰荣随手轻轻拉开口罩,俯身比对测量,这株航天燕麦株高达到112厘米,远超对照植株,是名副其实的“大个子”。

除了株高拔尖,这批优质单株的综合优势突出:部分植株茎秆粗壮紧实,茎粗近乎是普通燕麦的两倍;不少植株分蘖密集、枝叶繁茂,单株分枝数量明显提升,整体生物量显著增加,增产潜力可观。

“你看航天诱变带来的变化十分直观,不光株高突破,不少优株分蘖数翻倍,是我们苦苦寻找的优良性状,蕴藏培育高产、抗逆新品种潜力,是丰富燕麦种质基因库难得的宝贵素材。”侯钰荣说。

团队成员逐行排查、细致甄别,严格区分自然生长波动和真实基因变异。一旦锁定优异单株,便小心翼翼人工收割、分株装袋、逐一标号,杜绝种子混杂,确保种质资源的完整性和纯度,并确保所有材料来源清晰、可追溯。

万株比对,海量筛选“一粒好种子”

10时许,日光渐盛,几人席地而坐,沉下心专注完成种质筛选,做好基础科研的每一道工序。

刚收割完毕的一批种质植株堆放在空地,大家逐株核对标签信息,打开网兜分拣穗粒、清理残秆,指尖不停穿梭在作物之间。

“太空育种没有捷径,也并非噱头,是地面育种难以复刻的种质创新路径,优异性状都是从海量植株里一点点筛出来的。”侯钰荣坦言,团队每天要观测、收割三四百株燕麦,日复一日重复筛选、记录、比对,只为捕捉稀缺资源。

常规地面育种产生的变异有限,选育周期漫长,长期掣肘新疆饲草品种更新。太空环境兼具高真空、强辐射、微重力多重条件,能激发燕麦种子基因产生自发突变,孕育出平地培育很难遇见的优良特性,不断丰富育种备选资源。为保障试验严谨性,2025年种植的3150株初代航天材料,剔除弱势单株后完成初代繁育;今年春季开展精细化分株种植,同步设置多组同品种未搭载燕麦作参照。

田间能够观察到诱变群体存在丰富性状突变,早熟和中熟诱变材料均筛选出大量分蘖相关正向突变单株。两个材料与未搭载对照组相比,多个优异单株有效分蘖能力进一步提升。部分突变体表现出株型紧凑、抗倒伏潜力突出的特征;同时群体内还出现株高改变、生育期延长等多种变异类型,丰富的变异材料为后续选育高产饲用燕麦新品系提供优质素材。

更令团队感到振奋的是,还获得株高分蘖双优、高秆晚熟、株型紧凑直立等稀缺特色单株。

“好种子就藏在这些资源里,等待我们继续挖掘。”侯钰荣蹲下身,近距离比对航天燕麦与对照燕麦的分蘖状态,逐项登记关键农艺性状。经过一个上午的劳作,她的脸上带着一丝疲惫,但每当一株“不一样”的燕麦出现,她立马像打了气一样迅速投入工作状态。

32400株燕麦,经过多轮层层挑选,目前已筛选出234份优良突变种质资源,其中,早熟67份、中熟77份、晚熟90份,为选育良种奠定坚实基础。

精细分拣,妥善封存航天良种

正午时分,田间采收工作结束,团队带着满载燕麦穗的网兜返回基地,开启室内精细化分拣工作。随着鼓风机匀速运转,通过气流自动分离草屑、空壳和干瘪杂质,高效筛选出籽粒饱满的优质种子。

在实验室里,自治区畜牧科学院助理研究员徐雪娇同步整理观测台账,用科学标准筛选每一株良种。

“去年我们全靠手工挑种,费时费力、效率低,今年用上专用分选设备,不仅速度翻倍,种子筛选纯度也进一步提升。”侯钰荣介绍,筛选干净的种子会逐一编号登记、分类密封、规范存档,完整保留太空诱变的优良遗传特性。

当前新疆畜牧业稳步发展,但草畜平衡压力持续存在,南北疆急需高产、抗倒伏、耐盐碱、耐寒的优质饲草。而随着饲用燕麦种植规模逐年扩大,品种短缺问题愈发突出。

侯钰荣说,本次收获的234份差异化太空诱变种质资源,有效扩充新疆燕麦基因资源库,弥补传统育种存在的种质短板。后续将开展多代性状纯化驯化,布局南北疆多点田间试验,持续筛选稳定优良的农艺性状,最终培育适宜新疆规模化种植的饲用燕麦新品种。

自治区畜牧科学院副院长高维明说,团队立足科技自立自强、种源自主可控战略定位,依托“飞天”燕麦航天育种技术,针对新疆优质饲草品种短缺短板,持续开展种质选育、品种驯化与区域试验。加快培育适合本地、高产抗逆的饲用燕麦新品种,加速良种示范推广,以航天种源创新助力新疆草畜产业高质量发展。

当一粒“飞天”草种完成太空之旅扎根田间,科研人员日复一日的坚守,让太空诱变带来的种质潜力持续被发掘。

夕阳西下,回望金色熟穗与青绿晚熟燕麦层层交错,蕴藏着种业创新的无限希望。(特派呼图壁记者江斌伟)

多说一句:航天育种赋能,小小草种筑牢产业根基

一粒小小的燕麦种子,跨越天地,完成了一场特殊的育种试验,也为新疆草业发展打开全新突破口。

不同于常规杂交育种,航天诱变借助宇宙独有的特殊环境,创造出地面培育难以获得的种质变异,大量分蘖突出、株型独特的突变单株,直观印证航天育种独一无二的创新价值。

长期以来,新疆饲草育种工作存在资源短板,现有种质材料不多,适合本地气候、土地条件的高产饲草品种偏少。此次在呼图壁试验田试种筛选出的234份航天燕麦突变种质,以及数百份分蘖性状突出单株,充实了旱生牧草种质储备。依托严谨科学的筛选标准,科研人员精准锁定各类正向优良变异,为饲草品种改良储备丰富原始材料。

种源安全是产业发展的根基。丰富的燕麦种质资源,既能缓解南北疆草畜平衡压力,也为培育高产、耐逆境本地饲草品种打下基础。依托航天科技赋能草业创新,持续推进种质驯化、多点试验,坚持科研与产业深度融合,才能牢牢守住饲草“种业芯片”,以种业现代化推动新疆畜牧业高质量发展。(江斌伟)

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