原題目：解鎖花田里的“基因password”
春日的長沙，油菜花田好像一片金色的陸地。
3月21日，記者離開農業鄉村部湖南油菜綜合科研實驗基地，湖南農業年夜學傳授劉忠松及其團隊正在地里繁忙著。
劉忠松左手重輕握著一株油菜的花冠，右手用鑷子諳練地摘除花朵，剷除還未開花的花骨朵的花萼、花瓣和雄蕊，涂上花粉，裝上白色維護套，“往雄雜交”的一套流程順遂完成。一開春，他們就開端了新一輪種類選育繁育，這是第一個步驟。
團隊成員、博士楊柳告知科技日報記者，油菜分白菜型、芥菜型和甘藍型三年夜物種。天然界中前兩者均存在黃籽植株的自然漸變，但在甘藍型油菜中尚未發明這種景象。傳統的甘藍型油菜存在抗病性差、耐旱性弱等題目，且油菜籽色彩偏黑，招致菜油色彩也不睬想。是以，黃籽性狀是油菜品德改進的主要目的之包養網排名一。多年來，劉忠松率領團隊專注于將其他油菜物種的優良性狀導進甘藍型油菜，盼望培養出早熟高油的黃籽種類。
我國食用植物油自給率僅30%，此中油菜作為國產第一年夜油料作物，每年供給的優質食用油占國產總量的近50%。充足應用南邊6000余萬畝冬閑田成長早熟高油的黃籽油菜，將為國度糧油平安供給主要支持。
尋覓決議種色的要害基因
在岳麓山試驗室油菜種類創制中間，劉忠松辦公室外的走廊里，吊掛著一幅油菜黃籽基因精緻定位和圖位克隆圖。
2011年，在捷克舉辦的包養網第13屆國際油菜年夜會上，劉忠松初次向業界講述了這幅圖里的結果。在基因測序技巧尚不發財的年月，這項耗時10多年的研討結果惹起了普遍追蹤關心。它不只在技巧上獲得衝破，更打破了傳統的育種思想方法。
劉忠松的研討標的目的聚焦于芥甘種間雜交育種，即芥菜型黃籽油菜與甘藍型油菜的雜交育種。最後，他重要研討種子的性狀遺傳，但停頓遲緩。直到一次出國做拜訪學者的經過的事況，讓他的思想仿佛“重啟”。
1998年，他決議從分子層面尋覓黃籽油菜種子呈黃色的要害基因。劉忠松告知記者：“假如能在基因層面獲得衝破，黃籽油菜種類選育的‘主陣地’無望從田間轉移到試驗室，育種時光也將年夜年夜延長。”
但是，那時基因組測序技巧還不成熟，也沒有現成的油菜基因組序列可供參考。為了找到要害基因，團隊每年都要前去甘肅等地展開實驗，并經由過程手提肩扛的方法，將判定出的數千株黃籽油菜植株資料帶上列車，搬回試驗室停止基因剖析。
沒有捷徑可走，他們就用圖位克隆，即借助分子標誌鎖定并克隆特定基因的傳統方式。顛末有數次測驗考試和驗證，不竭減少基因地點區域的范圍，團隊終極克隆出黃籽調控基因TT8，并初次組裝出了芥菜型黃籽油菜全基因組。他們探明了TT8漸變致使種皮分歧成積聚原花樣素，招致種皮薄而通明、種子浮現黃色的分子機制。
“那時我們帶著6名研討生，花了兩個多月才‘釣’到要害基因。”劉忠松說。此后，團隊又判定出芥菜型油菜開花期調控要害基因SRR1和順應區域，為黃籽早熟油菜育種供給了實際領導。
構建育種“新底盤技巧”
找到要害基因后，團隊的芥甘種間雜交研討變得順遂起來。劉忠松堅信，假如能在育種中同時把持這些基因，就能取得穩固的黃籽遺傳性狀，這包養網也將是油菜育種範疇的嚴重衝破。
團隊又開端了艱巨的摸索。他們應用夏日永日照單向性雜交、甘藍型油菜回交、雜種后代小孢子培育和強化性狀選擇等技巧，從百余個芥甘種間雜交后代中，特別挑選出3株可貴的黃籽甘藍型植株。這3株植株，好像盼望的火種，承載著團隊的希冀。
劉忠松萌發了一個動機，將基因定位克隆的結果利用于這3株油菜的進一個步驟選育中。他發明性地提出了一套“新底盤技巧”，其以“苗期黃籽基因型選擇+種子發育晚期噴鼻草醛染色判定法”為焦點。這一技巧將油菜育種選擇周期從2代延長到1代，選擇正確率高達100%，徹底離別了全球業界對種子色彩性狀的肉眼鑒別時期。
經由過程目標基因在種間的穩固轉移，團隊培養出了具有穩固黃籽性狀的甘藍型黃籽油菜焦點種質資本“黃矮早”，即黃籽、矮稈、早熟，彌補了全球純黃且遺傳穩固的甘藍型油菜種源的空缺，為黃籽甘藍型油菜育種供給了泉源支持。
劉忠松團隊以“黃矮早”為親本，勝利培養出黃籽早熟系列油菜新種類，此中4個種類被農業鄉村部和湖南省列為主推種類。這些種類結出的油菜籽含油量從原有種類的低于42%，進步到了近50%；產油量則從畝產60公斤擺佈進步到90公斤以上，讓油菜成包養網功完成單產年夜幅晉陞。截至今朝，這些種類累計推行8268.5萬畝，增進農業增收跨越189億元。此外，團隊研發的油菜播收機械及配套栽培技巧，助力我國農業完成了黃籽油菜全部旅程機械化高效生孩子，累計節本增效15.35億元。
劉忠松驕傲地說：“我們的研討不只晉陞了油菜的產量和含油量，更讓農人的支出年夜幅增添。”
豐盛高油基因資本“儲蓄”
1月31日，劉忠松結合國際外相干團隊，在《美國迷信院院報》上頒發了攻關20余年獲得的嚴重科研結果。該研討從分子程度提醒了黃籽油菜高油積聚的“底層邏輯”，并說明其來源于中國東北地域，為高油黃籽油菜育種供給了可貴的基因資本“儲蓄”。
“這些有關基因的基本研討結果來自我們對油菜的遺傳溯源。”劉忠松說。
團隊為培養出更多精良性狀的油菜種類，持久努力于油菜遺傳溯源研討，萍蹤遍布全國油菜蒔植省份。經由過程對我國特有芥菜型黃籽處所種類“四川黃籽”的追蹤，團隊構建了全球首個黃籽油菜高東西的品質基因組，并對全球38個國度和地域的480份種質停止基因組重測序。研討發明，芥菜來源于西亞，后經3條途徑向東傳佈，演變出6個分歧類群。聯合核基因組、胞質基因組剖析及考古文獻，團隊重建了芥菜的來源和馴化汗青。
“遺傳溯源和基因技巧聯合，讓我們不竭判定出新基因，為分歧用處芥菜的基因組design育種供給基因資本和迷信根據。”團隊成員、湖南農業年夜學傳授康雷說，這有助進步育種效力、加快育種過程。
近年來，團隊不竭破譯基因新“密鑰”，在油菜種類選育上連續向“高油”目的衝破。2024年，團隊新選育的短生養期、優質宜機收油菜種類“湘油228”，畝產油菜籽201.9公斤，產油量近100公斤，包養網心得為南邊三熟制地域油菜生孩子帶來新盼望。
2025年中心一號文件提出，“深刻推動糧油作物年夜面積單產晉陞舉動”“發掘油菜、花生擴種潛力”。劉忠松表現：“下一個步驟，團隊將持續攻關聚合精良基因困難，培養出超高油、順應性更廣的純黃油菜種類，助力油菜財產邁向‘高產高油高效早熟’的‘三高一早’時期！”
