发展新质生产力·高校调研 | 让基因大数据库里的“种子”生根发芽

教育   2024-11-15 18:34   山东  

近年来,青岛农业大学张忠华团队紧紧围绕大葱、黄瓜、甜瓜等作物产业中的重大科技需求,以基因组学等组学大数据为突破口,不断进行原始创新,开发遗传研究和育种相关技术工具,积极推动作物育种快速进入智慧育种4.0时代,为加速培育优异新品种提供支撑。




记者来到青岛农业大学时,恰巧碰到了园艺学院院长张忠华正在接待客人。他们一行三人,来自上海的一家种业公司,此次前来,就是想实地了解张忠华的科研团队与其科研成果,寻求进一步合作。


在参观交流中,记者了解到,该公司在大葱育种方面实力强劲,每年的市场销售额能超过一亿元,占中国大葱种子市场的50%以上。只不过,广阔的市场背后,面临的却是“卡脖子”的尴尬。

张忠华
青岛农业大学园艺学院院长


大葱品种来说,现在应该是“卡脖子”的一个问题。大葱现在在山东省,还有整个国家种的比较好的大葱品种,百分之七八十的都是国外的品种。2017年海关上统计的那个数据,每年光从国外进口大葱的种子,就要花费一个亿左右人民币。




摘掉枷锁,产学研结合培育出更好的、属于自己的大葱品种,是该公司此行的重要目的。而这也正好是张忠华科研团队的研究方向之一。

张忠华
青岛农业大学园艺学院院长


这个屋是用来我们前期种植大葱种质资源的一个房间。我们大概从世界各地收集了有七百多份不同的大葱种质资源。种好之后再移到田间继续进行种植。然后观察它不同的性状,就看看哪些抗病,哪些长得高等。调查清楚的基础之上,我们还是把不同的资源,都把它的基因给测出来。然后再跟它的表型对应起来,看看哪些它表现好性状是由哪些基因控制的。




完成以上工作后,最终张忠华团队拿到的是一组组基因数据。那么这些数据怎么处理?又该怎么使用?张忠华带记者来到了他的“秘密基地”。

张忠华
青岛农业大学园艺学院院长


这都是用的我们山东国产的浪潮服务器,就是储存的不同生物的基因数据。像蔬菜里边黄瓜、甜瓜,还有大葱的基因数据。这些数据存了之后,第一我们会自己写一些不同的程序,用一些算法找里面的规律。第二还会用别人开发的一些算法,一些软件来分析这些数据。




将蔬菜基因研究透,培育新品种时,科研人员就能更有针对性,效率更高。以湖南省农科院利用张忠华科研团队成果此前培育成功的“蔬研”系列黄瓜新品种为例。


在前期的科研积累中,团队已收集了黄瓜等作物世界范围内的主要代表性种质资源材料5000多份,他们在系统分析这些资源后,发现了上千个驯化和育种性状的关键候选基因,并将这些珍贵的基因数据存储在了大数据库中。他们依托这些数据,很好地解决了华南黄瓜品种易变苦而丧失商品价值的生产难题,培育出了系列新品种,创造约80亿元的经济价值,并获得了国家自然科学二等奖。

张忠华
青岛农业大学园艺学院院长


苦味的那个问题实际上是涉及很多方面的工作。当时有好几个重要的突破,实际上都是依靠着我们积累的大量的数据,在数据分析的基础上提供了重要的信息,才有关键的突破。当时那个工作也是用了五六年的时间。但是如果是没有大数据的帮助,那就不知道是几年了。七年、八年、十年,甚至可能更长的时间也不一定能解决那个问题。




在青岛农业大学,张忠华和他的团队仍在“蔬菜作物基因组学和遗传育种”领域深耕不辍。他们的研究成果不仅推动了我国蔬菜基因研究进入国际领先行列,更对学校的学科发展及高水平人才培养起到了积极作用。2021年青岛农业大学获批园艺学博士点,2023年获批博士后科研流动站。这些成果的取得,又很好的反哺到了科研,从而做到了以更高水平科研力量助推农业高质量发展,全面助力乡村振兴。如今,这样的良性循环,正在学校不断运转。




山东教育卫视记者:常怀泉 胡宗政




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