基因數碼農場：讓鹽堿地飄出稻花香

最近幾天，內蒙古自治區呼和浩特市土默特左旗的田地里，插秧機正在加緊作業，一排排綠油油的稻苗被插入田間，為當地原本荒涼的農田帶來了生機。這個場景之所以吸引人眼球，不僅因為水稻在這里是罕見作物，還因為這里的農田，以前都是無法種植當地傳統作物的鹽堿地，而基因數碼農場改變了這一切。

基因數碼農場里經過基因編修的一組全新稻苗 受訪者供圖

外來的稻種遭遇水土不服

土默特左旗地處我國北方邊疆地區，低溫少水、土地貧瘠的地理環境，決定了自古以來這里就與水稻無緣。在全旗的數百萬畝土地中，有40萬畝為高度鹽堿化土地，白堿覆蓋著土壤，寸草不生。

2011年，當地農民企業家文瑞通過土地流轉，成立了內蒙古稼泰綠色農業開發有限公司，在發展綠色種植的同時，開始嘗試在鹽堿地中種植水稻。土默特左旗與東北地區的盤錦、五常等地緯度接近，氣候條件相似，有著日本留學工作經歷的文瑞首先試種了時下日本的主流稻種“越光”，但是效果差強人意。

“水和土地的問題我們都解決了，但是在試種過程中，產量和質量成為我們最頭疼的事情，一是產量低，二是質量差。”文瑞告訴科技日報記者。

文瑞認為，當地特有的鹽堿地土壤成分，與袁隆平院士和國內其他地區推廣的“海水稻”“鹽堿地水稻”的土壤成分都有或多或少的區別。長期從事農業生產的文瑞一直受袁隆平科學精神的感召，因而稼泰農業下定決心：從育種基因上做文章來改變現狀。

育種走進“數碼相機”時代

2017年的一次偶然機會，讓文瑞結識了中科院遺傳與發育生物學研究所研究員林少揚博士，同樣有著日本工作經歷的林博士與文瑞一拍即合，水稻基因育種的設計很快成形。

“我們的核心技術是染色體組設計育種技術，通俗來說，就是把我們的研究環境從稻苗個體細胞進一步微觀化到花粉的染色體中?；ǚ蹆炔渴且粋€極其復雜的微觀世界，它的染色體組成，直接決定著水稻的生長習性和稻米的質量。”林少揚解釋說。

林少揚團隊通過多年的研究發現，從基因作用的角度來看，水稻的抗寒冷機理與抗鹽堿機理是相近的。增強這種機理作用的關鍵技術就是根據不同的外部條件要求，通過重新編修染色體的某一部分來改變水稻的生長習性，讓基因去適應外部條件。

“水稻抗寒需要改變哪一段染色體，水稻抗鹽堿需要編修哪一段染色體，根據我們的研究結果，現在已經可以實現精準施策。”林少揚告訴記者，“基于這樣的技術形成基因數碼農場后，其根本意義在于將水稻基因編修育種信息形成了系統而完備的數據庫管理起來，從而做到隨用隨取。“如果把水稻育種比作拍照，那么使用膠卷的相機拍攝出的照片清晰度差、保質時間短，而使用數碼相機拍攝，不僅解決了這些問題，而且還可以調色溫、調尺寸，這樣一來，水稻的基因信息就變成了純數據。”林少揚做了形象地比喻。

致力于縣域種植結構轉型

目前，基因數碼農場針對土默特左旗當地條件提取的稻苗已經開始插秧。文瑞告訴記者，經過幾年的品種固定，他們選中的水稻將會成為一種全新的優質品種，并擁有自己的品牌；而在此期間，基因數碼農場也將會把越來越多的帶有不同基因密碼的水稻品種向全自治區乃至全國推廣，讓更多的貧瘠土地變廢為寶。

通過一季的實地試種后，林少揚的研究成果得到了證實：水稻的質量和產量均有提升。他告訴記者：“目前我們已經掌握了較為成熟的基因編修技術，比如在什么樣的土壤中種植什么樣的苗，根據需要產出糯、中糯、稍硬、較硬的米粒，我們都可以實現，并且形成了系統的基因庫。”

今年，稼泰農業開始成規模種植取自基因數碼農場的成熟稻種。說到種植效益，文瑞并沒有考慮太多：“第一年的規模種植效益只是一個評估手段，并未納入公司利潤體系，但是我們可以肯定，畝產量增產80到100斤是不成問題的，而我們考慮更多的，是如何成功帶動更多的農民實現種植業的轉型。”

文瑞表示，一個新的稻種從育種到穩定，都需要幾年的時間，而基因數碼農場的建立，能夠在第一年實現稻種成功適應高鹽堿化土地，對自己來說已經成功了一半。這一成功意味著，土默特左旗的40萬畝鹽堿地從此有了用武之地，這對于一個縣域的農業生產來說，將會發生質的變化，種植結構也會隨之轉型。