“全国人民都知道杂交水稻的贡献，但是在二十世纪六七十年代，杂交水稻研发成功并应用推广之前，正值粮食紧缺的困难时期，杂交高粱的育成和推广使高粱亩产实现翻番，为解决当时北方老百姓的口粮问题起到了至关重要的作用。”
近日，“杂交高粱成功推广应用60周年座谈会暨杂粮高质量发展战略研讨会”在山西农业大学龙城校区召开。中国科学院院士、崖州湾国家实验室副主任钱前在回顾杂交高粱的培育历史时如是表示。
钱前介绍，在杂交高粱领域，涌现了以山西农科院为代表的多个科研单位，以及牛天堂、徐冠仁等一大批科学家、育种家，他们勇于创新、勤于探索，用智慧和汗水铸就了粮安家国的基石。
杂交高粱曾是我国亿万家庭的救命粮
20世纪50年代至70年代，高粱适应性强、耐旱性好的特点使其成为我国北方地区重要粮食作物。
1956年，中国农业科学院原子能利用研究所，也就是中国农科院作物科学研究所的前身之一的徐冠仁院士，从美国引进了高粱雄性不育三系实验材料和技术，与中国高粱杂交，开创了我国杂交高粱育种的先河。然而，第一代杂交高粱虽有强大的杂种优势，但高秆倒伏严重，在生产上推广受阻。
1964年，山西省农业科学院牛天堂研究员发现暴风雨后的矮秆高粱“三尺三”，由此育成了我国第一个中矮秆高粱杂交种晋杂5号，明确提出了“二矮型”恢复系育种方案，实现了高粱的矮秆化，使当时高粱单产水平翻了一番，为解决当时的粮食短缺问题作出了重大贡献，推动了杂交高粱全国范围大面积推广，于1978年获全国科学大会奖。
得益于晋杂5号及其衍生系的育成和推广，杂交高粱在全国的种植面积也由1965年的1000多亩快速飞升至1973年的4500多万亩，其中“晋粱5号”和“晋辐1号”两个骨干恢复系占当时全国高粱恢复系的45%。
利用生物育种技术促进高粱新突破
近年来，随着社会发展和人们生活水平提高，高粱已经由口粮为主转变为加工、饲用等用途。育种科研人员为杂交高粱的应用探索出新方向，如酿酒专用的“晋杂22号”，适于机械化收获的“晋杂34号”“晋粱211”等。由山西农业大学科研团队选育的晋糯3号酿酒专用新品种，凭借其产量高、抗性强、品质好的特点，近年来，在全国13个省份表现优异，受到广大农户认可。
但与此同时，当前的杂交高粱选育与市场需求还有不少差距，还亟待实现株型、品质、宜机收等方面的更大突破。钱前建议，下一步，高粱的发展方向要面向产业需求，以丰富的种质资源挖掘和利用为基础，利用先进生物育种技术，尤其是发挥山西杂粮中心的优势，加快产业急需的加工、饲用高粱的选育和开发，为全产业链发展提供技术支撑。要充分发挥高粱在中低产田和边际土地中的优势。同时，要继承老一辈科学家开放、包容、共享的精神，继续紧密合作。
除高粱之外，地处黄土高原的山西省，由于独特的地形地貌，发展演化成旱作农业大省、特色农业资源大省，素有“小杂粮王国”之称。为探索杂粮高质量发展之路，2023年2月，山西省后稷实验室落户山西农业大学，是全国唯一聚焦杂粮生物育种的省级实验室，以中华农耕文明的始祖——后稷为名，意在彰显山西农业科学界在杂粮领域敢为人先、勇做第一的雄心壮志。
山西农业大学副校长、后稷实验室主任孔照胜介绍，实验室围绕谷子、高粱、食用豆、荞麦和藜麦等重要杂粮作物存在的重要科学问题和重大技术需求，设置了杂粮种质资源保护和利用、重要功能基因发掘与分子机制解析、杂粮精准分子设计育种，以及杂粮作物分子农场及功能产品研发等四大研究方向。
“实验室成立之初，现代生物学研究前沿在杂粮领域的运用还在起步，尚未形成成熟的体系，尤其是各种基因功能验证、生物技术创新杂粮种质等研究所必需的杂粮遗传转化和基因编辑工作，仍是最大的‘拦路虎’。”孔照胜介绍，成立以来，后稷实验室研究人员大力开展杂粮生物育种攻关，获批多项国家或省部级重大、重点项目；还组织山西特色杂粮品种包括晋谷21号、高粱晋糯3号的父本和母本、绿豆并绿2号等材料搭载神舟十六号载人飞船进入空间站，参与国家空间诱变试验。
“杂粮研究要从核心问题入手，避免套路化研究模式。”中国科学院院士、国家自然基金委生命科学部主任种康对后稷实验室期待满满，“农业研究是生命科学学科发展的一个重要抓手，要聚焦新现象、新机制、新载体、新技术、新方法体系。”
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