种子是农业的“芯片”。作为种业大省，四川作物资源丰富，这为优异基因的发掘与利用提供了宝库。
如何做强农业“芯片”，开展种子“卡脖子”技术攻关？1月15日，记者走进位于四川农业大学的西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室（筹），打探“藏”在这里的高科技，了解优异种子基因发掘的奥秘。
“捕获”优异基因如同“大海捞针” ，利用 分子育种可大大提高育种效率
该实验室主任、四川农业大学教授陈学伟介绍，四川盆地日照少、湿度大，实验室围绕西南作物基因资源发掘与利用开展工作，为培育高产优质多抗广适性的农作物新品种提供理论和技术支撑。
选育优良作物品种，需要拥有丰富的“原始材料”。在实验室里，“藏”着一座资源丰富的作物种质资源库，包括天然
小麦种子3万余份、水稻种子 2万余份、
玉米种子近1.5万份等。
陈学伟主要从事水稻抗病理论与应用研究，目前他和团队已对种质库中的1万份水稻种子的抗病性基因进行了鉴定。
种子的鉴定评价是一项基础研究工作，投入大、周期长。“有时候要通过对上万份资源的鉴定和筛选才能获得一份优质资源，一个优异基因。”陈学伟说。
寻找优良基因就如同“大海捞针”，对优良基因的利用，需要借助分子育种和田间经验育种等手段。
田间经验育种需要将种子种到田里，通过肉眼观测、人工测量等手段，看它的农艺性状，比如是否抗病或高产。筛选出抗病植株后，再不断通过杂交转育、田间种植、表型鉴定等过程，选育出高抗高产品种。
而分子育种可以缩短育种年限、提升育种效率。陈学伟介绍，分子育种基于基因分析技术，在种子胚胎或者幼苗的时候，就把DNA提取出来，进行基因分析，在种植前就已筛选出哪些种子或幼苗含有目的基因，再把这些筛选出的种子播种下去，进行田间鉴定。“要从无到有筛选培育出一个优异抗病材料，通过 ‘经验育种’最快需要约5年时间，而借助分子育种技术，只需要2年到2年半。”
如何判定优良植株？除了人工还有“智慧大脑”
为了加快育种效率，实验室拥有1800平方米的人工智能温室，可以模拟出适宜水稻、小麦、玉米等作物生长的环境。在冬天走进水稻栽培室，立刻被一股暖流环绕。“这里的温度有28℃左右，水稻冬天也可以快速出苗。”陈学伟说。
水稻栽培室内摆放了多个货架，上面布满了LED灯、黄色的灭虫板，绿油油的水稻幼苗长势良好。“有些实验不需要田间收种子，只需要取株苗，分离DNA、提取RNA和相关蛋白，就能进行后续实验。”陈学伟说，种在培养室里，取样更方便。
种出来的水稻，如何判定是否为优良品种呢？除了田间的人工鉴定，也能借助先进的仪器设备进行智能分析。
实验室内可以检测种子蛋白质、糖分等含量的分析仪
在实验室的表型分析室内，有一台3米多高的分析设备。“这就是鉴定性状的‘智慧大脑’，直接把水稻植株放进去，株高、穗长、穗粒数等数据就能立刻显示出来，这样就不需要在田间进行人工测量。”
不过，仍有部分性状只能通过人工做抗压分析。比如抗病性，需要把水稻种在稻瘟病发病区域，或者对植株喷施稻瘟病菌，才能知道是否抗病。
陈学伟说，未来还需要更加高效精准的设备，加强性状的精确鉴定，提升优良基因的发掘力度。
近年来，该实验室已选育了作物优良新品种94个。当前，该实验室正在提升建设水平。陈学伟透露，去年10月，该实验室顺利通过省部协商，下一步科技部将会正式发文批准该实验室作为省部共建国家重点实验室进行建设。
“省部共建有利于整合科研力量，围绕西南地区的
粮食作物，开展 ‘卡脖子’技术的联合攻关。”陈学伟说，下一步，将继续瞄准作物优异基因资源发掘、作物与有害生物互作、作物环境响应与生理、作物种质创新与品种设计等四大研究方向，把实验室打造成在国内外具有重大影响力的科技创新平台和人才培养高地。
