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甘蔗產業的“國家隊”——福建農林大學領航中國“甜蜜事業”

2025年12月26日17:49 |
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食糖是關系國計民生的重要戰略物資,是食品加工行業中不可替代的重要原料。中國是第三大產糖國、第二大消費國、第一大進口國,食糖產量和消費量約佔全球的6%和9%。甘蔗是全球第五大宗農作物,是重要的糖料和能源作物,甘蔗糖約佔我國食糖總產量的90%。

在福建農林大學,有一支甘蔗科研團隊,他們歷經三代人七十載,用科技創新守護著這根小小的甘蔗,卻撐起了我國糖業發展的半邊天。在中國糖業的發展歷程中,福建農林大學留下了濃墨重彩的一筆。

從先驅到領跑 八十載甘蔗科研奮斗路

福建協和大學農科(現福建農林大學)於1946年率先從台灣省引進“台糖134”(F134)品種,開啟閩台兩地科技合作的先河。

1956年,福建省甘蔗研究所成立,著名甘蔗專家周可涌任所長,主持國家“二五”甘蔗栽培攻關項目,1957年出版了我國第一部《甘蔗栽培學》專著,為后人研究甘蔗科研與生產提供參考。1962年開始招收甘蔗方向研究生,1984年開始招收博士研究生,培養了新中國第一位從事甘蔗科學研究的博士。

周可涌(中)與科研助手

周可涌(中)與科研助手

1988年,陳如凱接任甘蔗綜合研究所所長。1995年,“甘蔗品種資源的鑒定、利用及新品種選育項目”獲得迄今為止糖科界唯一的國家科學技術進步獎一等獎。陳如凱也是國家甘蔗產業技術體系首席科學家(2008-2016年),“九五”至“十三五”期間,主持了國家科技攻關、國家863計劃、國家科技支撐計劃、國家948行業重大專項等涉及甘蔗產業的大多數重大科研項目,參與了我國加入WTO食糖貿易雙邊談判,成為中澳食糖貿易談判主旨發言人。受國家發展改革委、農業農村部等部委的委托,提交了2期《甘蔗種植業結構調整規劃》(2003—2007年)(2008—2015年)、《糖料蔗主產區生產發展規劃(2015—2020年)》等政策咨詢、政策建議30多份。

國家科技進步獎一等獎授獎儀式(右二為陳如凱)

國家科技進步獎一等獎授獎儀式(右二為陳如凱)

2014年,福建農林大學獲批組建國家甘蔗工程技術研究中心(以下簡稱中心),成為我國糖料界唯一的國家級科技創新平台。如今,福建農林大學甘蔗科研團隊為我國甘蔗產業高質量發展持續發力、攻堅克難,守護著中國“糖罐子”。

解碼甜蜜基因 率先攻克甘蔗基礎研究關鍵問題

現代甘蔗栽培品種的抗逆、高分蘖等優良性狀基因來自細莖野生種(割手密)。然而,割手密具有寬泛的倍性變異和基礎染色體數多樣性,其起源與演化機制始終未明,嚴重限制了該種質在甘蔗育種中的高效利用。

2018年10月,福建農林大學在國際頂級期刊上發表論文,公布了甘蔗基因組,這是全球首次破譯甘蔗基因組,也是第二個以中國人為主破譯的大宗農作物基因組。攻克了同源多倍體基因組拼接組裝的世界級技術難題,解析了甘蔗割手密種的基因組演化、抗逆性等生物學遺傳學基礎。

論文首次開發了一套基於寡聚核苷酸序列(oligo)染色體特異全涂染探針,用於識別甘蔗屬割手密、熱帶種和大莖野生種中所有的非同源染色體,鑒定了甘蔗近緣物種芒屬、河八王屬和蔗茅屬不同材料之間的染色體組成,還揭示了斑茅單條染色體的基因組特征,為深入挖掘和利用甘蔗野生種質資源奠定了理論與技術基礎。這些研究成果奠定了我國在甘蔗染色體研究領域的國際領先地位。

生物育種與傳統育種技術相比具有明顯優勢。2023年8月,農業農村部明確提出,“以轉基因為代表的生物育種是育種領域的革命性技術,是必須搶佔的新領域新賽道。”中心早在2000年之前,就率先建立轉基因抗病虫分子育種技術體系和平台,“轉GNA基因殺虫甘蔗”“轉ScMV外殼蛋白基因甘蔗”於2003年獲得農業部許可進入中間試驗,這是國內首次甘蔗轉基因材料獲批中間試驗。

選育優良品種 引領我國蔗糖產業提質增收

優良品種的選育是提高甘蔗產業科技水平,增強我國蔗糖產業全球競爭力的關鍵,福建農林大學為此做出了探索。

“台糖134”品種引進后,經過試驗和推廣,從1954年開始,逐步代替了當時的當家品種世界蔗王“POJ2878”,推動我國甘蔗第一次品種更新換代,並作為雜交親本推動大陸甘蔗育種革新。“台糖134”一直在生產上沿用到70年代末。80年代初,該品種仍在閩粵桂蔗區佔有相當比重。

福建協和大學農科(福建農林大學前身)引進甘蔗品種台糖134(F134)

福建協和大學農科(福建農林大學前身)引進甘蔗品種台糖134(F134)

上世紀90年代初,福建農林大學牽頭引進選育審(鑒)定的新台糖10、16、22號等系列品種曾佔全國甘蔗種植面積的85%長達十五年,推動我國甘蔗第四次品種更新換代。當前,以高糖、高產、抗逆性強為特點的第五代新品種兩大主栽品種——桂柳05136的父本、桂糖42和母本均來自新台糖22號,這2個品種種植面積約佔我國甘蔗種植總面積的60%,為保障我國食糖安全作出了突出貢獻。

甘蔗品種新台糖22號(中)、桂糖42(右)和桂柳05136(左)

甘蔗品種新台糖22號(中)、桂糖42(右)和桂柳05136(左)

1998年,在農業農村部、全國農技推廣中心的大力支持下,啟動了全國甘蔗區域試驗和生產試驗。福建農林大學作為這項工作的主持單位,也是甘蔗新品種的品質、抗性、轉基因成分的鑒定單位,為我國近200份甘蔗新品種的審定(登記)提供科學、准確、可靠的鑒定報告。與“九五”期間相比,我國食糖產量大幅增加,由原先的673.7萬噸提升到現在的1116.2萬噸,是五年來食糖產量最高的年份,有效地守住了我國70%的食糖自給率警戒線。

深耕田間地頭 科技賦能鄉村振興甜蜜事業

甘蔗產業是我國一些老少邊地區鞏固和拓展脫貧攻堅成果,全面推進鄉村振興的重要途徑。果蔗是南方多個省份的特色產業,做好這篇特產文章,是帶動農民增收致富的重要抓手。中心每年牽頭主辦一次“全國甘蔗提質增效關鍵技術培訓班”“現代甘蔗產業發展高級研修班暨區試經驗交流會”,這兩個活動已成為糖料界重要的精品培訓班和交流平台。中心作為作物學會甘蔗專業委員會挂靠單位,每2年舉辦1次“全國甘蔗學術研討會”,已成功舉辦19次,搭建了以學科交叉和人才匯聚為驅動的學術交流平台。

組織全國性的技術培訓班、學術研討會

組織全國性的技術培訓班、學術研討會

中心4位國家糖料產業技術體系崗位科學家結合崗位任務,深入廣西、雲南等甘蔗主產區,傳授新品種、新技術、新理念,加速推動科研創新“最初一公裡”和成果轉化“最后一公裡”的突破。創建“科技特派員”與“科技小院”相結合的工作模式,為鄉村振興和特色優勢產業發展提供科技支撐。2018年以來,通過線上或線下方式,累計培訓各類人員5萬多人次,組織全國學術交流2000多人次。

福建農林大學甘蔗科研團隊將牢記囑托,深耕“三農”事業,努力以科技創新推動甘蔗產業高質量發展,將創新技術送到田間地頭,為推進鄉村振興、建設農業強國貢獻自己的專業力量,在守護“甜蜜事業”的新征程上,繼續書寫福建農林人的時代答卷。(文/高三基 圖/福建農林大學農學院)

(責編:江葦杭、吳舟)

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