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【中国科学报】零的突破!早粳稻诞生记

2021-07-22 中国科学报 冯丽妃
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语音播报

  “10、20、30……”测产现场,中国科学院院士、福建省农业科学院研究员谢华安摘了一个稻穗,放在手心里揉开来,拉着身旁的中国工程院院士、中国水稻研究所所长胡培松一起数起了稻粒。

  “只有4粒瘪谷,结实率很高,很可贵。”看着手里105粒稻粒,谢华安对胡培松说。随后谢华安又仔细查看了多块稻田,结果未发现一穗有病害,这让他对新品种的抗病能力也很满意。

  “打破认知!”“前景很好!”考察会现场,许多水稻专家认为,这个由中国科学院遗传与发育生物学研究所(以下简称遗传发育所)李家洋院士团队与合作者选育的新品种是我国双季早粳稻“零的突破”。这意味着,人们今后提前一个季度就能吃上好吃的新粳米了。而且,新品种在不同栽培模式下均表现优异,尤其在苗期抗冷、抗旱,成熟期抗穗发芽等农艺性状中表现突出,且外观品质优、口感好。

  提前一个季度吃上新粳米

  “一个品种好不好,看长相就知道。”看着稻田里苗壮籽实的新稻,胡培松笑言自己有些“舍不得走了”。

  7月19日,江西省农业农村厅组织测评专家组通过考察和实割测产发现,这个名为“中科发早粳1号”的新品种田间群体长势均衡,无明显病虫害,植株挺立,后期落色好。同时,新品种兼具高产性,人工抛秧种植亩产530.31公斤、机插种植亩产为613.73公斤、两种种植模式平均亩产567.64公斤。

  “新品种单产高,株型优良,抗倒伏,抗稻瘟病,米质也非常优异,这是一个新的突破,对中国早稻生产意义重大。”中国工程院院士、中国农业科学院副院长万建民说。

  我国是世界上水稻产量第一大国。然而,一直以来,双季早粳品种在我国水稻生产中是一个空白。

  我国双季早稻生产共有13个省份,其中湖南、江西、广西、广东等4省区播种面积占全国的75%以上。据2020年国家统计局公布的全国早稻生产数据,全国早稻播种面积4751千公顷(7126万亩)、总产量2729万吨(546亿斤)、平均单产5745.0公斤/公顷(383.0公斤/亩)。

  不过,我国所有的双季早稻品种均为籼稻,目前国家设立的双季早稻品种审定只有早籼组。早籼稻是在3月中下旬播种、7月中下旬收获(生长期100~120天)的南方籼稻品种。早籼稻品种尤其是长江中下游的品种由于整体品质较差,大部分作为储备粮或工业用粮使用。

  怎样才能培育出高产、优质的早稻品种呢?一直聚焦水稻研究的李家洋把目光瞄向了早粳稻。同早籼稻相比,生长在高纬度地区的粳稻品种具有抗逆性强、株型优、米质优、口感佳等明显优点。

  “将双季早籼稻品种改为双季早粳稻品种,可以使优质新米提前两至三个月上市,为我国主粮供应端上第一碗饭,增加农民收益。”李家洋说。

  可是,早粳稻一直是水稻培育的一个难题,其种质资源需要具备多种品质,如苗期内要耐得住骤然而至的倒春寒,能够扛得住南方7月份的高温,以及在短暂的生长期内取得高产等。因此,上世纪60年代至今,尽管育种家已经尝试了几十年,却一直未能培育出在实际生产中使用的双季早粳稻新品种。

  现在,李家洋率领团队攻克了这一难题,实现了我国双季早粳稻“零的突破”。

  南北稻“联姻”与优良性状组装

  当天中午的新米饭“试吃”再次刷新了专家组对“中科发早粳1号”的认识:新品种米粒细长,味道可口。

  “这个品种给我们做早籼稻育种的人带来了很大压力。”在当天下午的专家点评会上,胡培松的话在现场引起一片欢笑声。

  与会专家认为,新品种是传统育种跟现代生物育种相结合培育出的优质典范。示范主要实施单位、江西省农业科学院水稻研究所副所长肖叶青表示,在早稻成熟期的高温多雨天气下,与早籼稻相比,新种子谷穗发芽少,并含有低镉积累基因。

  此次双季早粳稻诞生背后,有两大技术“利器”的支撑,其一是南北稻“联姻”。

  据新种子研发团队成员、遗传发育所研究员刘贵富介绍,新品种的亲本来自3种不同特性的水稻——具有早熟、耐冷特性的“空育131”,抗稻瘟病的长粒米“南方长粒粳”和具有耐冷、抗倒伏、口感好等特性的“吉粳88”。

  “把这3个亲本种质资源结合在一起非常重要,好的亲本才能诞生好的新品种。”中国科学院院士、中国农业科学院作物研究所所长钱前说。

  新品种诞生的另一个强大技术支撑是分子精准设计育种。它是在中科院A类战略性先导科技专项“种子精准设计与创造”等项目的支持下产生的重要成果。

  用李家洋的话说,分子精准设计就像组装一台电脑。“想要什么样的水稻,把相关的水稻基因组合在一起,就可以培育出满足需要的种子。”

  与常规育种技术相比,分子精准设计育种不仅克服了育种周期长、偶然性大和育种效率低等缺点,还可以对当前品种的缺点进行精确改良,实现多个优良性状的聚合。目前李家洋团队先后定制了多个具备高产、优质、高效、高抗等诸多优良性状的“理想水稻”。

  “中国有14亿人口,要吃饱、吃好饭,是个大事。”现在,利用分子精准设计育种技术,李家洋朝着理想又前进了一步。

  打通产业链 保障粮食安全

  “我过去认为,早粳稻是不可能有的,但现在我的观念被打破了。”曾分管江西省早稻种植的该省农业农村厅副厅长刘光华说,希望这项技术成果早日通过审定。

  江西农业大学副校长贺浩华表示,全国首创的新早粳稻品种给他的第一印象是“震撼”。当地农民最初卖早稻、留晚米,因为后者口感好。现在是留早稻、卖晚米,因为早稻打药少。而新的早粳稻口感好,且抗病、打药少,“老百姓一定会感兴趣”。

  江西省农科院院长戴星照表示,实现推动种业的科技创新,有助于从源头上解决国家粮食安全问题。早粳稻的早日推广对水稻产业结构调整和农业供给侧结构性改革具有十分重要的意义。

  交流会上,在场院士专家都十分看好早粳稻的应用前景,纷纷提出建议,希望能够推动它更快从田间走向老百姓的餐桌。

  尽管目前“中科发早粳1号”已聚集了许多优良性状,但李家洋仍然很谨慎,表示新品种仍需升级与完善。“科学研究在走向产业时,往往因一个缺点被一票否决。我们还要继续做实验,与相关科研院所和地方合作,把机理机制搞清楚,这样才能早日实现产业化。”他说。

  (原载于《中国科学报》 2021-07-22 第1版 要闻)
打印 责任编辑:阎芳

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