新型雜交稻“高產又好吃” 廣東開拓水稻育種“芯”思路

走進廣東省農業科學院水稻研究所(下稱“水稻所”)位于廣州白云區的實驗基地，映入記者眼簾的是兩幅完全不同的景象：似火的太陽下工作人員正在試驗田里檢查整齊的水稻;一旁的大棚中，一叢叢雜草似的植物養在花盆里，地上已長出薄薄的青苔。

“雖然看著不同，但地里的和盆里的都是水稻。”水稻所首席科學家王豐笑著告訴記者，每一個花盆中都保存著不同的野生稻品種，它們共同組成了全國規模最大的野生稻種質資源圃——國家種質廣州野生稻圃。一盆盆看似不起眼的“雜草”，凝結著數代育種研究人員的心血，也蘊藏著糧食安全的“密碼”。

“廣東在優質稻等領域的育種水平處在全國領先地位。”省農業農村廳相關負責人表示。除了秈型常規稻大規模用上“廣東芯”，在雜交稻、“海水稻”等領域，廣東也取得了豐碩成果。

新型雜交稻“高產又好吃”

雜交稻產量高，但“卡脖子”的問題是“不好吃”。其中難點就在“水稻雜交三系配套中的不育系”，如何讓不育系同時集成各項優質特性，成了王豐團隊育種攻關的課題。

1996年，王豐開始著手研究食味佳、產量高的雜交水稻品種。憑借多年的種植和科研經驗，他帶領團隊選定了華南廣泛應用的保持系“博B”與米質較好、抗稻瘟病的常規品種“浙9248”進行雜交，育成聚合了米質、抗性和適應性的優良保持系。雖然進展喜人，但王豐團隊認為，材料的食味與粒型尚未達到設計的育種目標。因此，團隊再挑選食味外觀較好的優良材料“米30”進行復合雜交，使“米30”的優良基因進一步與材料聚合，再經連續的回交與轉育，終于在2007年培育出優質不育系“泰豐A”。“將帶有目標性狀基因的不同親本通過分步雜交，逐步使所有目標性狀基因聚合到同一個材料中去，這種方法被稱為分步雜交聚合。”王豐介紹。

此外，為保證新品種在不同種植區表現良好，可以應對不同地區的生態條件和稻田病害，團隊10余年來往返于廣東、江西、湖南等水稻產區，選擇病害嚴重的地點，對早期世代的育種材料進行往返育種。這樣，“泰豐A”就對各地的病害都產生了良好的抗性。“這種方法被稱為穿梭育種。”王豐解釋道。

分步雜交聚合和穿梭育種兩項技術的綜合使用，使培育出的“泰豐A”粒型細長、整精米率高、堊白少，實現美觀美味的同時保持了雜交稻高產的優勢，畝產較普通稻高10%—20%。同“泰豐A”配套組合的優質雜交稻，已有42個品種通過國家或省級審定，其中，15個次品種獲國家和省級優質稻食味鑒評金獎和銀獎。8月30日，王豐領銜的《雜交稻優質不育系泰豐A的創制與應用》項目斬獲“海大杯”廣東種業科技創新大比武總決賽冠軍。

分子育種提供全新思路

“泰豐A”的成功，反映出水稻育種的三大主題：高產、優質、抗病。然而，新品種的培育成功，不代表此后可以高枕無憂，客觀情況的變化不斷給育種提出新的要求。

比如廣東水稻的主要病害稻瘟病和白葉枯病，一直在不斷變化，因此要求水稻的抗病能力也要跟上。同時，人們的消費理念也在變，以前廣東消費者喜歡顆粒小、口感硬爽的“蝦仔米”，現在口感軟糯的五常大米也廣受歡迎。

外部環境瞬息萬變，若育種專家預判不準，數十年辛勞恐付諸東流。近年來分子育種的出現，則為提高育種效率提供了全新思路。

無論是傳統方式育種，還是分子育種，研發新品種的基因“材料”往往來自野生稻資源。因此，育種開始之前，團隊往往需要跋山涉水，搜羅適合育種的野生稻材料，花費時間可達數十年。隨著國家種質廣州野生稻圃建設的不斷完善，這一情況得到了改善。

目前，國家種質廣州野生稻圃已擴建至6.3畝，設置普通野生稻、藥用野生稻、疣粒野生稻及外引野生稻四個保存區，保存材料超過7000份。“比如，在藥用野生稻區保存的材料中，我們已經發現抗稻瘟病和白葉枯病的關鍵基因。未來，如果病害再發生變異，我們可以及時利用這些基因，加速育種研發進程。”王豐說。

此外，在種質資源恢復方面，國家種質廣州野生稻圃也逐漸發揮出相應的作用。王豐回憶，團隊在調研中曾發現，一些重要的野生稻自然保護區出現了退化的情況。近年來，通過培養移植野生稻圃中保存的種質資源，這些保護區已經逐漸恢復了往日的樣貌。水稻所相關負責人介紹，“除此之外，保存的種質資源在未來還有更多應用場景等待發掘。”水稻所相關負責人說。

鹽堿灘涂地有望變良田

不久前，記者在江門臺山市海宴鎮的華僑農場看到，一片新綠正覆蓋著往日的荒蕪——3年前，廣東海洋大學教授陳日勝團隊帶來了“海水稻”種子，在這片沿海灘涂上墾造水田，并開展海水稻的選育、試驗與示范等工作。如今，基地內海水稻種植面積已達4000畝。

耐鹽堿的“海水稻”研發，是近年來水稻育種的熱門方向。

海水稻是耐鹽堿水稻的別稱，在鹽堿地、鹽漬地、灘涂上都具有較強的適應性，在鹽分濃度為3‰以上的土壤里仍可正常生長。“普通水稻在鹽度1‰以上的環境下便難以種植。”陳日勝的助手介紹說。

廣東省灘涂鹽堿地面積達500萬畝，粵西等地的農民種植“長毛谷”等耐鹽堿水稻的歷史已逾百年，這為廣東海水稻的研發提供了得天獨厚的種質資源優勢。得益于此，廣東耐鹽堿水稻的研究歷經近40年，除了陳日勝培育的“海稻86”，還推出了“海割”“海紅稻”“廣紅”等多個農家品種。目前，海水稻已可耐受鹽度7‰的環境，而陳日勝團隊正在培育可以在鹽度12‰的環境下種植的海水稻。珠江入海口灘涂的河水鹽度通常在10‰之內，海水稻種植前景看好。此外，隨著培育出的品種增多，海水稻也在黑龍江等13個省區進行了種植推廣。

比如石油城市大慶對開發鹽堿地有補貼，但因沒有收成，農民的種植意愿很低。勝君農業科技有限公司承包并改造了4500畝鹽堿地，與陳日勝團隊合作種植海水稻已有3年。該公司總經理曲君業稱，在土地狀況好的鹽堿地上，海水稻的收成今年預計可達到畝產1300斤，“產量有了，土地也改良了，老百姓認可，就會愿意種。”

智庫觀察

“研發進度”

也要提前儲備

果樹、生豬、作物……在深調研的過程中，記者發現，無論什么類型，農產品的育種過程總與漫長的時間相伴。從丁穎、黃耀祥開啟中國水稻育種的序幕，到如今高產優質雜交稻的誕生，前后已近100年。

水稻一年兩熟，果樹十年掛果，自然規律無法因人為因素而大幅度改變，這是種業發展無法回避的命題。培養水稻“高產、優質、抗病”的綜合性狀，要一代而成幾乎不可能。水稻病蟲害情況多變，需針對不同地域、不同情況改良不同品種;人民群眾追求美好生活，對水稻的香型、口感提出了更多要求;更遑論對產量的追求，科研人員正在沖擊一個又一個高峰。

這意味著糧食“芯片”的研發須臾不可放松。縱觀世界歷史，農產品病蟲害發生時，“亡羊補牢”式的搶救往往收效甚微。19世紀末，葡萄根瘤蚜蟲病席卷歐洲，幾乎摧毀當地綿延千年的葡萄酒產業;上世紀中葉，香蕉巴拿馬病導致主流香蕉品種“大麥克”滅絕，全球果農遭到沉重打擊。

歷史的教訓告訴我們，農作物病害一旦大規模暴發，就要盡快推出抗病的新品種。因此，對于糧食作物而言，除了提供資金、技術、人才支持，提前儲備“研發進度”非常重要。

多位專家表示，除了市場主流的栽培耕種品種，一些針對特別病害的研究方向，也應該推進至“待完成階段”。這樣，若突然發生大規模病害，抗病新品種研發可迅速完成，及時“補位”，有效避免長時間、大規模的減產歉收，為國家糧食安全提供支撐。