黃淮地區(qū)超級稻育種與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

李 璐，殷春淵，王書玉＊，薛應(yīng)征，劉賀梅，孫建權(quán)，胡秀明，王和樂

（1.河南省新鄉(xiāng)市種子管理站，河南 新鄉(xiāng) 453002；2.河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)科院水稻研究所）

1 超級稻育種概況

1.1 國內(nèi)外超級稻研究歷程

20世紀(jì)80年代初，國內(nèi)外的一些育種家試圖通過利用現(xiàn)代生物技術(shù)開展水稻超高產(chǎn)育種。1981年，日本農(nóng)林水產(chǎn)省組織日本主要國立育種機(jī)構(gòu)，提出了世界上最早的“水稻超高產(chǎn)育種計(jì)劃”，并實(shí)施了“超高產(chǎn)水稻開發(fā)及栽培技術(shù)的確立”的大型合作研究項(xiàng)目，旨在通過秈粳雜交選育出產(chǎn)量潛力高的新品種，最終實(shí)現(xiàn)水稻單產(chǎn)增長50%的超高產(chǎn)目標(biāo)；20世紀(jì)80年代中期，中國開始組織水稻的超高產(chǎn)研究。1996年，農(nóng)業(yè)部啟動了“中國超級稻選育及栽培體系”研究項(xiàng)目，旨在選育出增產(chǎn)幅度達(dá)30%以上的超級稻品種（組合）；20世紀(jì)80年代后期，國際水稻所以“新株型”為核心，提出了旨在大幅提高產(chǎn)量潛力的“超級稻”育種，計(jì)劃到2005年育成單產(chǎn)潛力達(dá)13～15t／hm2的超級稻品種。2002年日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了引發(fā)“綠色革命”的半矮稈基因SDI，其突變使植株矮化，將世界的水稻產(chǎn)量提高一倍，對中國水稻的貢獻(xiàn)率達(dá)30%以上。

中國工程院院士袁隆平及其團(tuán)隊(duì)，十余年來一直致力于超高產(chǎn)育種研究，并制定了“超級稻育種計(jì)劃”，具體分三期實(shí)施：第一期每667m2最高產(chǎn)量達(dá)到700 kg，已在2000年如期實(shí)現(xiàn)；第二期每667m2產(chǎn)量達(dá)到800kg，于2004年實(shí)現(xiàn)，比計(jì)劃提前一年；2011年9月袁隆平院士指導(dǎo)的超級稻第三期目標(biāo)每667m2產(chǎn)量900kg高產(chǎn)攻關(guān)獲得成功，隆回縣大面積（百畝）試驗(yàn)田每667m2產(chǎn)量達(dá)到926.6kg，每667m2產(chǎn)量1000kg的第四期超級稻育種目標(biāo)也已經(jīng)啟動。

1.2 河南省超級稻育種進(jìn)展

水稻是河南省第三大糧食作物，河南省地處黃淮平原，沿黃稻區(qū)氣候條件和生態(tài)條件適宜于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)稻米。從河南省的水稻生產(chǎn)形勢來看，水稻育種以常規(guī)育種為主，立足于在有限的生態(tài)區(qū)域內(nèi)通過種植常規(guī)水稻品種來滿足大米消費(fèi)。超級稻育種技術(shù)還相對落后，其單位面積的產(chǎn)量相對較低，每667m2平均產(chǎn)量為600 kg左右。從生態(tài)條件和水稻的產(chǎn)量潛力來看，黃河稻作區(qū)由于8～9月份具有比較大的晝夜溫差而更有利于超級稻產(chǎn)量優(yōu)勢潛力的充分發(fā)揮，增產(chǎn)潛力有待于進(jìn)一步挖掘。

近幾年來，隨著育種技術(shù)的不斷提高，河南省超級稻育種采用“理想株型塑造與強(qiáng)雜種優(yōu)勢利用相結(jié)合”的中國超級稻育種技術(shù)路線，引進(jìn)不同生態(tài)區(qū)的優(yōu)良種質(zhì)資源，通過秈粳交和擴(kuò)大雙親的遺傳多樣性，以提高水稻生物學(xué)產(chǎn)量為基礎(chǔ)進(jìn)行理想株型塑造，選育出了適合黃淮生態(tài)條件的超級粳稻新品種（組合）。2010年河南省首個超級稻品種新稻18號的誕生，填補(bǔ)了河南省超級稻生產(chǎn)領(lǐng)域的空白，標(biāo)志著河南省超級稻育種技術(shù)有了新的突破。

1.2.1 超級稻新稻18號的選育 新稻18號是河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)科院選育的超級粳稻新品種。2008年8月通過國家農(nóng)作物品種審定委員會審定（審定編號：2008028），2008年9月獲農(nóng)業(yè)部植物新品種權(quán)授權(quán)（品種權(quán)號CNA20050782.6），2010年1月通過農(nóng)業(yè)部超級稻品種確認(rèn)，是河南省第一個超級稻品種。

新稻18號具體選育過程是：1994年進(jìn)行配組，鹽粳334－6作母本，津星1號與豫粳6號雜交F1代作父本；1996年種植F1共8個單株，然后進(jìn)行混選；1997～1999年分別種植F2～F4，進(jìn)行逐代混選；2000年種植F5，選擇單株，2001年繼續(xù)種植F6，進(jìn)行單選；2002年種植F7，從28個株行中確定一株行升為新品系，2003年進(jìn)入新鄉(xiāng)市農(nóng)科所新品系觀察鑒定圃，根據(jù)其當(dāng)年的種植編號取名為新稻03G25；2004年該品系參加河南省預(yù)備試驗(yàn)，2005－2007年參加河南省和國家區(qū)域、生產(chǎn)試驗(yàn)。新稻18選育過程見圖1。

圖1 新稻18號的選育過程

1.2.2 超級稻新稻18號的三項(xiàng)典型農(nóng)藝特性

一是親本材料創(chuàng)新。新稻18號是通過多品種復(fù)合雜交育成。親本來源廣泛，分別為河南沿黃稻區(qū)的當(dāng)家品種豫粳6號、天津的大穗型高產(chǎn)品種津星1號和江蘇的超高產(chǎn)抗條銹品種鹽粳334－6，遺傳基礎(chǔ)豐富。在近些年審定的適合黃淮稻區(qū)種植的28個水稻品種中，只有“新稻18號”和“陽光香稻”是通過復(fù)合親本雜交育成的。

二是產(chǎn)量水平高。2006－2007年新稻18號參加國家區(qū)域、生產(chǎn)試驗(yàn)，兩年3組次試驗(yàn)每667m2產(chǎn)量分別為628.3kg、640.4kg和579.2kg，比對照豫粳6號分別增產(chǎn)13.5%、17.6%和12.3%，平均增產(chǎn)14.5%。2005－2006年參加河南省區(qū)域、生產(chǎn)試驗(yàn)，兩年3組次試驗(yàn)，所有試點(diǎn)均表現(xiàn)增產(chǎn)，每667m2平均產(chǎn)量593.6kg、613.7kg和579.2kg，比對照豫粳6號增產(chǎn)11.0%、14.9%和10.2%。在生產(chǎn)上良種良法配套一般每667m2產(chǎn)量650～700kg，最高達(dá)750kg以上。2008年10月9日，河南省農(nóng)業(yè)廳組織專家對位于獲嘉縣亢村鎮(zhèn)的新稻18號（百畝）示范方進(jìn)行驗(yàn)收，每667m2產(chǎn)量實(shí)收788.5kg。2009年11月3日，農(nóng)業(yè)部科教司組織專家對江蘇東辛農(nóng)場新稻18號（千畝連片）的核心示范方（百畝）進(jìn)行實(shí)收實(shí)打計(jì)產(chǎn)驗(yàn)收，每667m2平均產(chǎn)量為807.8kg，比國家北方超級稻產(chǎn)量指標(biāo)（每667m2產(chǎn)量780kg）高出27.8kg。

三是米質(zhì)優(yōu)。2009年河南省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站送樣，農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心（武漢）檢測，新稻18號各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)為：出糙率84.4%，精米率76.2%，整精米率64.0%，堊白粒率20%，堊白度1.9%，直鏈淀粉15.4%，膠稠度82mm，透明度1級，堿消值6級。米質(zhì)綜評達(dá)GB／T17891－1999優(yōu)2級。

四是抗病性強(qiáng)。由江蘇省農(nóng)科院植保所鑒定，新稻18號對水稻稻瘟病菌ZB21、ZD7、ZE3、ZF1、ZG1、ZC15小種的代表菌株表現(xiàn)抗病，為0級；對穗頸瘟表現(xiàn)中抗，為2級。對紋枯病表現(xiàn)為抗病。據(jù)河南省農(nóng)科院植保所鑒定和大田調(diào)查，新稻18號對條紋葉枯病的抗性顯著好于絕大多數(shù)生產(chǎn)應(yīng)用品種及新品種（系），表現(xiàn)為高抗。

五是生育期適中。適應(yīng)性強(qiáng)，適宜范圍廣，能滿足整個黃淮地區(qū)多種條件的種植需要。

2 超級稻產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

2.1 以超級稻為主線帶動水稻產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

水稻產(chǎn)業(yè)化，就是將水稻從品種 （組合）選育－種子生產(chǎn)－品種推廣－稻米開發(fā)形成一體化產(chǎn)業(yè)。其主要由品種 （組合）條件、生產(chǎn)條件和市場條件三方面的要素構(gòu)成；良種是基礎(chǔ)，市場需求是前提，規(guī)模化生產(chǎn)是保證。而超級稻產(chǎn)業(yè)化發(fā)展是帶動水稻產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的主力軍。2004年，農(nóng)業(yè)部科技教育司司長張鳳桐指出，推廣超級稻是我國提高水稻單產(chǎn)、穩(wěn)定水稻總產(chǎn)、提高稻作效益，確保糧食安全的必然選擇，是提高我國糧食綜合生產(chǎn)能力與成果轉(zhuǎn)化能力的重要舉措，也是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收的有效途徑。針對當(dāng)前超級稻示范與推廣工作的重點(diǎn)，我們要以超級稻為主線，帶動優(yōu)質(zhì)水稻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2.2 資源優(yōu)勢與當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)產(chǎn)業(yè)對接

近幾年河南省粳稻種植面積18.7萬hm2左右，其中沿黃約12萬hm2，沿黃地區(qū)原陽縣，地處鄭、汴、新三角腹地，具有天然的綠色地勢和引黃灌溉的優(yōu)越條件，所產(chǎn)大米獨(dú)具特色，晶瑩剔透，色分黑、白、紅、綠，形有長、短、粗、瘦，因土壤獨(dú)特、無公害種植、天然灌溉、品質(zhì)優(yōu)良而名聞遐邇，被譽(yù)為中國第一米的“原陽大米”獲地理標(biāo)志產(chǎn)品認(rèn)證，譽(yù)滿全國。

黃淮粳稻區(qū)（豫、魯中南、蘇北、皖北）粳稻面積133多萬hm2，河南省沿黃粳稻區(qū)是其一部分。整個黃淮粳稻區(qū)生產(chǎn)條件、生態(tài)類型基本相同，品種、技術(shù)通用，如豫粳6號長期作為黃淮稻區(qū)當(dāng)家品種，推廣范圍遍及河南北部、山東中南部、江蘇北部、安徽北部、河北南部、陜西西安等地區(qū)。目前，超級粳稻新品種新稻18號正日益成為黃淮稻區(qū)當(dāng)家品種。

河南敦煌種業(yè)新科種子有限公司及其前身河南新科種子有限公司、新鄉(xiāng)市農(nóng)科院科技開發(fā)中心等從事水稻種子生產(chǎn)經(jīng)營業(yè)務(wù)已有20多年歷史。近幾年，以稻米產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營為突破口，著力加強(qiáng)龍頭企業(yè)、生產(chǎn)基地、市場體系和質(zhì)量體系“四項(xiàng)建設(shè)”，堅(jiān)持龍頭企業(yè)帶動、基地形成規(guī)模、政策資金扶持、經(jīng)紀(jì)人隊(duì)伍促進(jìn)、建立市場帶基地、基地促市場的發(fā)展模式，稻米生產(chǎn)由過去的品種雜亂、粗放種植、大袋銷售改變?yōu)槠贩N優(yōu)良、無公害種植、標(biāo)準(zhǔn)化管理、精細(xì)加工、精美包裝，更好地適應(yīng)了市場的需求，穩(wěn)定了種植規(guī)模。示范推廣水稻種子遍及河南、山東中南部、江蘇淮北、安徽沿淮及淮北地區(qū)、河北南部、陜西西安等，極大促進(jìn)了當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

2.3 區(qū)域化種植與開發(fā)規(guī)模

水稻是區(qū)域性較強(qiáng)的作物，因此，加大優(yōu)質(zhì)稻示范推廣是提高開發(fā)力度的前提，河南省培育的超級稻新稻18號具有適應(yīng)性強(qiáng)，適宜范圍廣等特點(diǎn)。在國家轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目的支持下，新稻18號在示范與推廣應(yīng)用上也獨(dú)具規(guī)模。通過建立核心示范點(diǎn)和技術(shù)營銷網(wǎng)點(diǎn)，進(jìn)行高產(chǎn)攻關(guān)、試驗(yàn)研究、現(xiàn)場觀摩和技術(shù)培訓(xùn)，達(dá)到了以點(diǎn)帶面的轉(zhuǎn)化效果，使新稻18號品種迅速在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。2007－2010年，新稻18號在黃淮稻區(qū)累計(jì)推廣種植達(dá)33.7萬hm2，增產(chǎn)稻谷約4.1億kg，新增社會經(jīng)濟(jì)效益12.3億元。隨著新稻18號大面積推廣應(yīng)用，將促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)健康發(fā)展，其社會效益更為顯著。隨著開發(fā)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，超級稻生態(tài)育種技術(shù)的日益完善，優(yōu)質(zhì)稻生產(chǎn)區(qū)劃要逐漸打破區(qū)域界限，按有效的自然資源配置種植集中連片，在同季作物當(dāng)中表現(xiàn)較強(qiáng)的環(huán)境優(yōu)勢，縮小其他作物的種植面積，擴(kuò)大水稻種植面積，形成規(guī)模，集中力量建設(shè)一批優(yōu)質(zhì)稻米生產(chǎn)基地。經(jīng)過努力，力爭形成幾個或幾十個連片（萬畝）的超級稻種植區(qū)。

3 發(fā)展優(yōu)質(zhì)稻米產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵

3.1 加強(qiáng)種質(zhì)資源創(chuàng)新，培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻新品種

20世紀(jì)60～70年代，水稻因矮稈基因引發(fā)的第一次綠色革命，野敗型不育基因引發(fā)的水稻“三系”法雜種優(yōu)勢的育成和推廣利用，廣親和基因及其在秈粳稻亞種間雜種優(yōu)勢中的利用等，均證明了突破性的育種成就有賴于特異種質(zhì)的發(fā)掘及其在生產(chǎn)上的有效利用。因此，發(fā)掘、研究和利用新的種質(zhì)資源將是水稻育種再次取得突破的重要基礎(chǔ)。加強(qiáng)新資源的研究，并重視與育種工作的緊密結(jié)合，利用現(xiàn)代生物技術(shù)，發(fā)掘與利用地方品種或野生稻種質(zhì)中的耐逆、抗性基因無疑將有利于推動河南省乃至我國水稻育種工作的新突破。

3.2 加強(qiáng)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)配套栽培技術(shù)研究

每一品種的選育，只有配以適宜的栽培技術(shù)，其產(chǎn)量潛力才能得以充分體現(xiàn)，稻米品質(zhì)更是一個復(fù)雜的性狀，既受遺傳因子的影響，也受栽培、環(huán)境、加工等因素的制約，年度間變異較大。超級稻栽培應(yīng)采用水稻“精苗穩(wěn)前、控蘗優(yōu)中、大穗強(qiáng)后”的超高產(chǎn)精確定量栽培模式，充分利用當(dāng)?shù)貧夂颉⑼寥?、水等資源的優(yōu)勢。在選用超級稻的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)水稻超高產(chǎn)。同時，水稻超高產(chǎn)栽培還需要在宏觀上利用“3S”計(jì)算機(jī)模擬的精確農(nóng)業(yè)技術(shù)，將定性研究與定量測定相結(jié)合；在微觀上利用分子生物學(xué)手段研究植物激素、信號傳導(dǎo)與基因調(diào)節(jié)的內(nèi)在聯(lián)系，將傳統(tǒng)的精耕細(xì)作栽培與現(xiàn)代的分子栽培有機(jī)相結(jié)合，以達(dá)到水稻穩(wěn)定持續(xù)高產(chǎn)。

3.3 加強(qiáng)政府引導(dǎo)和扶持，促進(jìn)稻米產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程

優(yōu)質(zhì)米產(chǎn)業(yè)化的主體是企業(yè)，同時也涉及多部門和多學(xué)科之間的緊密協(xié)作，因此，優(yōu)質(zhì)米的產(chǎn)業(yè)化必須由各級政府部門出面組織、協(xié)調(diào)，政府一方面要積極引導(dǎo)鼓勵支持大型種業(yè)企業(yè)與農(nóng)業(yè)科研育種機(jī)構(gòu)合作育種，開發(fā)自主品種，以增強(qiáng)其市場競爭力；另一方面應(yīng)積極制定一系列相關(guān)的農(nóng)業(yè)優(yōu)惠政策，加大資金投入力度。對科研單位每年投入一定的資金用于對新品種引、育、繁及良種推廣補(bǔ)貼、安全生產(chǎn)及標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)優(yōu)技術(shù)的研制與推廣應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)的宣傳培訓(xùn)、市場信息服務(wù)，有計(jì)劃、有重點(diǎn)地發(fā)展當(dāng)?shù)氐闹鲗?dǎo)產(chǎn)業(yè)，促使河南省稻米產(chǎn)業(yè)化健康、快速發(fā)展，為提高農(nóng)民收入、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增效做出更大貢獻(xiàn)。

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