水稻根系育種的意義與前景

陳亮

（湛江市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，廣東湛江 524094）

摘 要 在人們?nèi)粘Ｉ钪?，食物的意義非常重大。水稻是人們?nèi)粘Ｊ澄锏囊环N，雖然我國是一個水稻生產(chǎn)大國，但是自20世紀(jì)80年代開始，我國水稻產(chǎn)量處于停滯不前的局面，為帶動全球糧食生產(chǎn)工作，我國加大力度探索水稻高產(chǎn)的方法，采用了水稻根系育種方法，改良了水稻品種，提高了水稻產(chǎn)量。通過對水稻根系育種的分析，全面探究水稻根系育種的意義與前景，希望能夠促進(jìn)我國水稻生產(chǎn)工作的順利開展。

關(guān)鍵詞 水稻；根系育種；意義；前景

中圖分類號：S511 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.24.086

隨著人們生活水平提高，人們食用水稻的量也逐漸增加，因此，提高水稻產(chǎn)量十分有必要。為達(dá)到水稻優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)、高效和高產(chǎn)的最終目標(biāo)，相關(guān)研究人員采用了水稻根系育種方法，對水稻根系性狀進(jìn)行改良，塑造出水稻的理想根型，更好地開展水稻生產(chǎn)工作，實(shí)現(xiàn)水稻生產(chǎn)目標(biāo)。

1 水稻根系育種主要內(nèi)容

水稻的根系育種就是以水稻根系為主要研究目標(biāo)，通過不同角度對水稻根系進(jìn)行全面研究，做好根系遺傳與改良工作，促進(jìn)水稻研究行業(yè)培育出更加適合生產(chǎn)的水稻新品種，根據(jù)水稻生產(chǎn)的不同目標(biāo)，將水稻根系育種分為以下幾方面：一是根系的品質(zhì)育種；二是根系的高產(chǎn)育種；三是根系的抗逆育種[1]?，F(xiàn)階段，進(jìn)行水稻根系育種主要使用的方法是分子生物學(xué)與傳統(tǒng)水稻育種相結(jié)合的方法；同時，隨著我國社會及科技水平的進(jìn)步，分子生物學(xué)手段在水稻根系育種中作用越來越大，在今后水稻研究工作中，很可能通過多基因聚合等方式產(chǎn)生利于水稻生產(chǎn)的根系性狀基因，促進(jìn)水稻新品種的產(chǎn)生。水稻根系育種的基本概念就是通過對水稻根系性狀進(jìn)行改良，塑造出水稻的理想根型，使其具有持久、穩(wěn)定的水稻根系機(jī)能，并且具有適應(yīng)性更廣的水稻根系特征，更好實(shí)現(xiàn)水稻性狀的優(yōu)化，達(dá)到水稻優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)、高效、高產(chǎn)的最終目標(biāo)，為水稻生產(chǎn)工作做好基礎(chǔ)。

其中，水稻根系形態(tài)對水稻產(chǎn)量產(chǎn)生了較大的影響，這一影響在很早前就被人們所關(guān)注，1957年，Nagai提出了“根型”這一概念，我國也有水稻研究學(xué)者對根系伸展方向與葉角之間的關(guān)系進(jìn)行了相關(guān)的研究，且根據(jù)研究提出了保證水稻高產(chǎn)的新要求，即培育出優(yōu)良的水稻根型，其他國家研究人員也紛紛研究了水稻根系與水稻產(chǎn)量、質(zhì)量之間的關(guān)系。為更好地實(shí)現(xiàn)水稻根系育種工作，研究人員應(yīng)該做好理想株型育種工作，其中水稻理想株型不僅要包括根系形態(tài)，更要包括根系機(jī)能，以滿足水稻根系育種的基本需求。

2 水稻根系育種的意義

2.1 有利于提高雜交水稻增產(chǎn)能力

根據(jù)相關(guān)研究顯示，雜交水稻在產(chǎn)量上相比于其他水稻更具有優(yōu)勢，這與雜交水稻根系生長優(yōu)勢有十分密切的關(guān)系，但研究發(fā)現(xiàn)，雜交水稻雖然產(chǎn)量較高，但存在早衰現(xiàn)象，這一現(xiàn)象不僅會影響水稻內(nèi)部物質(zhì)的生產(chǎn)、積累，使雜交水稻生產(chǎn)由優(yōu)勢轉(zhuǎn)為劣勢，而且影響水稻中干物質(zhì)運(yùn)輸、籽粒灌漿，影響雜交水稻生產(chǎn)產(chǎn)量。根據(jù)現(xiàn)階段調(diào)查，在雜交水稻中，早衰現(xiàn)象普遍存在，但采用水稻根系育種能夠從基因上解決雜交水稻在實(shí)際生產(chǎn)過程中存在的早衰現(xiàn)象，從而提高雜交水稻的增產(chǎn)能力。

2.2 有利于提高肥料利用率

糧食種植過程中，需要根據(jù)種植實(shí)際情況施加化肥，這不僅是水稻生產(chǎn)過程中比例較大的一項(xiàng)開銷，更是決定水稻質(zhì)量的關(guān)鍵因素。現(xiàn)階段，我國在水稻種植過程中，氮、磷、鉀肥的利用率分別在30%、40%和20%左右，肥料利用率相對較低，這樣不僅增加了肥料投入資金，且大量的肥料會對人們生活產(chǎn)生一定的環(huán)境污染，影響人們生活質(zhì)量。實(shí)現(xiàn)水稻根系育種能夠使根系更容易吸收肥料，減少人們在肥料方面的投入資金，減輕由于大量使用肥料而造成的環(huán)境污染，有效提高肥料利用率。

2.3 能夠滿足直播環(huán)境下生產(chǎn)水稻的要求

目前，我國常采用的水稻生產(chǎn)方式為灌溉稻，采用該種方式生產(chǎn)水稻需要大量的水。相關(guān)調(diào)查顯示，灌溉稻使用的水占我國整個農(nóng)業(yè)用水的65%以上，極大地浪費(fèi)了水資源，灌溉稻所需要的水量并不全都是水稻生長過程中所必須的水量，有一部分是由于水稻未利用而浪費(fèi)所致，在我國水資源不容樂觀的背景下，在水稻生產(chǎn)過程中有效節(jié)約水資源具有重要意義[2]。采用水稻根系育種方法就能夠提高根系對水的利用效率，在節(jié)省水資源的前提下，更好地滿足灌溉式水稻對環(huán)境的要求，從而產(chǎn)生出優(yōu)質(zhì)水稻。

2.4 有利于培養(yǎng)出性狀優(yōu)良的水稻新品種

我國土地并不都是適合農(nóng)作物生長的，其中有667萬km2的鹽漬耕地，約2 000萬km2的待開墾鹽漬荒地，因此，為有效利用我國土地，提高我國土地利用率，就需要培養(yǎng)出性狀優(yōu)良的水稻品種，使其能夠適應(yīng)鹽堿地環(huán)境。此外，要根據(jù)南北方差異，培養(yǎng)出適合南方種植的防洪澇災(zāi)害能力強(qiáng)的水稻品種，采用水稻根系育種方法進(jìn)行水稻品種培育能夠很好解決上述問題，培育出適合我國不同地區(qū)情況的水稻新品種，提高水稻質(zhì)量和產(chǎn)量。

3 水稻根系育種的前景

3.1 水稻生產(chǎn)的可持續(xù)化

水稻根系育種應(yīng)用前景廣闊，能夠?qū)崿F(xiàn)我國水稻生產(chǎn)的可持續(xù)化，在育種過程中通過對根系生理性狀、根系特點(diǎn)、水稻在地上部的形態(tài)等進(jìn)行詳細(xì)的研究分析，能夠?qū)⑸鲜銮闆r作為根系形狀的指標(biāo)，更好地研究水稻的根粗、根長及根數(shù)量，做好水稻育種工作，確立水稻理想根型并實(shí)現(xiàn)水稻理想根性的培育工作，實(shí)現(xiàn)水稻生產(chǎn)的可持續(xù)化。

3.2 新根系塑造的優(yōu)良化

水稻是植物的一種，每一種植物都會衰老，但他們的衰老也有相應(yīng)的規(guī)律，通過對水稻根系育種的研究，有助于對水稻衰老的研究工作，能夠更好將水稻衰老規(guī)律應(yīng)用于水稻根系改良工作中，實(shí)現(xiàn)新根系塑造的優(yōu)良化[3]。此外，通過水稻根系育種能夠選育出抗洪、抗旱、肥料利用率高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的水稻品種，從水稻根系角度篩選出具有良好抗倒伏的水稻品種，推動我國水稻生產(chǎn)工作的進(jìn)程。

3.3 根系形態(tài)育種工作的高質(zhì)化

在進(jìn)行水稻生產(chǎn)時，不僅要保證水稻的產(chǎn)量，還要保證水稻生產(chǎn)的質(zhì)量，只有較高的水稻生產(chǎn)質(zhì)量才能滿足人們對水稻的需求，水稻根系育種借助了前人的研究成果，做好水稻根系育種工作能夠使水稻根系遺傳性狀和根系育種方面取得突破，能夠?yàn)槲覈居N工作提供了一個良好的突破方向，有效實(shí)現(xiàn)根系形態(tài)育種工作的高質(zhì)化，使我國水稻根系形態(tài)育種工作順利開展。

3.4 有助于根系形態(tài)育種工作取得突破

根系形態(tài)育種不僅能應(yīng)用于水稻生產(chǎn)過程中，而且能有效應(yīng)用于其他產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，水稻根系育種工作不僅能提高我國水稻生產(chǎn)質(zhì)量和效率，更能為其他農(nóng)作物生產(chǎn)提供根系育種工作上的技術(shù)，更好利用現(xiàn)代生物技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的根系性狀的組合，優(yōu)化生物的根系機(jī)能及根系綜合性狀，為我國整體生產(chǎn)水平的提高做出貢獻(xiàn)。

4 結(jié)語

水稻是人們生活的必需品，為滿足人們對水稻的需求，相關(guān)研究生產(chǎn)部門就要做好水稻生產(chǎn)工作，盡量培育出能夠廣泛適應(yīng)的新品種，以更好地實(shí)現(xiàn)水稻的高質(zhì)、高效、環(huán)保及優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)工作，希望通過本文對水稻根系育種意義與前景的研究，能夠更好地促進(jìn)我國水稻根系育種工作，滿足人們對水稻品種的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]梁玉剛，李靜怡，張啟飛，等.免耕半固態(tài)直播對水稻的生長及產(chǎn)量構(gòu)成的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2016（4）：354-358.

[2]衛(wèi)海濱，夏輝，樓巧君，等.利用水稻抗旱種質(zhì)研究馴化和育種對遺傳多樣性的影響[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報，2016（4）：1-5.

[3]王小虎，方云霞，張棟，等.水稻根基粗適宜取樣量及其與抗倒伏性狀的相關(guān)分析[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016（5）：85-89.

（責(zé)任編輯：趙中正）