水稻育種研究進(jìn)展

王晶

（樂(lè)東黎族自治縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，海南 樂(lè)東 572500）

水稻是我國(guó)最受廣大人民群眾喜歡的糧食作物，同時(shí)它的總產(chǎn)量、總的種植面積以及單位面積的產(chǎn)量也是全國(guó)所有農(nóng)作物中排名最高的谷類作物，在中國(guó)糧食生產(chǎn)和中國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷史中一直占據(jù)著很重要的戰(zhàn)略地位。因?yàn)?，水稻的產(chǎn)量大大提高可以有效地解決全國(guó)人民的糧食產(chǎn)能問(wèn)題。隨著當(dāng)前社會(huì)的不斷發(fā)展以及技術(shù)的不斷進(jìn)步，水稻的育種技術(shù)也在不斷提高，因此水稻的產(chǎn)量也在大幅度增加，使得水稻育種技術(shù)成為近代農(nóng)業(yè)科技中最突出的成果。

1 水稻抗病育種的重要性及育種目標(biāo)

在查閱資料發(fā)現(xiàn)，中國(guó)近代農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展分為四個(gè)階段：第一階段，1898年到1910年，主要是引進(jìn)西方近代農(nóng)業(yè)科技；第二階段，1911年到1927年，主要是開(kāi)展田間育種研究實(shí)驗(yàn)，并取得了一定的研究成果；第三階段，1928年到1936年，中國(guó)農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)所以及其他農(nóng)業(yè)研究機(jī)構(gòu)相繼成立，大大加快了中國(guó)近代農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展步伐，逐步縮短了與國(guó)外農(nóng)業(yè)研究的差距；第四階段，1937年到1949年，發(fā)生了日本侵華戰(zhàn)爭(zhēng)以及國(guó)民黨內(nèi)戰(zhàn)，農(nóng)業(yè)科技在這艱苦的環(huán)境下，仍然取得了一定的進(jìn)步。正是經(jīng)歷了這四個(gè)階段的發(fā)展，中國(guó)近代農(nóng)業(yè)技術(shù)取得了一定的成果，為新中國(guó)成立后的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)打下了基礎(chǔ)。

全世界危害水稻生長(zhǎng)的病害大約有300多種，其中部分的病害只分布在局部地區(qū)，不會(huì)在世界出現(xiàn)大范圍的病害傳播。國(guó)內(nèi)的水稻病害大約有29種，其中影響最大的是稻瘟病、白葉枯病以及紋枯病這三種。正是因?yàn)檫@些病害的盛行，才嚴(yán)重影響著水稻的年產(chǎn)量。在通常情況下，一般會(huì)采用撒農(nóng)藥的方式防治這些病害。但是，采用這種方式會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利的影響，不符合綠色環(huán)保的理念。因此，需要采取最經(jīng)濟(jì)、安全有效的措施來(lái)防治這些病害。而培育抗病能力強(qiáng)的水稻是首選的措施，這種措施可以讓水稻種植者在種植的過(guò)程中減少農(nóng)藥的使用，大大減少生產(chǎn)成本，從經(jīng)濟(jì)環(huán)保的角度實(shí)現(xiàn)水稻的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)。

2 水稻三大病害抗病育種基礎(chǔ)理論及遺傳規(guī)律研究進(jìn)展

2.1 稻瘟病抗病育種基礎(chǔ)理論研究

稻瘟病是由稻瘟病菌引發(fā)的，有著很強(qiáng)的異質(zhì)、變異性的特點(diǎn)。從而使得其生理小種也變得越來(lái)越有著多樣性和復(fù)雜性的特點(diǎn)。根據(jù)近幾年的研究成果顯示，這種病菌在分子上也出現(xiàn)很強(qiáng)的易變特點(diǎn)，使得其基因在頻繁地發(fā)生突變，有著不斷克服抗病基因的可能性。因此，需要不斷加大對(duì)病菌致病性變異機(jī)制的研究，培育出優(yōu)質(zhì)的抗病水稻品種。

根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，主效基因控制著水稻對(duì)稻瘟病的抗性，多數(shù)抗病基因呈顯性，部分呈隱性，這些基因相互獨(dú)立也或者是存在相互合作的關(guān)系。

2.2 稻白葉枯病抗病育種基礎(chǔ)理論研究

研究發(fā)現(xiàn)白葉枯病，主要是由于黃單胞菌的變種引起的。這種病菌沒(méi)有異變的特性，水稻對(duì)其抗性也比較穩(wěn)定，但是也存在致病性分化的特點(diǎn)。在我國(guó)白葉枯病的致病能力在南方最強(qiáng)，北方最弱。水稻對(duì)這種病的抗性容易受到主效基因的控制。研究發(fā)現(xiàn)，在水稻不同的生長(zhǎng)階段，水稻對(duì)該病的抗性也表現(xiàn)不同。根據(jù)研究，其抗性可以分為苗期抗性、成株期抗性和全生育期抗性。

研究發(fā)現(xiàn)，水稻對(duì)白葉枯病的遺傳大多是受到單基因控制。這些抗病基因有的呈現(xiàn)顯性、有的呈現(xiàn)隱性，且基因間相互獨(dú)立。

2.3 稻紋枯病抗病育種基礎(chǔ)理論研究

稻紋枯病是全世界水稻培育中都會(huì)出現(xiàn)的病害，它是一種真菌性病害，通常存在于土壤中，呈現(xiàn)菌絲或菌核形態(tài)。在研究中發(fā)現(xiàn)紋枯病菌也有著同稻瘟病一樣多變性的特點(diǎn)，主要是由于絲核菌容易出現(xiàn)異核現(xiàn)象。紋枯病菌有著腐生性強(qiáng)、寄主范圍較寬的特點(diǎn)，很難有效地建立該病菌的調(diào)查方法，從而造成了在許多國(guó)家尚未出現(xiàn)抗紋枯病的水稻育種研究。

在現(xiàn)有的研究中可以發(fā)現(xiàn)，水稻對(duì)該病的抗性是弱?；剐裕溥z傳原理比較復(fù)雜，水稻對(duì)該病的抗性受到主效基因和微效基因共同控制。

3 育種途徑及方法

3.1 種質(zhì)資源

常用的育種方法有常規(guī)育種和生物技術(shù)育種，通常情況下，水稻育種是將這兩種方法相結(jié)合，通過(guò)多技術(shù)結(jié)合、多親本配組等方式，開(kāi)展分子標(biāo)記輔助育種、轉(zhuǎn)基因育種，目的是研究出更多的優(yōu)質(zhì)、高抗以及超高產(chǎn)品種水稻。

3.2 常規(guī)雜交及其派生轉(zhuǎn)育法

在抗病育種中，水稻育種人員使用最多且最有效的方法是雜交育種法，這種方法可以選育出許多高抗品種。

通常在采用雜交育種的方法時(shí)，具體需要兩個(gè)步驟。一是篩選抗源親本，二是組配雜交、選擇。篩選抗原的原理是在系統(tǒng)選育的條件下，篩選出具有高抗性的農(nóng)作物植株。如果選出的植株在實(shí)驗(yàn)研究后發(fā)現(xiàn)植株的其他性狀都比較良好，則可以將它直接用于生產(chǎn)。

隨著雜交技術(shù)的發(fā)展，根據(jù)實(shí)際生活中不同的需要，組配雜交在單交的基礎(chǔ)上發(fā)展了許多的方式，主要包含頂交和雙交等方式。通過(guò)這種方式的選育，可以將各種抗病基因綜合在一體，最終選育出高抗、優(yōu)質(zhì)的水稻品種。

雙列選擇交配體系。步驟如下：先雜交一切可以組合的抗性親本，再對(duì)組合FI群體采取互交，然后按照抗性篩選FI后代，最后將抗性最好的植株采用互交、雜交方式，然后持續(xù)下去，一直到抗性增強(qiáng)了為止。

回交法。該方法多用于選育垂直抗性的品種。步驟是：先將待改良品種與高抗品種進(jìn)行雜交，然后再用待改良品種作為育種的輪回親本，回交4～5次，最終選育出高抗、優(yōu)質(zhì)的品種。

3.3 生物技術(shù)方法

3.3.1 水稻分子標(biāo)記輔助選擇

分子標(biāo)記輔助選擇，是當(dāng)前農(nóng)業(yè)育種研究中應(yīng)用較多的方法，簡(jiǎn)而言之就是需要用到分子標(biāo)記技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)性狀的選擇。分子標(biāo)記方法的適用比較廣，可以在水稻全生育期，甚至是種子期，都可以鑒定出抗病基因。因此，這種方法大大地提高了研究員選擇水稻抗病基因的效率和準(zhǔn)確性，為水稻抗病育種的研究提供了新的方法，拓寬了研究員的實(shí)驗(yàn)方法和途徑。

3.3.2 花培技術(shù)

采用此技術(shù)育種，可以選擇抗病單株，也可以利用花粉植株的再雜交、再培養(yǎng)的方式，選育出抗病性強(qiáng)的品種。它是一種可以利用多種抗性基因進(jìn)行復(fù)合雜交的方法，具有選擇速度快、效率高的特點(diǎn)，值得廣泛推廣。

3.3.3 細(xì)胞篩選

細(xì)胞篩選就是對(duì)植株的體細(xì)胞或者實(shí)行細(xì)胞實(shí)施?；M織培養(yǎng)，然后從細(xì)胞層面上進(jìn)行篩選。具體步驟是：①配置含有病菌粗毒素提取液的培養(yǎng)基；②選取水稻的莖尖或者是胚，并將其消毒；③采用接種的方式，培養(yǎng)這些消毒后的水稻部分組織，然后再分化再生植株；④鑒定再生出來(lái)的植株，擇抗病突變體。

3.3.4 胚治療法

實(shí)施步驟：①將需要培養(yǎng)研究的品種與收集到的具有特殊抗病性的野生水稻，進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)；②取下幼胚，將其放在培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)觀察，然后從分化后的再生植株中，鑒定選擇抗病性好的植株。

4 水稻育種出現(xiàn)的問(wèn)題

4.1 育成品種遺傳基礎(chǔ)狹窄，種質(zhì)資源研究和利用受限

通過(guò)采用分子標(biāo)記的方法，檢測(cè)我國(guó)主要水稻產(chǎn)地秈稻品種間的遺傳性特點(diǎn)，結(jié)果顯示它們之間親緣關(guān)系很近。目前，國(guó)內(nèi)在水稻育種上存在著很嚴(yán)重的問(wèn)題。問(wèn)題如下：可以對(duì)水稻造成很嚴(yán)重病害的高抗種質(zhì)很缺乏；不重視農(nóng)家種或者是野生種基礎(chǔ)性研究，整體上比較落后；另外，中國(guó)的野生稻種質(zhì)資源喪失比較嚴(yán)重。

4.2 企業(yè)參與育種創(chuàng)新積極性不高

在調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn)，我國(guó)大部分的水稻品種權(quán)申請(qǐng)都是農(nóng)業(yè)科研單位申請(qǐng)的，企業(yè)在水稻育種領(lǐng)域申請(qǐng)量比較少，尤其是最近幾年企業(yè)申請(qǐng)量呈現(xiàn)大幅度減少的趨勢(shì)，跟跨國(guó)公司相比，企業(yè)在育種領(lǐng)域的申請(qǐng)量嚴(yán)重不足。當(dāng)前，企業(yè)應(yīng)該積極主動(dòng)地在育種創(chuàng)新領(lǐng)域做出自己的貢獻(xiàn)，因此需要設(shè)立制度，推進(jìn)企業(yè)在育種領(lǐng)域的創(chuàng)新研究。

5 應(yīng)采取的對(duì)策與措施

5.1 加強(qiáng)制度創(chuàng)新，適當(dāng)限制派生品種

當(dāng)前的首要任務(wù)就是建立新的品種保護(hù)制度，來(lái)加強(qiáng)對(duì)育種創(chuàng)新保護(hù)。首先是考慮為衍生品種建立一個(gè)保護(hù)期；其次，在修訂DUS測(cè)試指南時(shí)，需要根據(jù)不同作物的不同性狀制定出規(guī)則；最后，需要考慮衍生品種對(duì)原始品種的利益分配。因此，國(guó)內(nèi)需要盡快地修訂新品種保護(hù)條例，有效解決衍生品種帶來(lái)的部分問(wèn)題。

5.2 加強(qiáng)投入，推動(dòng)種子企業(yè)發(fā)展

在育種領(lǐng)域的創(chuàng)新是一項(xiàng)長(zhǎng)期而又費(fèi)力的工作，需要充分發(fā)揮新品種保護(hù)制度的作用。為了促進(jìn)企業(yè)逐漸成為育種領(lǐng)域創(chuàng)新的開(kāi)拓者、引導(dǎo)者，一是政府要加強(qiáng)資金投入，起到帶頭作用，鼓勵(lì)企業(yè)加大對(duì)育種創(chuàng)新的資金投入；二是設(shè)立制度，保障育種創(chuàng)新環(huán)境公平有序，調(diào)動(dòng)企業(yè)參與育種創(chuàng)新的積極性；三是加強(qiáng)推廣大學(xué)或者科研機(jī)構(gòu)培育出的優(yōu)質(zhì)、高抗品種，積極擴(kuò)大產(chǎn)學(xué)研用的力度。

6 結(jié)論

在我國(guó)，水稻的種植區(qū)域比較廣闊，稻區(qū)的自然環(huán)境也復(fù)雜多樣，溫度、光照、水分等條件也有著很大的差異。同時(shí)，跟其他農(nóng)作物相比，孕育的新的水稻品種適合種植的區(qū)域亦是不大。目前的水稻種植區(qū)域分布較廣，但是適應(yīng)性較小，尤其是新的育種，在適應(yīng)性上很難超越親本植株。因此，需要?jiǎng)澐謪^(qū)域，實(shí)施分別育種的舉措，然后再根據(jù)各地自然條件分別開(kāi)始試驗(yàn)。