水稻品種功能Plus賦能鄉(xiāng)村振興和共同富裕

吳殿星 舒小麗 張寧 熊海錚 夏英武

（浙江大學(xué) 原子核農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部核農(nóng)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州310058；第一作者：dxwu@zju.edu.cn）

目前，包括水稻在內(nèi)的農(nóng)作物增效，主要通過高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)、省工節(jié)本、產(chǎn)業(yè)融合等途徑實(shí)現(xiàn)。結(jié)合國內(nèi)外水稻研究及育種實(shí)踐，我們認(rèn)為未來的水稻育種需針對未來農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)場景及不斷增收保障水稻產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需求，科學(xué)精心設(shè)計(jì)，以創(chuàng)制特異種質(zhì)為突破口，凸顯“性狀-技術(shù)-產(chǎn)業(yè)”特征，以工業(yè)化思維方式、市場化需求為導(dǎo)向，采用先進(jìn)及綜合的生物技術(shù)攥緊中國水稻種子，牢牢端穩(wěn)飯碗。

1 重要“芯”性狀Plus

農(nóng)業(yè)種為先，而作物種質(zhì)資源是遺傳信息由上一代傳給下一代的載體，是新品種選育的基礎(chǔ)，被稱為種業(yè)“芯片”。

未來的水稻新品種，一定是在綜合性狀優(yōu)良的同時(shí)，具有彰顯品種獨(dú)特的商業(yè)“買點(diǎn)”，即具有破解“卡脖子”的性狀技術(shù)，能占據(jù)目標(biāo)精準(zhǔn)的一方市場。

1.1 高產(chǎn)Plus

我國農(nóng)業(yè)部于1996年啟動了“中國超級稻”育種計(jì)劃，超級稻新品種及配套良種栽培技術(shù)使我國水稻高產(chǎn)紀(jì)錄實(shí)現(xiàn)700 kg/667 m2、800 kg/667 m2、900 kg/667 m2到1 000 kg/667 m2的不斷突破，讓中國人的飯碗牢牢地端在自己手里。以甬優(yōu)為代表的秈粳亞種間雜交水稻，已為高產(chǎn)、超高產(chǎn)的不斷突破提供了新途徑。

在骨干親本、不育系及恢復(fù)系的種質(zhì)創(chuàng)制方面，常規(guī)水稻如矮腳南特、廣陸矮4號、原豐早、浙輻802、桂朝2號、特青、農(nóng)墾58、武運(yùn)粳3號、甬粳18等[1]，雜交水稻親本如珍汕97A、協(xié)青早A、II-32A、威20A、崗46A、馬協(xié)A、農(nóng)墾58S、安農(nóng)S-1、培矮64S、廣占63S、晶4115S、明恢63、93-11（揚(yáng)稻6號）和華占等[2-7]，都為水稻高產(chǎn)增糧作出了巨大貢獻(xiàn)，未來水稻育種更需重視原創(chuàng)突破性種質(zhì)材料的創(chuàng)制。

在產(chǎn)量性狀形成的分子基礎(chǔ)方面，已分離鑒定了株型（株高、分蘗及角度、葉形）、穗形及粒數(shù)、粒形及粒質(zhì)量、育性及結(jié)實(shí)率等產(chǎn)量構(gòu)成要素的重要調(diào)控基因，并解析了其作用機(jī)制。代表性研究有分蘗數(shù)MOC1、DWARF53，理想株型IPA及其免疫抗性，穗形DEP1，粒形GL7，粒質(zhì)量GW2、GW5，以及不育性和雜種優(yōu)勢等[8-18]。2022年7月，《Science》以研究長文形式在線發(fā)表中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所周文彬團(tuán)隊(duì)的研究成果，該研究鑒定到1個(gè)重要轉(zhuǎn)錄因子OsDREB1C，該轉(zhuǎn)錄因子可同時(shí)提高光合作用效率和氮素利用效率，顯著提高水稻產(chǎn)量[19]。錢前院士和李家洋院士還專門提出與實(shí)踐了水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的分子設(shè)計(jì)育種理論[20]。

1.2 優(yōu)質(zhì)、特色及專用Plus

為保障口糧的數(shù)量安全，我國水稻育種長期偏重于產(chǎn)量。為推動國家農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革的理念，優(yōu)質(zhì)尤其是兼顧高產(chǎn)、抗病等水稻新品種是未來育種的重要方向。與此同時(shí)，符合個(gè)人與地方喜好及傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)提質(zhì)升級需要的特色優(yōu)質(zhì)與加工專用水稻新品種也會備受重視，成為助推我國及地方經(jīng)濟(jì)新增長的亮點(diǎn)。

香稻育種方面，中國水稻研究所胡培松院士團(tuán)隊(duì)在香稻種質(zhì)挖掘及育種利用上取得了系列成果，先后培育出中香1號、中鑒99-38、中健2號等系列香稻品種[21]，填補(bǔ)了國內(nèi)高端優(yōu)質(zhì)大米的空白，并首次利用基因編輯技術(shù)創(chuàng)制香味改良三系雜交稻[22]。

軟米育種方面，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)萬建民院士團(tuán)隊(duì)分離克隆了調(diào)控稻米直鏈淀粉含量的新基因[23]，江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院王才林研究團(tuán)隊(duì)選育了南粳9108等系列優(yōu)質(zhì)軟米新品種[24]。

雙季早粳稻育種方面，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李家洋院士團(tuán)隊(duì)采用精準(zhǔn)分子設(shè)計(jì)技術(shù)成功選育中科發(fā)早粳1號，實(shí)現(xiàn)中國雙季早粳品種“零的突破”，顯著提升了早稻米的食用品質(zhì)[25]。

專用加工稻育種方面，中國水稻研究所胡培松院士團(tuán)隊(duì)選育了使早秈稻實(shí)現(xiàn)用途多樣化的米粉專用稻中嘉早17[26]。該品種憑借米粉加工方面的特性優(yōu)勢，迅速風(fēng)靡南方稻區(qū)，成為近30年來唯一單年推廣面積達(dá)千萬畝的早稻品種。針對浙江紹興地區(qū)傳統(tǒng)榨面的新鮮需求，浙江大學(xué)從印水型三系保持系Ⅱ-32B創(chuàng)制選育了直鏈淀粉含量高達(dá)38.6%的三系不育系浙大高直1A，配制選育新鮮大米即可制作榨面的專用雜交水稻新品種浙大高直優(yōu)1號。

有色稻育種方面，鑒于有色米營養(yǎng)豐富，食藥兼用，除煮粥外還常加工成各種營養(yǎng)食品和釀酒。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)張啟發(fā)院士在Nature Review Genetics上專門提到了黑米具有的重大潛在價(jià)值，認(rèn)為其是可以延年益壽的食物[27]。近年來，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將黑米作為水稻研究的一個(gè)新方向，培育出既健康又好煮好吃的華墨香等優(yōu)質(zhì)黑米品種。另外，浙江大學(xué)誘變秈稻骨干親本93-11并采用突變體相互雜交選育了紫米不育系浙大紫1S，配制出優(yōu)質(zhì)紫米雜交新組合浙大紫兩優(yōu)1號并通過審定，有望帶動有色稻產(chǎn)量的跨越式提高。

1.3 環(huán)境友好Plus

以抗除草劑和Bt抗蟲為代表的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物新品種選育及應(yīng)用，因省工節(jié)本和綠色高效引發(fā)全球關(guān)注。國內(nèi)的水稻抗病蟲研究方面也相繼取得重要進(jìn)展，為環(huán)境友好型水稻品種設(shè)計(jì)育種奠定基礎(chǔ)。例如，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)張啟發(fā)院士團(tuán)隊(duì)、中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所朱楨及合作單位福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、浙江大學(xué)在Bt抗蟲轉(zhuǎn)基因水稻新品種選育方面取得重要進(jìn)展；武漢大學(xué)何光存研究團(tuán)隊(duì)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)萬建民院士團(tuán)隊(duì)、浙江大學(xué)舒慶堯研究團(tuán)隊(duì)等對抗稻飛虱水稻基因的發(fā)掘及利用進(jìn)行了研究并取得重要進(jìn)展[28-30]；中國科學(xué)院上海植物生理生態(tài)研究所何祖華研究團(tuán)隊(duì)、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)陳學(xué)偉研究團(tuán)隊(duì)對抗稻瘟病基因進(jìn)行發(fā)掘及利用[31-32]；南京農(nóng)業(yè)大學(xué)萬建民院士團(tuán)隊(duì)育成抗條紋葉枯病粳稻品種等[33]均取得了重要研究進(jìn)展。

另外，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)張啟發(fā)院士提出了“綠色超級稻”的理念、育種策略、關(guān)鍵技術(shù)體系及育種實(shí)踐[34]。綠色超級稻所指的綠色性狀是指抗病蟲、節(jié)水抗旱、抗逆、養(yǎng)分高效利用等特性，這些性狀有利于建立“資源節(jié)約和環(huán)境友好”的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)上“少打農(nóng)藥、少施化肥、節(jié)水抗旱、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)”的目標(biāo)。其中，上海市農(nóng)業(yè)生物基因中心羅利軍研究團(tuán)隊(duì)在收集整理水稻種質(zhì)的同時(shí)深度開展抗旱種質(zhì)的鑒定和利用[35]，先后選育出節(jié)水抗旱稻新品種20多個(gè)，擴(kuò)大水稻種植面積。

此外，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所傅向東研究團(tuán)隊(duì)在水稻氮肥高效利用、儲成才研究團(tuán)隊(duì)在水稻低氮適應(yīng)性、中國科學(xué)院植物科學(xué)研究所種康院士團(tuán)隊(duì)在水稻耐冷性方面也取得重要進(jìn)展[36-38]。

1.4 適合現(xiàn)代化農(nóng)機(jī)具Plus

我國農(nóng)業(yè)經(jīng)歷了很長一段時(shí)間的人力和畜力為主的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展，目前正由機(jī)械化農(nóng)業(yè)邁向智慧農(nóng)業(yè)的新階段，農(nóng)機(jī)具現(xiàn)代化和智能化成為關(guān)鍵[39]。適宜現(xiàn)代化農(nóng)機(jī)具，方便直播、機(jī)插、機(jī)收的水稻新品種成為趨勢，讓干農(nóng)活更輕松的新品種更受歡迎，這既包括水稻大田生產(chǎn)也包括智能簡易化繁制種。簡易化繁制種是降低雜交種子生產(chǎn)成本的一個(gè)重要方面，抗除草劑、苯達(dá)松敏感和攜帶金色穎殼標(biāo)記不育系選育等有利于推動該工作[40]。

1.5 合理耕作制度Plus

耕作制度是一個(gè)地區(qū)或一個(gè)生產(chǎn)單位農(nóng)作物種植制度以及與之相應(yīng)的養(yǎng)地制度的綜合技術(shù)體系。我國魚米之鄉(xiāng)歷來就有“稻-麥”“稻-油”搭配的成熟典范，綜合考慮夏秋糧的增產(chǎn)增收也是水稻育種目標(biāo)的要素，也是品種沒有最好只有更合適的良好體現(xiàn)。嘉興市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院的老一輩育種家、被江浙滬廣大農(nóng)業(yè)科技工作者和農(nóng)民譽(yù)為“江南水稻育種大王”的姚海根研究員就特別重視耕作制度的合理搭配，先后育成晚粳“秀水”、晚糯“祥湖”、早秈“嘉早”及雜交晚粳“秀優(yōu)”等100多個(gè)水稻品種（組合），形成了粳、糯、秈配套，早、中、遲搭配，豐、優(yōu)、抗兼顧的品種群體優(yōu)勢[41]。

2 營養(yǎng)功能Plus

據(jù)健康中國行動估算，我國糖尿病患病率12.8%，患者1.5億；高血壓患病率18.8%，患者1.6億；血脂異?；疾÷?8.6%，患者1.6億。另外，鋅與鐵等微營養(yǎng)缺乏癥影響全世界約38.0%孕婦和43.0%學(xué)前兒童的健康。功能稻米富含特殊營養(yǎng)成分，可以平衡體內(nèi)營養(yǎng)、預(yù)防疾病發(fā)生和促進(jìn)人體病后康復(fù)。

功能稻米在新的歷史發(fā)展時(shí)期具有新的時(shí)代屬性。首先，功能稻米研究與發(fā)展是服務(wù)人民健康需要的新發(fā)展之路。2019年7月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《健康中國行動組織實(shí)施和考核方案》，統(tǒng)籌推進(jìn)《健康中國行動（2019—2030年）》中明確指出，“鼓勵(lì)科研單位、企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)符合健康需求的食品，增加健康產(chǎn)品供給”。2020年9月，習(xí)近平總書記提出了“四個(gè)面向”的重要指示精神，在此前“三個(gè)面向”基礎(chǔ)上，新增了“面向人民生命健康”。其次，功能稻米是水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展到一定歷史階段的必然產(chǎn)物。當(dāng)前，普通稻米的種植經(jīng)濟(jì)效益相對較低，將水稻由傳統(tǒng)“糧食作物”提升為“糧經(jīng)兼顧型”作物，對提高稻米的附加值、豐富稻米文化內(nèi)涵、提升水稻產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。

圍繞功能水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和國家戰(zhàn)略需求，國內(nèi)多家研究單位開展了前瞻性和系統(tǒng)性的理論與應(yīng)用研究，取得了系列重要進(jìn)展。如中國水稻研究所錢前院士團(tuán)隊(duì)很早就進(jìn)行了以巨胚為基礎(chǔ)的高GABA稻米的開發(fā)利用[42]；胡培松院士團(tuán)隊(duì)與國際水稻研究所共建水稻品質(zhì)與營養(yǎng)聯(lián)合研究中心，重點(diǎn)進(jìn)行了高鐵水稻的種質(zhì)創(chuàng)制及利用[43]；南京農(nóng)業(yè)大學(xué)及中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院萬建民院士團(tuán)隊(duì)長期以來開展了水稻蛋白質(zhì)的研究利用，選育并開發(fā)了低水溶性蛋白新品種及腎臟病患專用大米[44]；浙江大學(xué)吳殿星研究團(tuán)隊(duì)與中國科學(xué)院李家洋院士團(tuán)隊(duì)合作開展了高抗性淀粉水稻種質(zhì)創(chuàng)制、基因調(diào)控及育種利用的系統(tǒng)研究[45]，在國內(nèi)外率先獲得浙輻111、宜糖秈稻1號和宜糖粳稻1號等高抗性淀粉水稻新品種權(quán)，并育成審定首個(gè)高抗性淀粉雜交水稻新品種浙大兩優(yōu)宜糖秈1號；另外，浙江大學(xué)也重點(diǎn)開展了鋅鐵等微營養(yǎng)水稻生物強(qiáng)化工作，選育了國內(nèi)外首個(gè)精米中鋅含量高達(dá)34.1 mg/kg的富鋅一級優(yōu)質(zhì)香型粳稻新品種浙大鋅稻。

功能稻米研發(fā)滿足了特殊人群的個(gè)性化營養(yǎng)需求，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)融合，既為鄉(xiāng)村振興、健康中國等國家戰(zhàn)略的實(shí)施注入新動能，又在引領(lǐng)并促進(jìn)“農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收、人民增壽”中交出答卷。央視CCTV17“致富經(jīng)”欄目2020年6月3日報(bào)道了以高抗性淀粉水稻為題材的“現(xiàn)代農(nóng)夫 米里淘金”。

3 種養(yǎng)Plus

3.1 稻-漁養(yǎng)殖Plus

魚米之鄉(xiāng)以“促養(yǎng)增糧”為目的，通過專用農(nóng)作物品種的選育，建立經(jīng)濟(jì)生態(tài)高效養(yǎng)種結(jié)合的凈水增糧農(nóng)作新技術(shù)，拓展創(chuàng)新糧食生產(chǎn)新途徑的同時(shí)源頭解決農(nóng)業(yè)面源污染問題，實(shí)現(xiàn)“一水兩用、一地雙收”。浙江大學(xué)吳殿星研究團(tuán)隊(duì)和中國水稻研究所方福平研究團(tuán)隊(duì)合作選育了漁塘專用水稻新品種安粳優(yōu)1號和農(nóng)兩優(yōu)漁1號[46]，并制定了漁塘種稻的農(nóng)業(yè)農(nóng)村部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T2680-2015。

漁稻系列品種已先后在青蝦、小龍蝦、澳洲小青龍、大閘蟹、沙塘鱧等養(yǎng)殖場景應(yīng)用，適宜于全國淡水養(yǎng)殖魚塘（草魚塘除外）深水條件下種植。不同以往的水上種稻、深水稻及稻田養(yǎng)魚，漁塘種稻是升級版的稻魚綜合種養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)蟹肥稻香，創(chuàng)新拓展了水稻全新的生產(chǎn)途徑，推進(jìn)了“促養(yǎng)增糧”的綠色生態(tài)應(yīng)用。這種綠色生態(tài)、經(jīng)濟(jì)高效的“水稻種進(jìn)池塘里”模式，2018年3月24日被CCTV7“科技苑”欄目專題報(bào)道。

3.2 脆稻-動物養(yǎng)殖Plus

秸稈焚燒會污染環(huán)境，而普通水稻的秸稈不但韌性強(qiáng)，難以折斷粉碎，而且其中的纖維素含量高，降解速度緩慢，會影響下一茬農(nóng)作物種植。脆稻的莖稈、葉片及稻穗具有纖維素含量降低、半纖維素增加的特點(diǎn)。采用機(jī)收，脆稻的秸稈易被粉碎，更方便自然降解，同時(shí)脆嫩的秸稈易咀嚼消化，營養(yǎng)價(jià)值更高。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國飼草自給率僅為59.1%，粗飼料的缺口一定程度上加大飼料用糧的需求，導(dǎo)致“人畜爭糧”問題的產(chǎn)生。飼料糧的需求已成為影響我國糧食安全的主要因素之一。脆稻秸稈替代部分米糠，作為牛、羊等反芻動物的新型飼料或添加劑，有利于發(fā)展高端需求的禽畜。

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李家洋院士與周奕華研究員、中國水稻研究所錢前院士團(tuán)隊(duì)、中國科學(xué)院合肥物質(zhì)研究院吳躍進(jìn)研究員等均對脆稈突變體開展了大量的理論及應(yīng)用研究[47]，其中，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)研究院還選育了科脆粳1號、科脆粳2號、科脆粳3號等10多個(gè)優(yōu)良脆稻品系，科脆粳1號還通過了安徽省品種審定。另外，浙江大學(xué)針對養(yǎng)種融合發(fā)展需求，水稻脆稈與優(yōu)質(zhì)、觀賞性、功能營養(yǎng)及雜交性狀結(jié)合，與衢州市三易易生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司合作，先后選育出三易香脆粳、秈脆、脆粳1B等特色秈/粳型脆稻、香型脆稻、富含花青素和生物黃酮的黑脆與金脆稻以及秈粳雜交脆稻，形成生豬清潔養(yǎng)殖與脆稻種植的產(chǎn)融模式。

此外，在中國清水魚之鄉(xiāng)的浙江開化何田鄉(xiāng)還發(fā)展了特色的脆稻喂魚，即種植脆稻生產(chǎn)有機(jī)米，莖稈養(yǎng)清水魚。在那里，脆稻種于山邊田頭、魚塘四周及中后期容易缺水的田塊，方便收割且可以再生多次收獲，同時(shí)也作為普通稻種于大田，稻谷收獲后稈、葉替代傳統(tǒng)米糠，用作飼料發(fā)展高端禽畜。脆稻的綜合利用，形成了一個(gè)良好的互動體系，不但改善了水環(huán)境，也顯著降低割草的勞動量，并促進(jìn)了高端養(yǎng)殖產(chǎn)品的開發(fā)。這種全產(chǎn)業(yè)鏈模式“喂脆稻、吃辣椒的古法養(yǎng)魚”被CCTV7“科技苑”欄目報(bào)道。

4 創(chuàng)意農(nóng)業(yè)Plus

4.1 賞食創(chuàng)意農(nóng)業(yè)應(yīng)用Plus

創(chuàng)意農(nóng)業(yè)具有“三生”“五養(yǎng)”的多元功能。包括日本在內(nèi)，以往的彩色水稻多數(shù)并非源于生產(chǎn)主栽品種，色彩不夠豐富，觀賞性仍有所欠缺，同時(shí)稻谷產(chǎn)量較低和食用品質(zhì)較差，降低其生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)功能。浙江大學(xué)率先選育出浙大粉彩禾、浙大銀彩禾、浙大黑彩禾等適合創(chuàng)意農(nóng)業(yè)發(fā)展的專用稻新品種，這些彩色專用稻重點(diǎn)解決了觀賞性與品質(zhì)及適應(yīng)性結(jié)合的問題，葉片顏色更鮮艷，觀賞性更強(qiáng)，是集觀賞、口感與用途于一體的賞食兼用型水稻。

適宜創(chuàng)意農(nóng)業(yè)發(fā)展的彩色稻新品種已作為農(nóng)文旅結(jié)合的重要抓手，助力鄉(xiāng)村振興和美麗中國建設(shè)，并作為年輕人創(chuàng)新的技術(shù)手段，創(chuàng)業(yè)故事“九零后小伙玩轉(zhuǎn)稻田”被CCTV17“致富經(jīng)”欄目報(bào)道，賦能鄉(xiāng)村振興人物故事“水稻成畫記”被CCTV17“三農(nóng)群英匯”欄目報(bào)道。

4.2 植物工廠應(yīng)用Plus

高效的育種產(chǎn)業(yè)是保障國家糧食安全的關(guān)鍵。傳統(tǒng)育種方法通常一年只能開展1～2代，即使在溫室環(huán)境下或在熱帶地區(qū)，一年也只能開展2～3代。植物工廠利用智能計(jì)算機(jī)和電子傳感系統(tǒng)對植物生長的溫度、濕度、光照、CO2濃度以及營養(yǎng)液等環(huán)境條件進(jìn)行自動控制，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的周年連續(xù)生產(chǎn)。依托植物工廠技術(shù)，可以有效打破時(shí)空的瓶頸，一年四季均可進(jìn)行加代育種。

2021年8 月農(nóng)民日報(bào)報(bào)道，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院都市農(nóng)業(yè)研究所楊其長研究團(tuán)隊(duì)在植物工廠環(huán)境下成功實(shí)現(xiàn)水稻種植60 d左右收獲的重要突破，將傳統(tǒng)大田環(huán)境下120 d以上的水稻生長周期縮短了一半[48]。據(jù)介紹，試驗(yàn)的水稻品種是由錢前院士團(tuán)隊(duì)提供的矮稈品種，其株型較矮，空間利用率高，適合在植物工廠環(huán)境下進(jìn)行多層立體栽培。在供試的6個(gè)矮稈品種中，2個(gè)品種表現(xiàn)出較高的產(chǎn)量潛力，定植后45 d抽穗，63 d收獲，單株分蘗數(shù)達(dá)89個(gè)，單層栽培架的綜合產(chǎn)量為0.98 kg/m2，相當(dāng)于單產(chǎn)652 kg/667 m2。

另外，植物工廠種植水稻通過豎向多層種植使食物產(chǎn)能呈現(xiàn)幾何級數(shù)增長，有望為保障糧食安全提供新的技術(shù)途徑。按報(bào)道水稻單產(chǎn)超過600 kg/667 m2，每年6茬快速種植，以栽培層數(shù)4層計(jì)算，每年每667 m2水稻產(chǎn)量超過10 000 kg，如果未來栽培層數(shù)達(dá)到10層以上，產(chǎn)量將非常驚人！

5 跨界應(yīng)用-分子農(nóng)場Plus

水稻跨界應(yīng)用，目前主要是以水稻胚乳作為反應(yīng)器生產(chǎn)的醫(yī)用重組蛋白和生物活性物質(zhì)。例如，武漢大學(xué)楊代常研究團(tuán)隊(duì)通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)利用水稻生產(chǎn)的人血清白蛋白，已成為我國標(biāo)志性植物源醫(yī)用蛋白成果[49]。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)劉耀光院士團(tuán)隊(duì)采用合成生物學(xué)技術(shù)率先培育出胚乳富含花青素的“紫晶米”和富含蝦青素的“赤晶米”[50-51]。2022年2月24日，加拿大衛(wèi)生部批準(zhǔn)了世界首個(gè)植物源性的新冠病毒疫苗COVIFENZ顯示出利用植物生產(chǎn)重要醫(yī)用與生物活性產(chǎn)物的分子農(nóng)場的重要性[52]。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院祝欽瀧研究員與劉耀光院士系統(tǒng)總結(jié)了水稻胚乳作為生物反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)、拓展了分子農(nóng)場的概念，并對如何提高目標(biāo)產(chǎn)物含量及其面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了討論，展望了利用水稻胚乳為代表的植物分子農(nóng)場的未來發(fā)展方向[53]。

綜上所述，針對鄉(xiāng)村振興及健康中國行動的需求，未來水稻育種以工業(yè)化思維方式、市場化需求為導(dǎo)向，精心設(shè)計(jì)育成具有“芯”性狀和符合“食藥、食賞、食飼”多元需求的新品種，講述的是“一個(gè)農(nóng)藝或經(jīng)濟(jì)性狀就是一項(xiàng)技術(shù)一個(gè)產(chǎn)業(yè)”令人印象更深刻的種業(yè)故事，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)融合及綠色高質(zhì)量發(fā)展，賦能鄉(xiāng)村振興和共同富裕，采用先進(jìn)及綜合生物技術(shù)攥緊中國水稻種子，牢牢端穩(wěn)飯碗。