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好吃、高产！中国粮仓将迎来早粳稻“三兄弟”丨科技创新看中国

时间 :2023-07-29 07:50:53   来源 : 腾讯网

挥汗如雨的三伏天，正是我国南方水稻抢收、抢种的关键期。7月下旬，江西省宜春市上高县示范田里，金色的稻穗沉甸甸地挂在绿色的禾秆上随风起伏，等待开镰。

这是中国科学院院士、中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员李家洋团队与合作者第三年在这里开展试验。他们实现了我国早粳稻“零的突破”，接连培育出3个双季早粳稻新品系，并推动建立了我国首个早粳稻审定标准。

“我们的目标不仅是填补育种的空白，还要解决我国水稻生产面临的实际问题。”站在示范田里，李家洋对《中国科学报》说，这些新品系意味着今后人们提前一个季度就能吃上好吃的新粳米了，也意味着我国口粮安全多了一份保障。


(相关资料图)

打破“不可能”

“‘中科发早粳1号’平均亩产588.9公斤！”在7月20日举行的早粳稻新品系千亩连片示范现场会上，中国科学院院士谢华安带领的测产专家团队宣布。

“今年的气候条件比较差，早期有低温，中后期有高温、暴雨、台风，尽管有这些考验，结实率仍然很高，产量基本达到预期。”李家洋说。

这几年，李家洋心里有一本“大账”：我国早稻面积有7000万至8000万亩，所有的双季早稻品种均为籼稻，品质较差，大部分只能作为储备粮、工业用粮或饲料使用，农民要靠政府补贴才愿意种。如果能够培育出早粳稻，提高质量和产量，扩大种植面积达到1亿亩甚至更多，不仅农民可以增收，国家的粮食产量也能提升。

他把目标聚焦于很多人认为“不可能”的早粳稻上。

20世纪50年代以来，长江流域不同地区就开始试行“籼改粳”。经过几十年的努力，“籼改粳”有效地在晚稻生产中改善了稻米品质，增加了农民收益，但早粳稻种质资源需要同时满足耐寒、耐高温、抗穗发芽以及短暂生长期内高产等要求，可用于生产的品种一直没有培育出来。

李家洋团队攻克了这些难题。3年来，中科发早粳稻新品系在上高县的示范面积不断扩增，从最初的200亩增长至去年的400亩，今年已经达到1050亩；同时他们培育出“中科发早粳1号”“中科发早粳25”和“中科发早粳23”等优异品种。这些早粳稻新品系的诞生，可以使优质新米提前两至三个月上市，为我国主粮供应端上“第一碗饭”。

上高县农业农村局粮油站站长陈恒总结了新稻米的六大优势：米质好、耐低温高温、耐涝耐旱、抗倒伏、抗病虫害、抗穗发芽。

陈恒记得，今年6月的一个下午，他和一个种植大户在田间看水稻长势，一场狂风把地头的电动车都刮倒了，中科发早粳稻新品系依然坚挺。“今年水稻成熟期雨水很多，很多早籼稻都出现了穗发芽，但这个系列基本没有。”他说。

推动新标准建立

在7月20日举行的新品种试吃会上，颗粒细长、米粒晶莹的白米饭一出锅，就受到了参会专家的喜爱。农业农村部全国农业技术推广服务中心副主任刘信接连吃了两碗白米饭。“中科发早粳稻米饭有以前的早稻米饭从来没有的香味和嚼劲。”他感慨道。

“2022年3月，我国开始实施新修订的种子法，其初衷是引导农业科技工作者多出好品种、大品种。中科发早粳稻系列品种无疑实现了这个目标。”刘信说。

好的种子只有大面积推广才能发挥其潜在价值。然而，由于一直以来我国种植的双季早稻品种均为籼稻，国家设立的早稻品种审定只有早籼组。2021年“中科发早粳1号”培育成功后，面临无法审定推广的实际困难。

“农业农村部得知早粳稻培育成功后高度重视。”李家洋说。2021年11月，农业农村部种业管理司、全国农业技术推广服务中心等部门有关领导到中国科学院遗传与发育生物学研究所调研，商讨推进优质高产双季早粳稻试验工作方案。

2022年1月，国家农作物品种审定委员会办公室在北京组织稻专业委员会及参与统一试验的有关专家，对《长江中下游双季早粳品种自主试验方案》及《长江中下游双季早粳品种审定标准》进行了论证，一致同意通过该试验方案和品种审定标准。

在连续3年的国家区域试验及多地评比试验示范中，中科发早粳稻新品系均表现优异，即将通过农业农村部审定。这意味着，它们将成为我国率先商业化推广的双季早粳稻新品种。

展望“智能育种”

“上世纪八九十年代，江西省从云南、东北引进了一系列早粳稻品种，但后期的高温使稻米的结实率、抗病性都降低了，而且品质比一般的籼稻还差，几乎没有人愿意吃。”江西省农业农村厅副厅长刘光华在会上回忆说。

他表示，中科发早粳稻新品系把南方抗稻瘟病的长粒粳米和北方早熟、耐寒、抗倒伏、口感好的粳米资源融合在一起，突破了早粳稻育种结实率低、品质变差、产量降低的三大瓶颈，为我国优质稻改良示范指出了新方向。

在“中科发早粳1号”等双季早粳新种质的背后，有着强大的技术支撑——分子设计育种。“作物育种迄今可概括为四个时代：1.0时代是驯化育种、2.0时代是杂交育种、3.0时代是分子标记辅助育种和转基因技术、4.0时代是分子设计育种。”李家洋说。

李家洋带领团队在我国率先建立了植物基因图位克隆技术方法体系，克隆了影响水稻分蘖数目、株高、分蘖角度、穗大小、穗型、茎秆强度等株型特征的一系列重要基因，并在此基础上提出“分子设计育种”的理念。这一技术可以把相关的优势基因按需组合在一起，更快地培育出新品种。

基于此，李家洋团队已培育出40多个国家和省级审定品种，这些品种或面向南北方不同的气候区，或旨在解决病虫害、盐碱地利用等实际问题，推广面积已达数千万亩。

对于下一代育种，李家洋认为，其核心将是“智能育种”——在当前所有育种技术的基础上，融合大数据和更精准的智能技术，根据环境和特定情况，智能地选择所需的功能性状基因进行表达。“比如当作物受到某种病虫害威胁时，可以智能开启抗病基因表达，威胁结束后智能关闭抗病基因表达，从而节省植物的能量。”他说。

随着人工智能技术的进步和人们对植物基因功能的不断发掘，下一个技术时代的大幕拉开之日并不遥远。

来源：中国科学报（2023-07-26 第1版 要闻）

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