黃淮地區超級稻育種與產業化發展

李 璐，殷春淵，王書玉＊，薛應征，劉賀梅，孫建權，胡秀明，王和樂

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

1 超級稻育種概況

1.1 國內外超級稻研究歷程

20世紀80年代初，國內外的一些育種家試圖通過利用現代生物技術開展水稻超高產育種。1981年，日本農林水產省組織日本主要國立育種機構，提出了世界上最早的“水稻超高產育種計劃”，并實施了“超高產水稻開發及栽培技術的確立”的大型合作研究項目，旨在通過秈粳雜交選育出產量潛力高的新品種，最終實現水稻單產增長50%的超高產目標；20世紀80年代中期，中國開始組織水稻的超高產研究。1996年，農業部啟動了“中國超級稻選育及栽培體系”研究項目，旨在選育出增產幅度達30%以上的超級稻品種（組合）；20世紀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量潛力的“超級稻”育種，計劃到2005年育成單產潛力達13～15t／hm2的超級稻品種。2002年日本科學家發現了引發“綠色革命”的半矮稈基因SDI，其突變使植株矮化，將世界的水稻產量提高一倍，對中國水稻的貢獻率達30%以上。

中國工程院院士袁隆平及其團隊，十余年來一直致力于超高產育種研究，并制定了“超級稻育種計劃”，具體分三期實施：第一期每667m2最高產量達到700 kg，已在2000年如期實現；第二期每667m2產量達到800kg，于2004年實現，比計劃提前一年；2011年9月袁隆平院士指導的超級稻第三期目標每667m2產量900kg高產攻關獲得成功，隆回縣大面積（百畝）試驗田每667m2產量達到926.6kg，每667m2產量1000kg的第四期超級稻育種目標也已經啟動。

1.2 河南省超級稻育種進展

水稻是河南省第三大糧食作物，河南省地處黃淮平原，沿黃稻區氣候條件和生態條件適宜于生產優質稻米。從河南省的水稻生產形勢來看，水稻育種以常規育種為主，立足于在有限的生態區域內通過種植常規水稻品種來滿足大米消費。超級稻育種技術還相對落后，其單位面積的產量相對較低，每667m2平均產量為600 kg左右。從生態條件和水稻的產量潛力來看，黃河稻作區由于8～9月份具有比較大的晝夜溫差而更有利于超級稻產量優勢潛力的充分發揮，增產潛力有待于進一步挖掘。

近幾年來，隨著育種技術的不斷提高，河南省超級稻育種采用“理想株型塑造與強雜種優勢利用相結合”的中國超級稻育種技術路線，引進不同生態區的優良種質資源，通過秈粳交和擴大雙親的遺傳多樣性，以提高水稻生物學產量為基礎進行理想株型塑造，選育出了適合黃淮生態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，填補了河南省超級稻生產領域的空白，標志著河南省超級稻育種技術有了新的突破。

1.2.1 超級稻新稻18號的選育 新稻18號是河南省新鄉市農科院選育的超級粳稻新品種。2008年8月通過國家農作物品種審定委員會審定（審定編號：2008028），2008年9月獲農業部植物新品種權授權（品種權號CNA20050782.6），2010年1月通過農業部超級稻品種確認，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，然后進行混選；1997～1999年分別種植F2～F4，進行逐代混選；2000年種植F5，選擇單株，2001年繼續種植F6，進行單選；2002年種植F7，從28個株行中確定一株行升為新品系，2003年進入新鄉市農科所新品系觀察鑒定圃，根據其當年的種植編號取名為新稻03G25；2004年該品系參加河南省預備試驗，2005－2007年參加河南省和國家區域、生產試驗。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號的三項典型農藝特性

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

二是產量水平高。2006－2007年新稻18號參加國家區域、生產試驗，兩年3組次試驗每667m2產量分別為628.3kg、640.4kg和579.2kg，比對照豫粳6號分別增產13.5%、17.6%和12.3%，平均增產14.5%。2005－2006年參加河南省區域、生產試驗，兩年3組次試驗，所有試點均表現增產，每667m2平均產量593.6kg、613.7kg和579.2kg，比對照豫粳6號增產11.0%、14.9%和10.2%。在生產上良種良法配套一般每667m2產量650～700kg，最高達750kg以上。2008年10月9日，河南省農業廳組織專家對位于獲嘉縣亢村鎮的新稻18號（百畝）示范方進行驗收，每667m2產量實收788.5kg。2009年11月3日，農業部科教司組織專家對江蘇東辛農場新稻18號（千畝連片）的核心示范方（百畝）進行實收實打計產驗收，每667m2平均產量為807.8kg，比國家北方超級稻產量指標（每667m2產量780kg）高出27.8kg。

三是米質優。2009年河南省農業技術推廣總站送樣，農業部食品質量監督檢驗測試中心（武漢）檢測，新稻18號各項品質指標為：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。米質綜評達GB／T17891－1999優2級。

四是抗病性強。由江蘇省農科院植保所鑒定，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抗病，為0級；對穗頸瘟表現中抗，為2級。對紋枯病表現為抗病。據河南省農科院植保所鑒定和大田調查，新稻18號對條紋葉枯病的抗性顯著好于絕大多數生產應用品種及新品種（系），表現為高抗。

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

2 超級稻產業化發展

2.1 以超級稻為主線帶動水稻產業化發展

水稻產業化，就是將水稻從品種 （組合）選育－種子生產－品種推廣－稻米開發形成一體化產業。其主要由品種 （組合）條件、生產條件和市場條件三方面的要素構成；良種是基礎，市場需求是前提，規模化生產是保證。而超級稻產業化發展是帶動水稻產業化進程的主力軍。2004年，農業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、穩定水稻總產、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能力與成果轉化能力的重要舉措，也是實現農業增效和農民增收的有效途徑。針對當前超級稻示范與推廣工作的重點，我們要以超級稻為主線，帶動優質水稻產業的發展。

2.2 資源優勢與當地主導產業對接

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越條件，所產大米獨具特色，晶瑩剔透，色分黑、白、紅、綠，形有長、短、粗、瘦，因土壤獨特、無公害種植、天然灌溉、品質優良而名聞遐邇，被譽為中國第一米的“原陽大米”獲地理標志產品認證，譽滿全國。

黃淮粳稻區（豫、魯中南、蘇北、皖北）粳稻面積133多萬hm2，河南省沿黃粳稻區是其一部分。整個黃淮粳稻區生產條件、生態類型基本相同，品種、技術通用，如豫粳6號長期作為黃淮稻區當家品種，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。目前，超級粳稻新品種新稻18號正日益成為黃淮稻區當家品種。

河南敦煌種業新科種子有限公司及其前身河南新科種子有限公司、新鄉市農科院科技開發中心等從事水稻種子生產經營業務已有20多年歷史。近幾年，以稻米產業化經營為突破口，著力加強龍頭企業、生產基地、市場體系和質量體系“四項建設”，堅持龍頭企業帶動、基地形成規模、政策資金扶持、經紀人隊伍促進、建立市場帶基地、基地促市場的發展模式，稻米生產由過去的品種雜亂、粗放種植、大袋銷售改變為品種優良、無公害種植、標準化管理、精細加工、精美包裝，更好地適應了市場的需求，穩定了種植規模。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、河北南部、陜西西安等，極大促進了當地主導產業的快速發展。

2.3 區域化種植與開發規模

水稻是區域性較強的作物，因此，加大優質稻示范推廣是提高開發力度的前提，河南省培育的超級稻新稻18號具有適應性強，適宜范圍廣等特點。在國家轉化資金項目的支持下，新稻18號在示范與推廣應用上也獨具規模。通過建立核心示范點和技術營銷網點，進行高產攻關、試驗研究、現場觀摩和技術培訓，達到了以點帶面的轉化效果，使新稻18號品種迅速在生產上推廣應用。2007－2010年，新稻18號在黃淮稻區累計推廣種植達33.7萬hm2，增產稻谷約4.1億kg，新增社會經濟效益12.3億元。隨著新稻18號大面積推廣應用，將促進農業生產健康發展，其社會效益更為顯著。隨著開發規模的不斷擴大，超級稻生態育種技術的日益完善，優質稻生產區劃要逐漸打破區域界限，按有效的自然資源配置種植集中連片，在同季作物當中表現較強的環境優勢，縮小其他作物的種植面積，擴大水稻種植面積，形成規模，集中力量建設一批優質稻米生產基地。經過努力，力爭形成幾個或幾十個連片（萬畝）的超級稻種植區。

3 發展優質稻米產業的關鍵

3.1 加強種質資源創新，培育高產優質水稻新品種

20世紀60～70年代，水稻因矮稈基因引發的第一次綠色革命，野敗型不育基因引發的水稻“三系”法雜種優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的發掘及其在生產上的有效利用。因此，發掘、研究和利用新的種質資源將是水稻育種再次取得突破的重要基礎。加強新資源的研究，并重視與育種工作的緊密結合，利用現代生物技術，發掘與利用地方品種或野生稻種質中的耐逆、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 加強高產優質配套栽培技術研究

每一品種的選育，只有配以適宜的栽培技術，其產量潛力才能得以充分體現，稻米品質更是一個復雜的性狀，既受遺傳因子的影響，也受栽培、環境、加工等因素的制約，年度間變異較大。超級稻栽培應采用水稻“精苗穩前、控蘗優中、大穗強后”的超高產精確定量栽培模式，充分利用當地氣候、土壤、水等資源的優勢。在選用超級稻的基礎上，實現水稻超高產。同時，水稻超高產栽培還需要在宏觀上利用“3S”計算機模擬的精確農業技術，將定性研究與定量測定相結合；在微觀上利用分子生物學手段研究植物激素、信號傳導與基因調節的內在聯系，將傳統的精耕細作栽培與現代的分子栽培有機相結合，以達到水稻穩定持續高產。

3.3 加強政府引導和扶持，促進稻米產業化進程

優質米產業化的主體是企業，同時也涉及多部門和多學科之間的緊密協作，因此，優質米的產業化必須由各級政府部門出面組織、協調，政府一方面要積極引導鼓勵支持大型種業企業與農業科研育種機構合作育種，開發自主品種，以增強其市場競爭力；另一方面應積極制定一系列相關的農業優惠政策，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、繁及良種推廣補貼、安全生產及標準化調優技術的研制與推廣應用、產業基地建設的宣傳培訓、市場信息服務，有計劃、有重點地發展當地的主導產業，促使河南省稻米產業化健康、快速發展，為提高農民收入、實現農業增效做出更大貢獻。

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