運用TRIZ創新方法選育抗逆型優質稻品種

閔 軍，羅赫榮，段永紅，戴健華，黃 英

（湖南省農業科學院，湖南 長沙 410125）

20 世紀40年代蘇聯發明家根里奇·阿奇舒勒，通過對250 多萬份高水平發明專利分析研究，總結出的技術發展進化遵循規律模式，揭示了隱藏在發明背后的規律，提出了一種系統化的技術創新方法論，即TRIZ 創新理論。它不但有完整的理論體系，專注于工程技術領域，而且已向自然科學、社會科學、管理科學、生物科學等領域發展，用于指導解決各領域所遇到的問題。在農業技術領域TRIZ 創新理論同樣也具有其指導性。TRIZ 創新理論包含40 個發明原理和39 個通用工程參數，它能為產品創新設計提供方向性、有序性和可操作性[1]，成為當今世界所公認的指導創新的最佳工具。

建設創新型國家，科技是創新的核心。“自主創新，方法先行”，創新方法是自主創新的根本之源。2008年，國家科學技術部、發展改革委、教育部、中國科協等4 部門聯合發布了《關于加強創新方法工作的若干意見》，實施推廣應用TRIZ 理論等創新方法，推動企業技術創新，解決生產活動中的技術矛盾問題，使我國從“中國制造”向“中國設計”、“中國創造”發展，建設創新型國家。為使TRIZ 在農業科研領域盡快產生效應，湖南省農業科學院水稻研究所對抗逆型優質秈稻的選育開展研究，旨在運用TRIZ 創新方法解決生產中優質稻品種的抗逆性差的問題。

1 TRIZ 創新方法原理

TRIZ 意譯為發明問題的解決理論。TRIZ 理論成功地揭示了創造發明的內在規律和原理，著力于澄清和強調系統中存在的矛盾，其目標是完全解決矛盾，獲得最終的理想解。TRIZ 理論是基于技術的發展演化規律研究整個設計與開發過程，而不再是隨機的行為。實踐證明，運用TRIZ 理論，可大大加快人們創造發明的進程而且能得到高質量的創新產品[2]。TRIZ 創新方法解決技術矛盾問題的思路是，將一個需要解決的問題分析出矛盾問題所在，并表達為已確定的TRIZ 問題模型，利用TRIZ 中的工具獲得TRIZ 的解決方案模型，然后再將TRIZ的解決方案模型轉化為具體問題的最終解決方案。

2 抗逆型優質稻育種中TRIZ 創新方法的運用

2.1 育種創新思路

生產上特別需要抗逆性強的優質稻品種。目前，我國大面積推廣的優質稻品種一般抗逆性較差，而抗逆性強的品種稻米品質又較差。因此，應從加強優質稻品種的抗逆性著手，使選育的優質稻品種在生產過程中既能達到優質稻米質量標準，又能表現良好的抗逆性，在選送參加各類鑒定試驗，通過省級或國家級審定后再進一步推廣應用。這個過程需要分兩步走，首先選定稻米品質優良的親本與抗逆性強的親本雜交，根據稻米品質選育出稻米品質優良的新材料，然后再對定型的材料進行不同類型與程度的抗逆性鑒定試驗，選取抗逆性表現良好的優質稻材料。

2.2 確定技術沖突問題

優質稻品種的稻米質量指標要達NY/T 593-2002《食用品種品質》規定的三等以上標準，或被湖南省農業廳評選為三等以上優質稻品種，方可被認定為湖南省優質稻。抗逆性至少需要達到《湖南省水稻品種審定規范》（試行，2009年5月7日）的品種審定標準。優質稻品種選育的矛盾問題即米質優良和抗逆性差的問題。運用TRIZ 創新理論和方法進行研究與分析，矛盾問題涉及到2 個不同參數，確定為技術沖突，對于技術沖突可以使用TRIZ 的沖突矩陣所推薦的發明原理來解決。

2.3 應用TRIZ 的沖突模型

確定技術沖突后，可應用TRIZ 技術沖突模型來解決優質稻選育方法帶來的沖突問題（圖1）。

圖1 沖突模型

2.4 選擇發明原理

確定水稻育種領域中存在的問題：在這個系統中，拋開其他影響因子，特別關注米質和抗逆性，即特別關注米質優良和抗逆性差的問題。通過分析，用TRIZ 創新方法中的39 個通用工程參數描述沖突，改善的參數為系統的復雜性，惡化的參數為可靠性。解決技術沖突，使用TRIZ 的沖突解決矩陣，選擇40 條發明原理中的分割（第1 條）、反向作用（第13 條）、參數變化（第35 條）[3]。

2.4.1 分 割 分割原理是指將一個物體分成相互獨立的部分，使物體分成容易組裝及拆卸的部分，增加物體獨立部分的程度。選育抗逆性強的優質稻新品種需要把抗逆性與稻米優質分開，一方面需要使水稻新材料達到優質，另一方面需要增強選育的材料的抗逆性。優質方面可以通過增注香味、減少堊白、提高透明度等方法使選育的水稻新品種品質提升；抗逆性方面可以把材料分為抗稻瘟病、抗白葉枯病、抗稻曲病、耐高溫、耐低溫等不同的類型，首先分割成多個獨立選育系統，然后通過多次雜交來聚合，從而使選育的優質稻品種在不同類型的抗逆性方面得到加強。

2.4.2 反向作用 反向作用原理是指用與原來相反的動作達到相同的目的，把物體（過程）倒過來，讓物體或環境可動部分不動，不動部分可動，將物體上下顛倒或內外翻轉。傳統的抗逆性優質稻品種選育方法首先考慮的是材料稻米是否優良，一般以優質稻材料為雜交的主體（母本）。基于反向作用原理，抗逆型高檔優質稻品種的選育方法可以反向思維，先選擇抗逆性好的材料，再考慮選育材料的稻米是否優良的問題。因此，在選擇父、母本時，可以把特殊抗逆性強的雜交的主體作為母本，稻米優質材料作為父本，這樣可能更有利于優良品種的成功選育。

2.4.3 參數變化 參數變化原理是指改變物態體的物理狀態，改變物體的濃度或粘度，改變系統的柔性，改變溫度或體積等參數。基于參數變化原理，在抗逆型優質水稻選育過程中，在抗逆性鑒定參數的設定方面可以適度加壓限量，如穗期抗高溫傳統指標35℃可以設定上限為38℃，開花期抗低溫傳統指標23℃可以設定下限為21℃，稻瘟病抗性穗瘟鑒定指標7.0 級可以設定下限至6.0 級等。這樣變化參數加壓選育的品種適應性更佳、抗逆性更強。

3 運用TRIZ 創新方法選育抗逆型優質稻品種的實例分析

3.1 創香5 號的選育

運用TRIZ 創新方法選育抗逆型優質稻品種，通過分割、反向作用、參數變化原理分析，找到了抗逆型高檔優質稻品種的領域解，可以作為技術沖突的解決方案。利用反向原理選用抗逆性強的品種“巴西IAPAR－9”作為母本，利用分割原理選用多次聚合雜交而成的“明恢63/湘晚秈13 號”作為父本，在定向選育中，利用參數變化原理把抗高溫溫度指標調至38℃，耐低溫指標調至20℃，抗稻曲病抗性調至2 級，最后成功選育了優質稻品種“創香5 號”，2011年通過湖南省農作物品種審定委員會審定（湘審稻2011023）[3]。其具體選育路線如下（圖2）。

圖2 創香5 號選育路線

3.2 創香5 號的主要特征特性[4]

3.2.1 產 量 創香5 號區試平均單產達538.77 kg/667m2，比對照汕優63 減產0.35%，日產量4.54 kg，比對照高0.14 kg。

3.2.2 米 質 經農業部稻米及制品質量監督檢驗測試中心檢測：該品種糙米率80.5%、精米率72.0%、整精米率62.3%、粒長7.4 mm、長寬比3.4、堊白粒率6%、堊白度0.8%、透明度2 級、堿消值6.6、膠稠度78 mm、直鏈錠粉14.9%、蛋白質11.3%，被評選為二等優質稻品種，大米具有茉莉花香味。

3.2.3 生育期 創香5 號區試全生育期平均為118.8 d，比對照汕優63 短4.4 d。大面積種植，作一季晚稻栽培比汕優63 短4～6 d；作連晚栽培比湘晚秈13 號短2～3 d。

3.2.4 抗逆性 湖南省區試鑒定：該品種葉稻瘟平均4.1 級，稻穗頸瘟平均8.0 級，稻瘟病抗性綜合指數5.5；白葉枯病3 級；稻曲病2 級。耐高低溫和抗倒的能力強。

3.2.5 農藝性狀 創香5 號株高110 cm 左右，湖南省區試結果:有效穗16.8 萬穗/667m2，每穗總粒數133.4 粒，結實率85.7%，千粒重28.3 g。

4 小 結

TRIZ 理論被稱為發明問題解決理論，能幫助研發人員解決困難問題，從而排除產品或過程創新中的障礙，在世界上被稱為“神奇點金術”。自2006年開始，該方法在我國通過省市創新方法應用試點，已經成功解決了不少難題。TRIZ 在農業技術上的應用是個全新的領域。我國的優質水稻品種選育研究時間長，但選育方法進步程度不大，如果將TRIZ 理論運用到水稻新品種選育工作中，即可突破原定式思維，快速找到解決問題的方案，達到事半功倍的效果。

[1]王瑞英，伊力特，白晨亮.TRIZ 創新方法的運用——提高水資源利用率的研究[J].內蒙古科技與經濟，2011，（14）：58-59.

[2]檀潤華.TRIZ 及應用：技術創新過程和方法[M].北京：高等教育出版社，2010.

[3]劉訓濤，曹 賀，陳國晶.TRIZ 理論及應用[M].北京：北京大學出版社，2011.

[4]黎用朝，閔 軍，李小湘，等.抗逆型高檔優質秈稻新品種創香5 號的選育[J].中國稻米，2012，18（1）：61-62，64.