雜交水稻：一粒種子貢獻大

朱英國+李陽生

雜交水稻技術發明是中國現代科技史上的重大事件。我國水稻雜交的優勢利用一直處在世界領先地位。20世紀70年代初，以袁隆平為首的研究團隊成功培育出三系雜交水稻，并于1976年大面積應用于生產，實現了水稻雜種優勢利用的重大突破。在實現三系配套后，朱英國院士與袁隆平院士等水稻育種專家相互支持、協作攻關，經40多年艱苦跋涉，攻克了紅蓮、馬協、兩系雜交稻的一系列科學問題，終使科研成果從實驗室走向農田，并在國內外廣泛推廣應用。雜交水稻的廣泛應用大幅度提高了水稻產量，比常規優良品種增產約20%，已在我國累計推廣60多億畝，增產稻谷6000多億公斤，每年增產的糧食可多養活7000多萬人口，為解決我國糧食自給難題做出了不可磨滅的貢獻，還將成為國家“一帶一路”戰略重要的農業輸出技術之一，走向世界，造福人類。

雜交水稻為我國和世界糧食安全做出巨大貢獻

民以食為天。水稻是我國最重要的口糧作物，我國60%以上人口以稻米為主食。穩步提高水稻生產能力，滿足人口增加和人民生活水平提高對糧食消費的剛性需求，是關系我國國家自立、社會穩定、人民健康和國民經濟發展的全局性重大戰略問題。2013年習近平總書記在視察武漢大學雜交水稻育種基地時指出“糧食安全要靠自己”。“把飯碗牢牢端在自己手上”是我國長期堅持的基本方針。

雜交水稻是我國具有自主知識產權、享譽世界的一項重大發明，被世界稱之為“東方魔稻”、中華民族的“第五大發明”。作為三系雜交稻獨特的類型，與野敗型雜交稻存在明顯不同的紅蓮型雜交水稻，經朱英國院士團隊長期努力和系統研究，形成了基礎研究、應用研究和產業化緊密結合的創新研究模式。紅蓮型雜交稻已大面積應用于生產，其顯著特點是：產量高，米質優，產業化成本低，適應性廣，綜合抗性強，耐高溫，氮肥利用效率高，兼有雜交稻和常規稻的優點，代表雜交水稻發展的新方向，有利于推動水稻產業的升級轉型和雜交水稻可持續發展。

在三系雜交稻育種技術不斷完善之際，湖北光敏雄性核不育水稻的發現又為更高產、更簡便的兩系雜交稻的發展創造了條件。在國家強有力的支持下，經全國科技工作者近20年的協作攻關，兩系法雜交稻實現了從科學設想到大面積推廣應用的跨越式發展。兩系法雜交稻成為理想株型塑造與強雜種優勢利用的主要載體，由此實現了超級雜交稻畝產700公斤、800公斤、900公斤和1000公斤的連續跨越。在雜交水稻發展過程中，雜交水稻科研群體形成了“雜交水稻”精神，將激勵我國科技界不斷創新、勇攀高峰。

雜交水稻也被世界糧農組織列為解決世界上糧食短缺國家的首選技術。亞洲國家，如印度、越南、菲律賓、孟加拉國、巴基斯坦等國已經大面積種植中國雜交水稻。2012年中國的雜交稻在印度、越南、菲律賓、印度尼西亞、孟加拉國、巴基斯坦、美國等國推廣面積達到7800萬畝，平均畝產比當地常規品種提高150公斤左右。近幾年，中國雜交水稻在非洲的幾內亞、馬里、贊比亞、塞拉利昂、馬達加斯加、利比亞、尼日利亞等國試種，增產效果顯著，推廣應用潛力巨大。雜交水稻走向世界，不僅為解決世界糧食短缺發揮越來越重要的作用，也擴大了中國在世界的影響力，改善了中國與世界各國的關系，發揮中國科技外交的作用。

雜交水稻研究與發展中面臨的問題

在全球經濟一體化、我國經濟發展進入新常態的新形勢下，我國農村社會和經濟格局發生劇烈變化，農村勞動力大量轉移到城市，從事水稻生產的勞動力數量和質量急劇下滑，水稻生產的環境和條件出現了一些前所未見的嚴峻形勢，雜交水稻發展面臨著許多重大挑戰：

第一，非生物和生物逆境脅迫影響雜交水稻的發展。由于全球氣候變化，極端氣候現象出現頻率增加，高溫、干旱、低溫、澇漬等自然災害頻繁發生，如2014年8月初長江中下游持續陰雨低溫天氣，兩系雜交稻制種基地鹽城等地區出現23℃以下低溫，兩系雜交稻制種正處于母本育性轉換敏感期，持續低溫不僅造成了兩系不育系育性轉換，嚴重影響兩系雜交稻的種子質量，而且還誘發大面積發生稻瘟病、稻曲病，導致水稻減產。

第二，農業生產方式變化急需雜交水稻的發展。傳統水稻種植方式已不能適應新形勢變化，取而代之將是水稻輕簡化栽培和機械化。輕簡化栽培技術包括免耕、直播、拋秧等較常規水稻生產節省工序的生產方式;水稻生產全程機械化包括水稻育秧、稻田耕整、移栽、田間管理、收獲、風曬、儲藏機械化。目前，雜交水稻制種自播種至收獲完全靠人工操作，工序繁雜，致使成本居高不下，種子價格和種子質量已嚴重影響雜交水稻的種植面積。因此，選育能機械化制種，生產又適應機械化、輕簡化栽培的雜交稻新品種是順應水稻生產方式變化急需解決的問題。

第三，種業安全鞭策雜交水稻的發展。我國雜交水稻研究與推廣在世界一直處于領先地位，但與西方發達國家相比，雜交水稻產業集約化和機械化程度并不高，雜交水稻種業發展仍處于初級階段，商業化科研體制機制尚未建立，科研與生產脫節，育種方法、技術和模式落后。隨著全球化進程加快、種業市場開放程度加大，國外種子壟斷企業將介入我國水稻種子市場，它們將憑借人才、技術、資金、組織、經營和管理上的優勢，不斷蠶食中國農作物種業市場。如果我國主要農作物種業受制于人，糧食生產安全將無從談起。

第四，雜交水稻精神呼喚農業科研體制的改革。我國的雜交水稻研究和利用一直保持著雜交水稻育種研究領域的國際領先地位。然而，現有農業科研體制存在的問題也表現在雜交水稻研究中。雜交水稻育種研究主要集中在大學、各級行政管轄的科研機構。科研機構中以小作坊式的課題組為單位，各自為戰;由于課題組的研究力量、種質資源、條件體系十分有限，一般做些低水平重復研究，缺乏協作和資源共享，面對雜交水稻的重大科學技術問題往往束手無策。

第五，基礎研究薄弱制約雜交水稻的發展。目前我國水稻育種主流技術仍采用傳統的基于表型選擇的經驗式育種，效率低且準確性差，很難將病蟲害抗性、不良環境適應性與高產、優質結合起來，難以育成理想的水稻恢復系、不育系和突破性的高產優質、廣適高效、綠色生態的雜交水稻新品種。現階段雜交水稻品種還不能很好適應機械化制種和水稻生產全程機械化操作，生產效率有待提高，難以滿足未來水稻生產方式的需求。

開展協同創新，全面提升雜交水稻的產業

雜交水稻發展處于從量變到質變的重要轉折點，雜交水稻發展所面臨的重大科學問題以及其他制約因素是任何一家單位都無法單獨解決的。必須協同創新，組建“雜交水稻協同創新中心”，構建適應時代發展要求的雜交水稻育種體系，實現雜交水稻種子產業和糧食生產的再次飛躍。2012年初，由武漢大學朱英國院士提議并組織長江流域的武漢大學、南京農業大學、四川農業大學、雜交水稻國家重點實驗室、中國水稻研究所等單位，以及國內外知名的雜交水稻專家共同成立雜交水稻協同創新中心，并得到了大北農科技集團股份有限公司和袁隆平農業高科技股份有限公司的積極響應和全力支持。

協同創新中心的發展目標體現在三方面：一是構建新的雜交水稻種業科技創新體系。組建以院士為學術帶頭人、千人計劃和特聘教授為骨干的國際一流雜交水稻創新團隊，多元投入構建條件一流、運行高效的雜交水稻創新研究平臺。二是產生一批原創性、標志性重大成果。在基因鑒定、種質創新、品種設計與選育、產業化技術上實現重大突破;加快選育一批優質、抗性強、適應不同生態環境、適應機械化制種，能輕簡化、機械化栽培的高產高效雜交水稻新品種，形成配套栽培與植保技術規程，實現新一輪品種的更新換代。三是構建適應現代農村發展的雜交水稻產業新體系。形成政府部門引導，企業具體承擔、重點農戶為骨干，以點帶面的雜交水稻新種子和新技術示范推廣模式，促進雜交水稻種子產業和水稻生產的集約化和機械化。

（作者分別為中國工程院院士、武漢大學教授、博士生導師，武漢大學生命科學學院博士、教授）endprint