優質高產抗病水稻品種資源創新可行性探討

湯玉煊 劉素玲 楚宗艷 吳 超 杜玉蓓

（開封市農林科學研究院，河南開封 475004）

水稻是我國乃至世界的主要糧食作物，全國有60%以上的人口以稻米為主食，在我國糧食生產中具有舉足輕重的地位。2021年中央一號文件強調糧食播種面積和產量要保持基本穩定，確保提高我國糧食總產量，滿足我國人民生活所需和經濟穩定發展需求[1-2]。我國耕地面積有限，進一步擴大糧食種植面積已不現實，唯一的途徑就是提高水稻等糧食作物的單產水平。開封市地處中原，光熱資源豐富，秋季晝夜溫差大，是我國優質水稻的適宜產區，常年種植面積在6 666.67 hm2左右，是開封市主要糧食作物之一。為提高水稻單產水平，改善稻米品質，借助開封市重大科技項目的支持，開展優質高產抗病水稻品種資源創新研究，旨在利用優質高產抗病水稻品種創新資源，加速開封市水稻新品種育種步伐，大力發展水稻生產，提高水稻產量，改善稻米品質，打造開封市“杜良”優質大米知名品牌，對開封市糧食增產、農民增收具有重要作用。

1 研究依據

1.1 我國水稻育種發展趨勢

1974—2018年，全國共審定11 066個水稻品種（根據國家水稻中心數據統計），但真正用于大面積生產的品種極為有限。每年種植面積大于6 667 hm2的品種只有800多個，最大年種植面積達40萬hm2的品種僅55個，其中常規稻品種23個、雜交稻品種32個。在水稻生產過程中，需要更多關注稻米食味品質，以及農藥殘留、重金屬等是否超標，是否綠色等安全性問題，有的細分群體對稻米功能性提出了要求，如低GI值、高維生素含量等。在深加工方面，如米線、嬰幼兒米粉等對品質（對應專用品種）和一致性有較高要求，這就要求在未來水稻育種中要充分考慮供需結構變化，在高產、多抗、廣適的基礎上，將稻米食味品質作為重要目標，兼顧香味、拒重金屬等特性，以及營養和功能需求[3-4]。

1.2 國內外水稻生產發展現狀

我國水稻播種面積僅次于印度，約占世界水稻總面積的1/6，占國內糧食種植面積的27%，平均單產7.05 t/hm2，比世界平均單產高35%左右。稻谷產量居世界第一，約占世界稻谷總產量的32%，占國內糧食總產量的40%左右。截至2019年，我國稻谷總產實現“十六連增”，據國家統計局的數據顯示，我國2019年稻谷產量20960萬t，播種面積2966.7萬hm2，稻谷產量的增加得益于單產水平的提高，產量連續9年穩定在2億t以上。

1.3 國內外稻米市場調查與競爭力預測

1.3.1 國內稻米市場調查與競爭力預測。我國是世界上第二大水稻生產國，水稻總產量世界第一，同時我國也是世界上最大的稻谷消費國。近年來，我國稻谷供需基本平衡、略有缺口。我國是一個擁有14億人口的大國，每年進口稻米300萬t以上。隨著人們生產水平的不斷提高，人們的膳食觀念改變，對大米的品質要求更加嚴格，優質稻米需求量急劇增加。因此，開展優質高產抗病水稻新品種選育，并在生產上推廣應用，是解決我國稻谷缺口、保證糧食安全的有效途徑，在國內市場具有極大的潛力和競爭力[5-6]。

1.3.2 國際稻米市場調查與競爭力預測。2019年聯合國糧農組織的《世界糧食安全和營養狀況》報告顯示，2019年近6.9億人遭受饑餓，與2018年相比增加1 000萬人，與5年前相比增加近6 000萬人。由于氣候變化引起的自然災害，特別是近幾十年來罕見的蝗蟲和草地貪夜蛾等生物災害以及洪澇災害，與仍在蔓延的新冠肺炎疫情等疊加，引發全球性經濟衰退，將使2021年全球的饑餓人數至少新增約8 300萬人。在疫情嚴重的國家與地區，危機波及面更廣，世界對稻谷的需求量將越來越大。在國際市場需求量不斷增加的前提下，隨著我國稻谷及稻米加工生產成本的逐步降低、稻谷品質的逐步改善，選育優質高產抗病水稻新品種，并推廣應用，在國際上將擁有強勁的市場競爭力和廣闊的市場空間。

1.4 研究的創新性與必要性

1.4.1 研究創新性。本研究利用常規育種與分子生物育種技術相結合，通過聚合育種、雜交、回交、復交、測交等手段創造變異，創新培育優質、高產、抗稻瘟病水稻品種資源材料，利用創新材料組配雜交組合系選優質高產抗病水稻新品系（種），有效解決開封市目前抗病、高抗稻瘟病品種少的問題，解決水稻高產與抗病、高產與優質的矛盾[7-8]。

1.4.2 研究必要性。水稻在我國糧食供給量中占據相當大的份額，在世界糧食生產中也占據著重要的地位。近幾年我國糧食供需一直趨于平衡狀態，基本能夠自給，但我國糧食單產的提高進入了一個緩慢時期，提高產量的難度越來越大，如何進一步提高產量成了必須要思考的問題。在我國增加種植面積可能性很小的情況下，依靠科學技術進步，不斷提高水稻等糧食作物單產，是保證我國糧食安全的唯一途徑。

水稻資源創新選育新品種一直是水稻主產區國家一項重要的項目，尤其是人多地少、自然資源短缺的國家更注重水稻高產育種工作。我國水稻育種專家為解決我國人多地少、糧食供給不足的矛盾，也一直致力于水稻高產育種工作，育出了許多高產的水稻新品種，并創造了很多水稻高產的典型，育出的水稻新品種在我國水稻主產區大面積推廣應用，為我國的水稻生產、糧食供給作出了巨大貢獻。然而，就河南省而言，水稻育種力量單薄、分散，研究手段落后，育種研究水平尚低，優質、抗病水稻品種資源狹窄，缺乏優質、抗病、適應性強的超高產優良品種。生產上可供選擇的優質、高產、綜合性狀優良的品種較少，品種更新換代較慢，沿黃稻區急需培育品質優良、高產、抗病、適宜機械化種植的粳稻品種。開展優質高產抗病水稻品種資源創新及新品種選育，對解決河南省優質抗病水稻品種資源狹窄、保證該省糧食安全具有重要作用[9]。

隨著水稻生產水平的不斷提高和氣候環境的不斷變化，水稻病蟲害和自然災害不斷增加，嚴重影響了水稻的生產和發展。同時，隨著生產水平的不斷提高，人們的膳食觀念改變，對大米的品質要求更加嚴格。因此，水稻育種工作在高產的基礎上，優質、抗病已成為生產上急需解決的關鍵問題，也是河南省水稻育種工作者的育種目標。

2 技術路線與關鍵

2.1 技術路線

技術路線如下：引進國內外高產、抗病、優質種質資源材料→利用輻射誘變、分子生物技術，創造優質、高產、抗稻瘟病育種材料→利用目標親本材料組配雜交組合，并通過系統選育培育優質高產抗稻瘟病新品系→對表現好的品系推薦參加河南省水稻中間試驗，報省審定[10]。

2.2 技術關鍵

利用常規育種與分子生物技術育種相結合，通過聚合育種、雜交、回交、復交、測交等手段創造變異，創新培育優質、高產、抗稻瘟病水稻品種資源材料，利用創新材料組配雜交組合，系選優質高產抗病水稻新品系（種）。

3 展望

通過優質高產抗病水稻品種資源創新研究，選育出的適合開封市生產的水稻新品種比生產上推廣的水稻品種在抗病性和抗逆性方面都有明顯提高，可減少使用農藥防病的次數，減少農藥污染和殘留，保護生態環境，保持生態平衡，提高水稻的產量，改善稻米品質，有利于打造開封市“杜良”優質大米知名品牌，對開封市糧食增產、農民增收具有重要作用。

3.1 增強水稻新品種選育和示范推廣力度，提升開封市水稻品質和產量

通過優質高產抗病水稻品種資源創新研究，利用開封市農林科學研究院在水稻育種領域的技術、人才、項目等優勢資源，加速研發適宜開封市種植的優質、抗病、高產水稻新品種，并進行大面積示范推廣。一是依托河南省種子管理站、開封市農業農村局種子管理站等相關單位以及省科技廳、市科技局等有關科技部門給予的政策、項目支持，持續加大優質水稻品種的種質資源收集、引進和篩選力度；二是結合開封市稻農生產實際，在全市范圍內根據種植區域土壤特性，篩選出適合開封市種植的優質、抗病、高產水稻品種，為進一步提升開封市大米品質和產量夯實根基。

3.2 組建產業集團，打造大米特色品牌

通過優質高產抗病水稻品種資源創新研究，依托河南省黃河流域生態保護和高質量發展政策優勢，打好優質水稻新品種“杜良大米”這一特色知名品牌，滿足開封沿黃水稻產業發展需求，組建“開封大米產業集團”，建立以杜良鄉為基地沿黃水稻主產區集休閑餐飲、旅游觀光、品種博覽、生產加工為一體的休閑旅游觀光園區，提高開封市水稻產業發展內涵和商品稻米知名度，延長水稻產業鏈。