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南方农村报

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广东打开水稻育种“芯”思路

国家种质广州野生稻圃的7000份种质资源为水稻育种提供了丰富材料

来源:南方农村报时间:2021年09月25日版次:07

  海水稻种植让盐碱地也能产出优质大米。

  走进广东省农业科学院水稻研究所(以下简称“水稻所”)位于广州白云区的实验基地,映入笔者眼帘的是两幅不同的景象:似火秋阳下,工作人员正在试验田里照看整齐的水稻;一旁的大棚中,一丛丛杂草似的植物养在花盆里,地上已长出细细的青苔。
  “虽然看着不同,但地里的和盆里的都是水稻。”水稻所首席科学家王丰笑着告诉笔者,每一个花盆中都保存着不同的野生稻品种,共同组成了全国规模最大的野生稻种质资源圃——国家种质广州野生稻圃。一盆盆看似不起眼的“杂草”,凝结着数代育种研究人员的心血,也收藏着粮食安全的“密码”。
新型杂交稻高产又好吃
  杂交稻产量高,但“卡脖子”的问题是“不好吃”。如何让不育系同时集成各项优质特性,成了王丰团队育种攻关的课题。
  1996年,王丰开始着手研究食味佳、产量高的杂交水稻品种。凭借多年的种植和科研经验,最终育成聚合了米质、抗性和适应性的优良保持系。
  不过王丰团队认为,材料的食味与粒型尚未达到设计的育种目标。因此,团队再挑选食味外观较好的“米30”进行复合杂交,终于在2007年培育出优质不育系“泰丰A”。“将带有目标性状基因的不同亲本通过分步杂交,逐步使所有目标性状基因聚合到同一个材料中去,这种方法被称为分步杂交聚合。”王丰介绍。
  此外,为保证新品种在不同种植区表现良好,可以应对不同地区的生态条件和稻田病害,团队10余年来往返于广东、江西、湖南等水稻产区,选择病害严重的地点,对早期世代的育种材料进行往返育种。这样,“泰丰A”就对各地的病害都产生了良好的抗性。“这种方法被称为穿梭育种。”王丰解释道。
  分步杂交聚合和穿梭育种两项技术的综合使用,使培育出的“泰丰A”粒型细长、整精米率高、垩白少,实现美观美味的同时保持了杂交稻高产的优势,亩产较普通稻高10%—20%。
分子育种提供全新思路
  “泰丰A”的成功,反映出水稻育种的三大主题:高产、优质、抗病。但病虫害高发,人们消费理念转变等客观情况的变化不断给育种提出新的要求。
  外界环境瞬息万变,若育种专家预判不准,数十年辛劳恐付诸东流。近年来分子育种的出现,则为提高育种效率提供了全新思路。
  今年5月,“温氏杯”广东种业科技创新大比武总决赛上,由中科院院士、华南农业大学教授刘耀光牵头的项目《高效的作物生物技术精准育种平台的开发与应用》一举斩获总冠军。
  刘耀光介绍,通过应用该平台,团队首创了富含花青素的“紫晶米”、富含角黄素与虾青素的“赤晶米”。这意味着通过分子育种方法,大米将不止雪白晶莹一种形态,更多全新品种有望登上消费者的餐桌。
  而无论是传统方式育种,还是分子育种,研发新品种的基因“材料”往往来自野生稻资源。因此,育种开始之前,专业团队往往需要跋山涉水,搜罗适合育种的野生稻材料,花费时间可达数十年。随着国家种质广州野生稻圃建设的不断完善,这一情况得到了改善。
  目前,国家种质广州野生稻圃已扩建至6.3亩,设置普通野生稻、药用野生稻、疣粒野生稻及外引野生稻四个保存区,保存材料超过7000份。“比如,在药用野生稻区保存的材料中,我们已经发现抗稻瘟病和白叶枯病的关键基因。未来,如果病害再发生变异,我们可以及时利用这些基因,加速育种研发进程。”王丰说。
盐碱滩涂地有望变良田
  不久前,当笔者来到江门台山市海宴镇的华侨农场时,一片片新绿正覆盖着往日的荒芜。3年前,广东海洋大学教授陈日胜团队带来了“海水稻”种子,在这片沿海滩涂上垦造水田,并开展海水稻的选育、试验与示范等工作。如今,基地内海水稻种植面积已达4000亩。
  耐盐碱的“海水稻”研发,是近年来水稻育种的热门方向。
  广东省滩涂盐碱地面积达500万亩,粤西等地的农民种植“长毛谷”等耐盐碱水稻的历史已逾百年,这为广东海水稻的研发提供了得天独厚的种质资源优势。
  得益于此,广东耐盐碱水稻的研究历经近40年,除了陈日胜培育的“海稻86”,还推出了“海割”“海红稻”“广红”等多个农家品种。目前,海水稻已可耐受盐度7‰的环境,而陈日胜团队正在培育可以在盐度12‰的环境下种植的海水稻。珠江入海口滩涂的河水盐度通常在10‰之内,海水稻种植前景看好。此外,随着培育出的品种的增多,海水稻也在黑龙江、内蒙古、山东、浙江等13个省份进行了种植推广。   □邵一弘 王彪 许宁宁
  海水稻种植让盐碱地也能产出优质大米。

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