我國(guó)水稻育種的現(xiàn)狀與進(jìn)展

周正平　占小登　沈希宏　曹立勇

近年來(lái)，水稻育種技術(shù)及功能基因組研究的快速發(fā)展，為我國(guó)水稻遺傳育種準(zhǔn)備了大量的有重要利用價(jià)值的基因，水稻育種正邁向設(shè)計(jì)育種的新時(shí)代。目前，我國(guó)水稻育種的現(xiàn)狀及進(jìn)展主要體現(xiàn)在以下方面。

水稻品種數(shù)量井噴、品質(zhì)提升

2014 年后，國(guó)家先后啟用了品種審定的綠色通道和聯(lián)合體試驗(yàn)渠道，品種試驗(yàn)的方式更加多元化，參試品種的數(shù)量因此迅速增加。2016年通過(guò)國(guó)家或省級(jí)審定的水稻品種數(shù)為551個(gè)，2017年為676個(gè)，2018年達(dá)943個(gè)，是2017年審定品種數(shù)的1.40倍，其中，秈稻品種數(shù)增加77.3%，雜交稻品種數(shù)增加71.8%，兩系雜交水稻比重已占審定雜交水稻新品種數(shù)的44.8%。通過(guò)審定品種的品質(zhì)性狀得以改善，2018年268個(gè)國(guó)審品種中，優(yōu)質(zhì)稻占比為50.0%，地方審定品種中優(yōu)質(zhì)稻占比為34.6%;在抗性方面，國(guó)審品種中抗稻瘟病品種的比例相對(duì)較高，有38個(gè)，占比為14.2%，另有抗白葉枯病品種為8個(gè)，抗褐飛虱品種為2個(gè);地方審定水稻品種中有255個(gè)品種具有抗稻瘟病特性，占比37.8%，另有抗白葉枯病品種71個(gè)，抗稻曲病品種57個(gè)，抗紋枯病品種76個(gè)，抗條紋葉枯病品種43個(gè)。

超級(jí)稻實(shí)現(xiàn)第五期育種目標(biāo)

自1996年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部組織實(shí)施“中國(guó)超級(jí)稻”項(xiàng)目以來(lái)，經(jīng)過(guò)廣大科技工作者的協(xié)作攻關(guān)，我國(guó)在超級(jí)稻理論方法、材料創(chuàng)制、品種選育等方面均取得了重大進(jìn)展，育成了一大批超高產(chǎn)品種。當(dāng)前可冠名超級(jí)稻的品種數(shù)目為132個(gè)，其中常規(guī)稻35個(gè)，雜交稻97個(gè)，累計(jì)推廣面積達(dá)7000多萬(wàn)hm2，目前年推廣面積在800萬(wàn)hm2以上。在高產(chǎn)攻關(guān)和生產(chǎn)實(shí)踐中，這些品種均表現(xiàn)出超高產(chǎn)潛力，2016年實(shí)現(xiàn)16t/hm2的第五期育種產(chǎn)量目標(biāo)，為深入實(shí)施“藏糧于技”戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)我國(guó)糧食生產(chǎn)“十四連增”和保障國(guó)家糧食安全提供了科技支撐。

秈粳雜交稻實(shí)現(xiàn)區(qū)域性突破

近年來(lái)，秈粳亞種間雜種優(yōu)勢(shì)利用在長(zhǎng)江中下游稻區(qū)尤其是杭嘉湖地區(qū)發(fā)展迅速。浙江省寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)院和中國(guó)水稻研究所等單位利用粳型不育系與秈粳中間型恢復(fù)系配組， 采用“秈中摻粳”和“粳中摻秈”的策略，選育出“甬優(yōu)”“春優(yōu)”“浙優(yōu)”和“嘉優(yōu)中科”等秈粳亞種間雜交稻，在南方稻區(qū)顯示出良好的發(fā)展勢(shì)頭。截至2018年，先后有38個(gè)組合通過(guò)國(guó)家審定，其中8個(gè)組合被冠名超級(jí)稻，代表性品種甬優(yōu)12累計(jì)推廣面積27.7萬(wàn)hm2。秈粳雜種一代具有營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛、生物學(xué)產(chǎn)量高、莖稈粗壯、抗倒性強(qiáng)、絕對(duì)產(chǎn)量高、增產(chǎn)潛力大等特點(diǎn)。

粳稻雜種優(yōu)勢(shì)利用取得可喜進(jìn)展

在我國(guó)，粳型三系雜交水稻的選育幾乎與秈型三系同時(shí)起步，于1975年實(shí)現(xiàn)三系配套。受品質(zhì)、制種產(chǎn)量和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)等問(wèn)題的影響，雜交粳稻占粳稻種植面積的比例尚不足 3.0%。近年來(lái)，隨著育種技術(shù)的創(chuàng)新，創(chuàng)制了一批具有高異交特性和優(yōu)良品質(zhì)的粳型不育系，如滇榆1號(hào)A、滇尋1號(hào)A、黎榆A、榆密15A等滇型不育系和遼105A、遼30A、遼02A、遼5216A、遼99A、遼11A、遼143A和L6A等BT型不育系，育成了滇雜31、云光12號(hào)、云光14號(hào)、遼優(yōu)9906、遼16優(yōu)06、遼73優(yōu)62、粳優(yōu)558、粳優(yōu)106、粳優(yōu)165、津粳雜2號(hào)、津粳雜4號(hào)、天隆優(yōu)619等抗性強(qiáng)、品質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量高的雜交粳稻新組合，并開始在生產(chǎn)中嶄露頭角。尤其是天隆優(yōu)619的育成，使雜交水稻在寒地種植的夢(mèng)想變成了現(xiàn)實(shí)。天隆優(yōu)619的成功種植和推廣不僅解決了雜交粳稻品質(zhì)較差、制種產(chǎn)量不高不穩(wěn)的技術(shù)難題，還為我國(guó)知名常規(guī)粳稻“稻花香”的更新?lián)Q代提供了新的品種。

分子技術(shù)加速水稻育種精準(zhǔn)化

分子標(biāo)記育種、轉(zhuǎn)基因育種和分子設(shè)計(jì)育種是分子育種的三種主要類型。當(dāng)前，分子標(biāo)記育種已在水稻骨干親本的抗性、品質(zhì)改良方面得到較大程度的應(yīng)用，水稻分子設(shè)計(jì)育種也取得重大突破。鄧興旺等利用可以穩(wěn)定遺傳的隱性雄性核不育材料，通過(guò)轉(zhuǎn)入育性恢復(fù)基因恢復(fù)花粉育性，同時(shí)利用花粉失活（敗育）基因使含轉(zhuǎn)基因成分的花粉失活（敗育），并利用熒光分選技術(shù)快速分離不育系與保持系兩種類型的種子，從而提出“智能不育雜交育種技術(shù)”或“第三代雜交水稻技術(shù)”;中國(guó)水稻研究所聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所對(duì)測(cè)序品種日本晴和9311中的28個(gè)優(yōu)良基因主動(dòng)設(shè)計(jì)，以“特青”作為基因受體，再經(jīng)過(guò)多年的聚合選擇，最后獲得若干份優(yōu)異的后代材料。這些材料充分保留了“特青”的遺傳背景及高產(chǎn)特性，而稻米外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)、口感和風(fēng)味等均顯著改良，所配組的雜交稻品質(zhì)也顯著提高。該研究結(jié)果對(duì)于推動(dòng)水稻傳統(tǒng)育種向高效、精準(zhǔn)、定向的分子設(shè)計(jì)育種轉(zhuǎn)變具有指導(dǎo)意義。

（節(jié)選自《中國(guó)稻米》2019年5期《我國(guó)水稻育種發(fā)展現(xiàn)狀、展望及對(duì)策》，有刪改）