江蘇水稻南繁選育現(xiàn)狀、存在問題及思考建議

陳斌

（江蘇省種子南繁南鑒站，南京 210017）

水稻是江蘇第一大糧食作物，常年種植面積約220 萬hm2，總產(chǎn)約195 億kg，面積和產(chǎn)量居全國第6 位和第4 位，是我國南方最大的粳稻主產(chǎn)區(qū)[1]。經(jīng)過多年南繁成果的轉(zhuǎn)化，江蘇水稻單產(chǎn)不斷取得新突破，2019 年粳稻平均產(chǎn)量達(dá)到615.3kg[1]，這些成績(jī)的取得與南繁有著千絲萬縷的關(guān)系。開展水稻南繁已成為育種工作的重要一環(huán)，主要是在秋冬季節(jié)利用海南天然的溫度條件優(yōu)勢(shì)，將水稻育種材料帶到海南田間進(jìn)行加代繁殖，原來在北方只能種1 季的水稻品種，到了海南可以種植2～3 季，從而縮短品種選育的年限，加快優(yōu)質(zhì)水稻品種選育的速度。江蘇每年有一批水稻育種科研人員到南繁基地進(jìn)行水稻研究工作。據(jù)江蘇省種子南繁南鑒站統(tǒng)計(jì)，2021 年江蘇有53 家南繁單位（含課題組），近200名科研人員到海南從事南繁活動(dòng)，主要是利用海南三亞、陵水、樂東的典型熱帶氣候資源、種質(zhì)資源以及優(yōu)質(zhì)生態(tài)條件，來進(jìn)行基礎(chǔ)研究、水稻品種選育和種子質(zhì)量鑒定等工作。

1 水稻南繁取得的成效

近年來，在南繁科研工作者堅(jiān)持不懈努力下，通過每年到海南進(jìn)行南繁加代繁殖，創(chuàng)制和收集了新的水稻種質(zhì)資源材料，選育出一批產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)且具有代表性的粳稻和雜交稻品種，并在江蘇大面積投入生產(chǎn)和應(yīng)用，有效推進(jìn)了江蘇水稻產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，為水稻生產(chǎn)水平的提高奠定了基礎(chǔ)。

1.1 加快水稻新品種培育速度因海南氣候條件獨(dú)特，所以在不受季節(jié)氣候條件影響下，江蘇水稻通過南繁加快了新品種選育進(jìn)度，縮短了育種周期，先后育成了一批優(yōu)良的秈稻和粳稻新品種，如兩優(yōu)培九、特優(yōu)559、豐優(yōu)香占等雜交秈稻讓江蘇成為南方雜交秈稻的主要輸出省之一，武運(yùn)粳3 號(hào)、武運(yùn)粳7 號(hào)、徐稻8 號(hào)、蘇香粳100、南粳9018、南粳46 等粳稻品種的選育不僅推動(dòng)了江蘇粳稻品種升級(jí)，還推動(dòng)了粳稻米質(zhì)不斷升級(jí)。2016-2021 年江蘇審定品種數(shù)量達(dá)到481個(gè)（表1），其中水稻審定數(shù)量為210個(gè)，占比達(dá)43.7%，這些水稻品種有95%以上是通過南繁加代選育的。

表1 2016-2021 年江蘇審定品種數(shù)量

1.2 糧食安全得到有效保障隨著人類社會(huì)科學(xué)進(jìn)步和發(fā)展，國家安全的范圍也越來越廣泛，相比其他的安全，糧食安全是根本，是保證其他安全的基礎(chǔ)，也是社會(huì)穩(wěn)定和國家自立的全局性重大戰(zhàn)略問題。水稻通過在南繁加代選育，不僅縮短了品種培育的時(shí)間，還增強(qiáng)了品種的適應(yīng)性、抗逆性，保障了品種能大范圍安全推廣及生產(chǎn)[2]。近幾年，海南南繁基地常年水稻制種面積超過1.4 萬hm2，年生產(chǎn)種子約4500 萬kg，相當(dāng)于全國雜交水稻需種量的20%以上，水稻南繁發(fā)揮著無可替代的種子供應(yīng)調(diào)節(jié)作用，這才讓中國人把飯碗端得更牢。

1.3 加快水稻種質(zhì)資源收集利用據(jù)南繁種業(yè)管理數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019 年江蘇南繁科研育種材料數(shù)量有18.6 萬份，其中科研院校10.2 萬份、種子企業(yè)8.4 萬份，這些材料通過南繁加代繁殖，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護(hù)與利用，篩選出一批優(yōu)質(zhì)的種質(zhì)資源，增加了高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗及其他抗逆基因資源數(shù)量。水稻南繁在品種抗性選育上也有所突破，解決了部分品種抗性的問題，并收集到一批抗稻瘟病種質(zhì)資源，目前已育成中抗稻瘟病品種（系）12個(gè)[3]。

2 存在的不足

雖然江蘇水稻通過南繁在單產(chǎn)和品質(zhì)上得到提高，但也面臨著一些問題，如水稻育種技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用不夠，優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源的收集和利用緩慢，缺少優(yōu)質(zhì)高效和綠色輕簡(jiǎn)水稻新品種以及南繁科研人才和平臺(tái)建設(shè)薄弱等問題。

2.1 水稻育種技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用不夠目前江蘇水稻南繁品種選育以科研院校為主，且多數(shù)是采用課題組的形式，造成組織化和規(guī)?；潭容^低。種子企業(yè)科研主體整體實(shí)力也相對(duì)較弱，創(chuàng)新能力受限，造成部分南繁單位在水稻育種中對(duì)新理論和新方法認(rèn)識(shí)不夠，分子生物育種手段及技術(shù)應(yīng)用率低，多數(shù)還是傳統(tǒng)的選育方法，依賴于表現(xiàn)型的選擇和育種家的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選育，所以形成市場(chǎng)上同質(zhì)化品種多、突破品種少的局面，根源在于育種技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用不夠?qū)е路N質(zhì)資源鑒定、優(yōu)良基因發(fā)掘、新材料創(chuàng)制等進(jìn)展緩慢。

2.2 水稻種質(zhì)資源創(chuàng)制應(yīng)用緩慢種質(zhì)資源是農(nóng)業(yè)科技原始創(chuàng)新、現(xiàn)代種業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是支撐農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性資源。因受人口增加和耕地資源的雙重國情壓力，高產(chǎn)一直是水稻南繁育種的主要目標(biāo)，在南繁研究過程中，缺少對(duì)其他優(yōu)質(zhì)材料的收集、創(chuàng)制和保存，導(dǎo)致突破性的資源材料不多，如水稻紋枯病、稻瘟病等重大病蟲害的抗源相對(duì)缺乏，沒有形成多層次、多元化開發(fā)利用的新格局，所以造成了種質(zhì)資源收集保護(hù)、挖掘利用等方面還存在不少短板。

2.3 水稻新品種綠色輕簡(jiǎn)化栽培適應(yīng)性不強(qiáng)據(jù)歷年《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》測(cè)算，按近10 年不變價(jià)計(jì)算，稻谷、小麥、玉米3 種糧食作物每667m2總成本從672 元增長(zhǎng)至1108 元，其主要是受人工成本和土地成本上漲的原因影響[4]。由于海南當(dāng)?shù)芈糜伍_發(fā)，南繁土地流轉(zhuǎn)費(fèi)用高，農(nóng)村勞動(dòng)力向非農(nóng)產(chǎn)業(yè)快速轉(zhuǎn)移，據(jù)三亞市海棠區(qū)從事南繁科研的單位反映，當(dāng)?shù)剞r(nóng)村勞動(dòng)力大多數(shù)到附近酒店或景點(diǎn)內(nèi)工作，致使南繁用工勞動(dòng)力日益短缺，南繁生產(chǎn)成本急劇提升。當(dāng)前，水稻在南繁育制種過程中，機(jī)械化應(yīng)用程度不高，都是進(jìn)行人工栽插，加上新選育出來的很多水稻品種在生產(chǎn)上對(duì)機(jī)械化種植、輕簡(jiǎn)化栽培技術(shù)適應(yīng)性不夠強(qiáng)，制約了種植戶大面積生產(chǎn)水稻的積極性。

2.4 缺少高端人才和科研平臺(tái)支撐隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為了推進(jìn)江蘇南繁水稻分子育種研究和應(yīng)用，江蘇省南繁基地建立了分子實(shí)驗(yàn)室，為南繁單位提供免費(fèi)公益性服務(wù)，但目前使用分子技術(shù)開展選育研究的單位只有部分高校和省級(jí)科研院所，其他種子企業(yè)條件受限，其主要原因就是缺少核心技術(shù)攻關(guān)的科研人才和平臺(tái)。還有部分南繁科研單位因早期自建南繁基地，科研生產(chǎn)條件也受限，只能進(jìn)行田間傳統(tǒng)的選育和雜交，不能對(duì)海南當(dāng)?shù)氐乃痉N質(zhì)資源、抗性基因、野生種、邊緣種等優(yōu)良特性進(jìn)行充分研究和應(yīng)用。

3 思考與建議

目前我國正處于“十四五”開啟的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，江蘇水稻南繁育種工作如火如荼的進(jìn)行，建議在水稻南繁育種過程中，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用新的理論和方法，調(diào)整水稻育種目標(biāo)和主攻方向，加強(qiáng)種質(zhì)資源保護(hù)和利用，優(yōu)化品種布局和良種良法配套，推動(dòng)水稻產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，為保障糧食安全作出新的貢獻(xiàn)。

3.1 育種理論和方法要有新突破種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”，南繁科研單位要不斷提升自主創(chuàng)“芯”能力。一是加強(qiáng)科企主體的合作。農(nóng)業(yè)管理部門要鼓勵(lì)支持省內(nèi)科研院校和種子企業(yè)聯(lián)合協(xié)同攻關(guān)，探索人才流動(dòng)機(jī)制，激發(fā)流動(dòng)人才的創(chuàng)新動(dòng)力。二是充分利用分子平臺(tái)。要充分依托江蘇省級(jí)南繁公共服務(wù)平臺(tái)和三亞崖州灣種子實(shí)驗(yàn)室等平臺(tái)，利用分子生物學(xué)技術(shù)手段，加速水稻育種的精準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)化和智能化，深入探索和挖掘有利基因，建立定向改良目標(biāo)性狀的方法。三是不斷探索新辦法。通過科研院校與種子企業(yè)的協(xié)同攻關(guān)，運(yùn)用新理論和新方法創(chuàng)新水稻南繁育種技術(shù)，采用分子育種與傳統(tǒng)選育方式相結(jié)合，探索出新的育種模式，聯(lián)合培育一批高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、多抗廣適和品質(zhì)優(yōu)良有突破性的水稻新品種，以搶占農(nóng)業(yè)科學(xué)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

3.2 加大水稻種質(zhì)資源創(chuàng)制和應(yīng)用種質(zhì)資源已經(jīng)成為重要的戰(zhàn)略資源，是作物生產(chǎn)和遺傳改良的物質(zhì)基礎(chǔ)。2021 年12 月中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議將解決種子和耕地問題作為重點(diǎn)任務(wù)，明確指出要加強(qiáng)種質(zhì)資源保護(hù)和利用，也是打好種業(yè)翻身仗的重要舉措之一。首先南繁科研單位要結(jié)合現(xiàn)代科技手段，攻克一批種質(zhì)資源保護(hù)與利用的關(guān)鍵技術(shù)，建立高效的水稻基因型與表型的精準(zhǔn)鑒定平臺(tái)與鑒定規(guī)程。然后可以重點(diǎn)圍繞江蘇農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展面臨的“卡脖子”難題，加快水稻抗條紋葉枯病、稻瘟病以及優(yōu)良食味基因方面的精準(zhǔn)鑒定，形成一批集高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、廣適、突破性的新種質(zhì)，并加強(qiáng)秈稻不育系和粳稻恢復(fù)系選育力度[5]，為培育水稻新品種提供強(qiáng)有力的基因資源與材料支持。

3.3 選育一批綠色輕簡(jiǎn)化優(yōu)質(zhì)水稻新品種在南繁育種過程中，要充分利用分子標(biāo)記輔助選擇等手段，進(jìn)一步聚合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、適應(yīng)廣的優(yōu)良性狀，創(chuàng)制豐富的育種新材料。一是選育綠色輕簡(jiǎn)化水稻新品種。要緊貼機(jī)械直播和移栽等實(shí)際生產(chǎn)需求，選育出一批優(yōu)質(zhì)高效、綠色輕簡(jiǎn)化的水稻新品種，探索水稻良種良法配套栽培技術(shù)，在保證產(chǎn)量的前提下，提升水稻生產(chǎn)水平，保障水稻品質(zhì)，最大程度上減少生產(chǎn)成本。二是繼續(xù)加強(qiáng)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻選育。江蘇選育審定的雜交稻品種無論是在數(shù)量還是在單產(chǎn)方面均有較大提升空間，尤其是秈粳交品種。另外，隨著人民生活水平的提高，對(duì)水稻品質(zhì)提出了更高的要求，水稻育種不僅要高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，生產(chǎn)的稻米還要好看、好吃。

3.4 加強(qiáng)南繁平臺(tái)建設(shè)和人才培養(yǎng)南繁管理部門要加快平臺(tái)建設(shè)和建全人才培養(yǎng)機(jī)制。一是繼續(xù)加強(qiáng)省級(jí)南繁公共服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)。引導(dǎo)部分分散的南繁單位入駐省級(jí)南繁基地，擴(kuò)建省南繁基地分子育種實(shí)驗(yàn)室，并與南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、揚(yáng)州大學(xué)、江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院等科研單位加強(qiáng)合作，搭建起種子科技創(chuàng)新平臺(tái)，不斷加強(qiáng)江蘇省南繁基地科研生產(chǎn)保障能力。二是加強(qiáng)人才隊(duì)伍的建設(shè)。多措并舉，破解高端人才匱乏的困局，建設(shè)一支政治素質(zhì)高、業(yè)務(wù)能力強(qiáng)的水稻南繁科研高端人才隊(duì)伍，組織全省南繁科研單位開展南繁南鑒技術(shù)專題培訓(xùn)，讓南繁科研人員學(xué)習(xí)水稻選育新技術(shù)和新方法，了解前沿的科學(xué)成果。三是組織交流和成果觀摩。舉辦省級(jí)水稻南繁新成果田間展示觀摩活動(dòng)，促進(jìn)各南繁科研人員技術(shù)交流、協(xié)同攻關(guān)，改變水稻南繁從“背靠背育種”，變?yōu)椤笆掷钟N”，形成強(qiáng)大的水稻南繁科研人才隊(duì)伍[2]。

提升水稻南繁科研育種水平是實(shí)現(xiàn)糧食能源安全的重要途徑，要將中國飯碗牢牢端在自己手上，水稻南繁則是“中國飯碗”的底部支撐，對(duì)保障國家糧食安全、推進(jìn)種業(yè)科技創(chuàng)新有著不可替代的作用。面對(duì)嚴(yán)峻的國際環(huán)境和糧食供應(yīng)鏈中斷等問題的交錯(cuò)疊加，我國糧食需求量將進(jìn)入新一輪“增長(zhǎng)期”，因此針對(duì)江蘇水稻品種選育情況，引導(dǎo)南繁單位育種攻關(guān)仍要堅(jiān)守確保糧食安全的初衷，從供給側(cè)發(fā)力，推動(dòng)江蘇水稻選育導(dǎo)向朝著“量”和“質(zhì)”并重轉(zhuǎn)變。深度挖掘水稻南繁“加速器”和“孵化器”作用，不斷提升江蘇水稻南繁選育水平，為糧食安全作出江蘇新貢獻(xiàn)。