一个新品种 几代人攻关

2021-04-13 08:20 人民日报

湖南农科院水稻研究所科学家团队培育改良杂交稻,实现既丰产又优质

从2020年年底通过初审,到走向田间地头,一款由湖南省农科院水稻研究所培育的优质稻新品种,经历的时间不过短短数月。但此前,为了实现丰产和优质并存,它已经过漫长的科研试验。这背后,是科学家团队一次次的测试、研究攻关以及几代人对稻种资源和技术应用的积累。

4月,一片和暖的海南三亚制种基地里,稻农正忙着为抽穗扬花的水稻“赶粉”——再过1个月左右,这片稻田里结出的“泰丰优农39”种子,就到了收获的时候。“保守估计,连同湖南、福建4个点在内的约150亩制种田,可收获近6万斤稻种,满足2.5万亩双季晚稻的播种需要。”负责推广这一品种的湖南金色农丰种业有限公司总经理林维群说。

2020年年底,“泰丰优农39”的初审结果传来,湖南省农科院水稻研究所一片欢腾——省内7个试验点,两年连续试验中,作为测试品种的“泰丰优农39”平均亩产583.5千克,在同等耕作条件下,比以稳产和丰产闻名的对照品种还增产4.6%。这意味着,这款杂交稻新品种,优质丰产,顺利通过审定,可以推向市场。

“这是种质资源合作和精深研究的成果。”湖南省农科院水稻研究所所长赵正洪兴奋地说,“这个稻种的推出,将有利于弥补国内一等优质杂交晚籼稻品种培育的不足。”

测 试

优势互补让水稻丰产又优质

“11号,米饭清香,饭粒完整,有黏性,基本不黏牙,软硬适中……”

还不到中午,湖南省农科院水稻研究所实验楼上,已经米香四溢。桌上23份刚蒸煮好的米饭按照编码排列。只见赵正洪揭开一个实验皿,用筷子挑起米饭,一闻、二看、三尝,从气味、外观结构、适口性等多个维度,逐一对米饭的食味品质进行分析点评。旁边,团队研究人员将之详细记录下来。

“食味指标评测,是优质稻评选的重要环节之一。”赵正洪告诉记者,在国家标准和地方标准中,对优质稻的米质都有很明确的要求,既包含了稻米整精米率、垩白度等理化指标,也包括了食味品质分,“还需要以市场上已经广泛为人接受的优质稻米作参照,才能对测试品种准确赋分。”

23份测试样品,有的来自目前国内外正耕种的成熟水稻品种,余下多数是研究所从试验田里收割上来的试验品种。

盲评结束,杂交稻“泰丰优农39”的食味评分与全国农业技术推广服务中心推荐作为稻米食味品鉴参照系的“玉针香”几乎相同。

“过去,人们常常觉得,水稻在丰产和优质两方面不可兼得。”赵正洪说,成熟的常规稻品种经过不断改良,品质容易得到提升,而杂交稻在丰产方面着力,高产稻乃至超级稻品种不断涌现,“实际上,结合两者优势,可以实现丰产和优质‘两头甜’。”

不过,高产杂交稻要做到优质,需要的条件确实比常规稻更加苛刻。“杂交稻的基因来自于父本(恢复系)和母本(不育系)两方面,往往需要经历几代、十几代,甚至几十代的筛选。”赵正洪说,“要将这些优异材料及其基因组合在一起,培养出丰产而优质,同时抗倒伏能力等综合性状都好的‘全能选手’,更不是简单做加法就可以实现的。”

“泰丰优农39”的培育,正能说明其中的艰辛。

突 破

艰辛工作换来成功曙光

清早,湖南省农科院水稻研究所副研究员周政搭上班车,去往距离研究所50公里外的长沙市高桥科研基地。200余亩良田上,已是一片忙碌景象。

为了选育具备优异基因的稻种,研究团队每年配制不下300组杂交组合用于创制新的稻种资源。周政告诉记者,一年到头,他和同事们都奔忙在田间地头。

在水稻生长的关键期,不管是人工去雄、授粉等试验步骤,还是观测水稻生长变化,大家往往顶着大太阳在稻田里一待就是好几个小时。“我们是追着日头跑的人。”周政说。正是在这种工作强度下,赵正洪团队培育出了米质表现突出的一等优质常规稻品种“农香25”。

优质的问题解决了,赵正洪还想在丰产和提高抗逆性等方面做突破,便决心以这一品种为基础,培育杂交稻。然而,优质常规稻因遗传来源相对单一、不具有恢复能力等,无法长期用作杂交稻父本。这让团队在优质杂交稻的研究方面,一度止步不前。

关键时刻,团队打开思路,想到了此前高产杂交稻父本多来自华南稻。于是,团队与广东省农科院水稻研究所取得联系,连续几年到广东与当地水稻育种人员交流,并交换各自的稻种材料。

获得材料后,周政就跟着团队一起利用华南稻开展优质稻改良工作。但接连几百组有性杂交改良试验都效果甚微。“做科研就得下苦劲。方向没有错,我们就坚定地要搞出来。”周政说。

2014年,艰辛的工作换来了成功的曙光。从“农香25”改良迭代的“农香39”品种,在高产和高抗逆性方面都表现出了潜力,最关键的是具备了恢复能力,可用作杂交稻父本。

团队马不停蹄,又从广东省农科院水稻研究所交流来较为成熟的不育系母本,开展大规模测配工作。

终于,2018年,团队通过优质父本与优质母本配制出了既丰产又优质的杂交稻品种,在当年的湖南省优质稻评选中,获评一等优质杂交稻。

接 力

几代人研究积累数万份稻种资源

从获评一等优质杂交稻,到真正走上老百姓的餐桌,还需要至少两年的区域试验。以湖南省水稻品种试验方案为例,每个品种需在湘南、湘中、湘北多地,至少7个试验点,历经两个生产周期,完成湖南省农作物品种审定委员会组织的区域试验,并达到审定标准。

在周政的印象中,不少参试的优质稻新品种都没挺过这一关,或是抗病性稍差,或是产量不达标,或是在各地表现不稳定。

“按照湖南省相关标准,在适应性、抗逆性等方面都达标的情况下,参试的一等优质稻新品种在产量方面,允许比对照品种有5%以内的减产幅度。”赵正洪说,“因此,‘泰丰优农39’能够在产量、品质等方面超出参照标准,实属不易。”

这来之不易的结果背后是几代人的积累与接力。“在湖南省农科院种质资源库,储藏了大约2.5万份稻种资源,较早的可以追溯到上世纪五六十年代系统开展水稻研究的时候,是几代人研究积累下来的。”周政告诉记者,“近年来,在稻种改良过程中,还得到了一系列最新的、具有优异性状的中间材料,我们也及时保存在库里,虽然不一定能在生产上推广应用,但可以作为特异的稻种资源,用于下一步水稻品种的改良。”

相较当年仅手握一个优质稻父本,且母本需要向外界寻求合作的窘境,如今,研究所已储备了上千个品种的相关备选父本,自研的具备杂交优势、可开展试验的母本品种也有了10多个。

科学技术的进步也加快了研发优质新品种的步伐。由于分子鉴定技术的应用,现在,通常不再需要将海量的杂交搭配组合逐一试验耕种。“比如要培育具有清香味的杂交稻品种,通过锁定影响稻米香味的基因,可以将需要筛选甄别的试验组合,从上万种减少到数百种。”周政表示。

“从国标一等优质常规稻,到一等优质杂交稻,水稻的产量在提升,品质也能做到一样好。”赵正洪说。

责编:樊俊卿
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