【福建日报】水稻育种的“精准革命”正在发生

来源: 提交日期:2017-05-19 10:37:00

《福建日报》2017年5月10日三农版助村专题策划
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福建南繁育种基地培育的谷粒橙色观赏水稻。黄献光 摄 

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沙县稻田彩绘“中国梦”。 林雄 摄
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沙县稻田绘“福”。 林雄 摄 

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福建南繁育种基地培育的黑米、红米新品种。 黄献光 摄
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四色稻米。郑熙 摄 

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  减少低端供给,拓展中高端供给,是农业供给侧结构性改革中的一项重要内容。2017年年初,稻米领域的供给侧改革措施落地。政府在执行托底政策13年后,首次调低各类稻谷的最低收购价,其主要目的是刺激优质品种的种植。种业改革已经迫在眉睫,作为全国水稻育种的重要力量,福建省农业科学院研究团队正在适应这一趋势,以绿色、高效为目标,以分子技术辅助育种,努力培育更多优质的种子品系。
  4月中旬,首届中国(三亚)国际水稻论坛在海南三亚举行。在农业供给侧结构性改革的语境下,专家们一致认为,针对民众实现温饱后逐步开始追求品质,如何种出安全、优质、受市场欢迎的大米正成为中国农业的新课题。
  统计数据显示,从2011年起,中国大米进口量首度超过出口量,近5年来,洋大米对国内大米的市场挤压,直接反映了水稻乃至农业的结构性矛盾。中科院院士、福建省农业科学院谢华安研究员认为,稻米的供给侧改革就是要解决结构性矛盾,其中调优是中心环节。
  福建省农科院的水稻育种团队近年来一直在探索提质增效的新路径,谢华安说道:“我们致力于培育出高效益、低风险的超级稻品种,将‘四性’即丰产性、抗逆性、优质性及适应性,综合在较高水平上的水稻品种,能在生产上大面积应用。”
  谈及中国杂交水稻未来几年的发展趋势,谢华安院士强调了水稻产业链发展的重要性。农民需要精简化的栽培、高效率的机械化生产、少打农药少施化肥的绿色栽培技术以及稻米加工产业链的全产业链提升,来实现水稻增产增收的目的。而在水稻育种研究上,应围绕老百姓最喜欢、最实用的水稻品种开展。

优质稻,绿色高效为第一目标

  我省水稻产业体系首席专家、省农科院水稻研究所原所长郑家团研究员告诉记者,为了让科研工作者培育出更多优质新品种,水稻所内部已经举办了6届品种评选,评选标准中将“优质”提升到重要地位。
  在2016年最新的福建省水稻新品种评选中,他们选送的20多个新品种,1/3达到国家三级米以上标准。其中中稻“荃优212”达到了国家水稻一级米标准,晚稻“泰丰优2165”“内6优7075”达到国家二级米标准。
  “市场倒逼,现在的水稻育种已经不再简单地追求高产,优质、抗病、高产、广适应性,已经成为更贴近市场的需求。”郑家团认可,“福建农业生态条件的特殊性多样性,对于水稻产业发展提出了更高的精准需求。”
  福建的农田多为山垄田,加上温度高、湿度大,导致稻瘟病易发,同样的优质米品种,在福建高温季节种植,品质很难达标。
  郑家团分析说,由于耕作条件限制,稻米品质价值不高,因此福建的农民多依靠种植经济作物增收,种粮积极性不高。这引发了另一个矛盾,本省的粮食加工企业也不愿意在福建收购稻谷。“出于多方面需求,加上种业公司的竞争性推广,我省种植的稻米品种多,常常出现一个乡镇的出产稻米多达十几个品种,企业无从收购。”郑家团表示,近年来,“企业+大户”订单式的生产模式正在不断推进。
  这造成我省的本土稻米品种难以产生品牌效应,目前市场上福建的米业品牌较少,整体规模不大。
  我省耕地有不少是山垄田、中低产田,得拿出优质又能高产的品种,做到广适应性、抗病性强、米质还得好。如今农村劳动力匮乏,“现在的水稻种植正在走向全程机械化,抗倒伏是基本要求。生产问题超前化已经成为我省育种的重大选题。以往水稻生产有育秧、插秧的程序,现在直播稻已经渐成趋势,我们正在筛选优质、高产、抗倒伏的直播稻品种。”郑家团说。
  “近年来,我省农民自给米的品质提升有目共睹,但是我省的稻米供给侧改革仍面临着巨大挑战。”郑家团表示,“市场需要什么,我们就要拿出什么,贴近农民的多样化需求,成为团队的首要目标。”
  粮种更新换代加快,3—5年一换,品种多样化趋势明显。我省各地普遍有种植经济作物,“百万亩的烟稻轮作、千万亩的蔬(菜)稻轮作、(甘)薯稻轮作提出了多样化的需求。加上海拔、耕作制度、生态和种植条件各有差异,个性化服务都在考验我们的科研储备。”郑家团说。
  有了好稻种,如何让它们变成香喷喷的大米出现在百姓的餐桌上?“优质稻品种、栽培、推广、产业开发四大瓶颈要同时突破,缺了哪一环,都是无用功。”谢华安院士说。
  在我省沙县的示范区,水稻育种团队已经不局限于育种,多学科协同,联合栽培、土壤、肥料、植保等学科,共同制定优质高效绿色的稻米生产技术模式,提供更为精准优质的服务,已经成为我省水稻研究工作者的主要工作。

功能稻,分子育种的“精准革命”

  一粒种子改变世界。从传统田间地头的杂交育种到现代实验室的分子育种,另一层面上的“精准革命”正在水稻育种领域发生。
  分子设计育种技术,说通俗一些就是像设计工业品一样设计水稻。福建省农业科学院水稻研究所副所长张建福介绍说,分子育种是利用现代信息和生物技术,通过杂交、分子标记选择和对基因遗传机理的了解,实现从传统“经验育种”到定向、高效“精确育种”的跃升。
  在新品种选育中,抗病性和耐储藏性成为分子育种大展身手的领域。我国的粮食仓储水平高,但是一般一年后稻米的食用品质会发生明显变化,如黏度降低、糯性下降、口感变劣,因此市场上的陈米和新米分化非常明显。稻米在储藏过程中如何保持质量是现实中的难题。目前省农科院水稻团队创制的耐储藏品种“明2优7185”已经进入区域试验阶段,在广西区早稻晚熟组的预试中,比对照组“特优7118”增产11.96%,而且在耐储藏性上表现优秀。
  市售优质米中抗性淀粉含量只有0.5%,小麦仅为0.2%。为了避免血糖指数升高,糖尿病人一般得控制食用稻米。研发适宜糖尿病人食用的功能性稻米已经成为中国水稻育种的热门领域。
  去年底,科研人员已经找到关键基因,可以用于培育高产高抗性淀粉的水稻,适合糖尿病人食用,这将让全国超过1亿的糖尿病患者受益。我省的水稻育种团队也正在探索功能稻米的育种难题,期待选育出既好吃又有功效的稻米。
  此外,再生稻也是分子技术发挥作用的领域。通过筛选再生力强的材料,调节激素平衡,提高二季产量和品质。张建福说,目前在尤溪百亩示范片,头季稻+再生稻已经实现了两季产量1250公斤的好成绩。
  此外,如何筛选出生育期短、基部腋芽萌发好的品种,加强抗倒伏性,也有赖于分子技术的发展和应用。

彩色稻,农耕文化的设计元素

  随着新农村建设的推进,乡村休闲旅游产业的发展,农耕文化成为重要创新点。彩色稻正在成为乡村景观的新型设计元素。省农科院的水稻团队适应这一领域的需求,正在研制两种用途的彩色稻:一种是叶片或颖壳有色,目前已经研制出了谷粒橙色、紫红叶片、白色叶片的观赏稻,主要用做景观设计;另一种是稻谷种皮有色,如紫米、红米等可用做食疗。
  省农科院水稻研究所副所长黄庭旭研究员强调,彩色水稻不是转基因水稻,这些彩色水稻大部分不仅视觉好看,还较常规水稻高产且营养丰富。例如紫米、红米由于富含花青素、胡萝卜素、B族维生素、黄铜等,膳食纤维丰富,在高端消费市场上,价格一直居高不下。目前,彩色稻亩产量偏低,无法大规模推广。团队致力于提升彩色稻的产量,已经实现了亩产千斤,逼近杂交稻的水平。
  此外,我省一直有种植加工用稻米的传统,品质要求不一样,每种类型的标准也不一样。这类品种面积不大,但类型多,适合一地一种,作为特色农产品来开发。例如制作米粉、粉干的加工用稻米,也有科研需求。
  “现在育种和过去不同了,科技人员除了要继续时刻到田间地头观察,还要不断深入了解市场需求,及时转变育种方向和目标,不断学习,借助新兴技术辅助育种,要对各环节工作进行有效的细化分析,严格监管,来不得半点马虎,这样才能提高育种效率。”郑家团说道。(责编:林淑霞)



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