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能抵御台风的水稻长啥样?

来源:《中国科学报》2019-09-24 10:17

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  李家洋(中)在“中科发5号”水稻示范田 韩扬眉摄

  “你很有勇气啊,感谢你的支持。”李家洋握住了吉林省吉林市昌邑区新胜村村民李树辉的手。

  “应该是我感谢您,让它们经受住了考验。”李树辉高兴地说。望着自家这750亩高产坚挺且无病害的水稻,他的心情比别人轻松得多。

  李树辉口中的考验,是今年8月以来,东北惨遭台风、低温和连日阴雨侵袭,导致水稻严重倒伏且多发稻瘟病。就在他家稻田对面,连片的水稻像被碾压似的几乎全部倒下。

  而李树辉用的是一个新品种,来自中国科学院院士、中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员李家洋团队的国审稻新品种“中科发5号”。在2000亩示范田中,“中科发5号”等新品种在产量、抗稻瘟病、抗倒伏等农艺性状方面表现突出,且外观好、品质优、食味佳。

  10年,梦想终实现

  李树辉种了十几年水稻,今年试种“中科发5号”,没想到却“意外”躲过了一场“天灾”。

  身边是满意的农民和企业,眼前是长势喜人的稻田,李家洋感慨,“10年前的梦想,我们基本实现了。”

  那时,黑龙江省农业科学研究院等单位找到李家洋,希望他帮助解决东北水稻倒伏、稻瘟病以及粒型改良等几个难题,李家洋欣然接受。“东北地区是我们做水稻研究的一块‘宝地’,更是我国的重要粮仓。该地区粮食高产和稳产与否,直接影响到国家粮食安全。”

  用时一个星期,李家洋走了3000多公里,对黑龙江地区水稻进行全面考察。他发现,东北地区最主要的优质米品种“稻花香”在生产中也遇到了稻瘟病抗性差、抗倒伏能力弱、稻谷出米率低、品种退化较严重等问题。

  针对这些问题,他带领团队开展从基础研究到育种应用全产业链的新品种选育工作。10年攻关,李家洋团队与合作者成功选育出集优质、高产、抗稻瘟病、抗倒伏、长粒于一身并适应东北和西北地区种植的“中科发”系列粳稻新品种。

  国家重点研发计划“主要粮食作物分子设计育种”项目“水稻分子设计育种”子课题负责人、中科院遗传与发育生物学研究所研究员刘贵富介绍,目前,“中科发5号”等系列品种正在进行大面积示范推广。在黑龙江、吉林、辽宁、宁夏、内蒙古和新疆6省区共示范推广25万亩以上,其中“中科发5号”2019年示范推广2.5万余亩,布置了100多个百亩连片示范片、一个2000亩连片示范片。

  与“稻花香”相比,“中科发5号”等品种预计增产100公斤/亩以上,抗稻瘟病和抗倒伏等抗逆性强,可减少灾害损失30%,整精米率提高8%以上。这些优良性状带来的经济和社会效益正日趋凸显。

  专家给予高度评价:“中科发5号”作为科学理论到生产实践的典型范例,将为设计育种研究带来新启迪,极大推动作物由传统育种向高效、精准、定向的分子设计育种转变,对引领我国品种升级换代具有里程碑式的意义。

  “分子设计”育出优质品种

  不只“中科发5号”,示范推广成绩优异的还有于2017年通过国家审定的“中科804”。该品种去年在黑龙江五常市3000亩示范片中脱颖而出,今年推广应用面积已突破20万亩。此外,在长江中下游稻区,于2017年成功实现万亩示范的优质高产水稻新品种“嘉优中科”系列,预计明年推广面积达100万亩。

  新品种诞生的背后,是分子设计育种理论技术的强大支撑,使科技成果真正实现了“用得上,有影响”。

  李家洋表示,农业科技竞争的核心之一是种业竞争。在当前的国际形势下,品种分子设计是未来种业的制高点,“分子设计可以实现‘定制化’育种,比如,想要什么样的大米,需要弄清楚控制这些性状的基因及其分子调控网络。在这方面,我们已经迈出了重要一步,走在世界前列”。

  过去20余年,在国家自然科学基金委、科技部、农业农村部、中科院等项目的持续支持下,李家洋团队长期致力于水稻分子机理和调控机制的研究,在我国率先建立了植物基因图位克隆技术方法体系,并克隆了影响水稻株型、分蘖数目、株高、分蘖角度、穗大小、穗型、茎秆强度等株型特征的一系列重要基因。

  在中国农业科学院研究员陈萌山看来,分子设计育种将为我国农作物育种开启绿色革命崭新时代带来重要且战略性的影响。“进入新世纪以来,我国粮食增长进入了单产提高的瓶颈期,分子设计育种将是突破该瓶颈的重大理论和技术根基。”

  “我们作为‘第一个吃螃蟹的人’,希望给更多团队做一个试验,让大家看到,与传统育种方法相比,分子设计育种时间更短、产量更高、综合性状更好。”李家洋说。

  培育中国大品种

  杂交水稻育种专家、中国科学院院士谢华安认为,“中科发”系列水稻具有成为超级品种的潜力,建议将其培育为大品牌。

  “超级品种就是丰产性、强抗性、优质性、广适性4种特性综合水平较高的品种。”谢华安希望,种业和米业相互配合打出品牌,优质优价,提高效益,同时为今后提升品质打下基础。

  不过,在李家洋看来,目前“中科发”系列水稻的栽培方式仍有待提高,要在栽培管理与减肥减药的绿色生产方式上多下功夫。

  未来如何做到“定制化”,也是李家洋目前思考的问题。他和团队正为糖尿病病人定制大米,已分析确定了影响包括直链淀粉含量、糊化温度与胶稠度在内的稻米品质主效基因及调控网络,鉴定了水稻抗性淀粉合成的重要基因。“食用这类大米后将使血糖维持在较平稳状态。”

  从基础研究到应用,再到产品和产业化,道阻且长。李家洋一路走来深有感触,“需要打通政产学研商全链条。只有这样,新品种的繁育才会更快,农业发展也才会更快。但怎么走,我们还需探索。”(韩扬眉

[ 责编:张佳兴 ]
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