記者從廣東省農業科學院了解到,近日,由該院水稻研究所王豐研究員主持完成的“雜交稻優質不育系泰豐A的創制與應用”獲得2021年度廣東省科技進步一等獎。
過去雜交稻“高産不優質”
“民以食為天,食以稻為先”。水稻是我國重要的糧食作物之一。由于人多地少,在20世紀90年代以前,雜交稻育種的主要目标就是育成高産品種以解決溫飽問題,一批高産品種的育成,為解決溫飽問題做出重要貢獻。然而,由于高産品種大多粒型短圓,垩白和心腹白多,适口性和飯味不理想,商品性普遍較差,導緻人們對雜交稻的印象就是“高産不優質”。20世紀80-90年代,廣東常規優質稻育種研究取得較好進展。一批細小長粒、晶亮透明、油光滑潤的優質絲苗米成功育成并廣受市場歡迎,暢銷港澳、東南亞、歐美和非洲市場。但粒型短圓、垩白率高、口感差、有産量沒質量等問題仍普遍存在。
受常規優質稻發展的啟迪,20世紀90年代中期,廣東省農業科學院水稻研究所王豐研究員帶領的水稻雜種優勢研究與利用團隊前瞻性提出“雜交稻必須走優質化道路才有出路”的思路,經過多年潛心研究,成功打破雜交稻“高産不優質”的魔咒。
省農科院院長陸華忠(左)與王豐研究員(右)參加全省科技創新大會
王豐研究員作為獲獎代表領獎
十年一劍,鑄造優質稻種業芯片
雜交稻品質受母本和父本共同影響。經過系統研究,項目團隊發現雜交稻母本不育系對雜交稻品質起決定性作用。為達到“産量不降低品質大幅度提升”的育種目标,項目團隊創造性地提出通過培育粒型細長、千粒重中等、垩白率低、整精米率高、直鍊澱粉含量較低、膠稠度大的優質不育系,來解決雜交稻“高産不優質”的問題。
根據以上思路,項目團隊結合品種廣泛适應性、抗病性、擴大遺傳距離提高雜種優勢水平等綜合要求,廣泛收集和精細評價育種親本材料,選定了華南廣泛應用的保持系“博B”與米質較好、抗稻瘟病的常規品種“浙9248”進行雜交,育成聚合了米質、抗性和适應性的優良中間保持系。為進一步改善食味與粒型,再挑選食味外觀較好的優良材料“米30”進行複合雜交,使“米30”的優良基因進一步與材料聚合。通過分步雜交,逐步聚合目标性狀(基因);采用本地(廣州)與異地(海南、龍川)穿梭育種、大田與室内分析相結合的精準鑒評與篩選技術,于2007年育成粒型細長(4.3)、整精米率高(74%)、垩白率低、食味好、綜合性狀優良的優質不育系泰豐A。
為進一步解析優質不育系泰豐A/B優質高産的遺傳基礎,項目團隊利鑒定出控制外觀、加工和食味等品質性狀的重要QTL(基因),并且成功破解水稻“高産不優質、優質不高産”的關鍵基因。
摘金奪冠,泰優群星“味蕾”争霸
目前,研究團隊利用泰豐A組配育成42個優質雜交稻已通過國家或省級審定。其中,泰豐優208連續兩屆獲全國優質稻品種食味品質鑒評金獎,泰優1002和泰優553分獲第二屆和第三屆金獎。此外,泰優398、泰優390、泰優明月絲苗等多個品種在國家和省(市)級食味鑒評中獲得金獎,成為多省優質稻産業發展的主力軍,泰優390成為全國年種植面積最大的三系雜交稻。
根據全國農業技術推廣服務中心統計,截至2020年底,泰豐A系列雜交稻累計推廣3132萬畝,按主要組合區試平均畝産509.78千克計算,累計生産稻谷159.66億千克;按優質稻谷收購價3.2元/千克計算,創造社會産值510.92億元;按優質稻谷每50千克加價10元收購計算,新增産值31.93億元;按主要組合區試平均每畝增産17.76千克計算,推廣3132萬畝共計增産稻谷5.56億千克,新增産值17.80億元,扣除重複計算部分,累計新增産值48.62億元。此外,泰豐優系列組合稻瘟病、細條病和白葉枯病的田間抗病性較好,按每畝節約農藥和人工打藥成本約50元計算,累計節支增效15.66億元,生态效益顯著。
泰豐A不育系的選育與應用,成功打破我國雜交稻“高産不優質”的魔咒,極大地推動了我國南方稻區雜交水稻優質化發展。在稻米加工廠雲集的江西、湖南、湖北、陝西等地,創建了多個稻米品牌,湧現出很多種植泰優品種占比達到80%以上的村,并命名為“泰優村”。泰豐A不育系的選育與應用,成功推動雜交稻選育進程,為國家糧食安全做出了積極貢獻。
優質不育系泰豐A及其保持系泰豐B的株葉形态
文/廣州日報·新花城記者:葉卡斯廣州日報·新花城編輯:張映武
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