水稻杂交“求索”路：从满足吃饱到追求吃好

发布日期：2019-12-06 16:06:25 来源：互联网

原标题：从满足吃饱到追求吃好

编者按

对国人来说，杂交水稻是个耳熟能详的名词。倘若从20世纪70年代开始推广算起，杂交水稻伴随我们走过了40年的风雨历程。其产量借助科技之手不断创新高，为填饱国人肚子，杂交稻可谓劳苦功高。随着科技的进步，杂交稻的科技含量也在不断创新，比如，口感和产量兼得在今天成为新的科研成果。从吃饱到吃好，水稻的求索路上，科技故事知多少？农作物品种如何在实现“新旧更替”的过程中保证可持续发展？我们请来中科院和国家种质库两位专家为读者做一简单科普。

民以食为天，食以稻为先。我国65%以上人口以稻米为主食。杂交水稻研发捷报频传、产量不断提高，“杂交水稻之父”袁隆平获颁“共和国勋章”、水稻遗传学家卢永根事迹成为报章热点，对两位国宝级的水稻院士的动态追踪，一时带热了水稻育种的相关话题。日前，中国妇女报・中国妇女网记者采访了中国农科院作物科学研究所水稻分子设计技术与应用创新团队首席专家徐建龙研究员和国家种质库陈晓玲研究员。

产量功臣：解决吃饱问题

当前，中国的杂交水稻种植技术已经从国内推广到亚非不少国家。那么，我国种植的水稻除了大家广泛熟知的杂交水稻，还有其他品种吗？

“现在种植的水稻有杂交稻和常规稻两种。”徐建龙告诉记者，常规稻是可以留种的，也就是说，通过选育、提纯保持本品种的特征特性不变，农民头一年种完可以留种下一年继续种。杂交稻是将两个常规水稻品种杂交（其中母本为不育系，父本为恢复系），由于杂交第一代优势很强，每年都用它的第一代种子，但不宜再留种。如果杂交稻留种再种，性状从第二代起会分离，“比如长得高高矮矮、早熟迟熟都有；口感也会变化，出现有的好吃、有的不好吃的情况，并且产量总体也会下降。”

为什么要发展杂交水稻？徐建龙介绍，在推广现代育种技术之前，老百姓种的叫农家品种，是农民自己选出来的品种，一般稻秆比较高，风一来容易倒伏。其生育期长，一年只能种一季，产量低，一亩能产300斤~400斤左右。二十世纪六十年代采用杂交育种技术，引进矮秆基因将农家稻从高秆变矮秆，育成称之为“绿色革命”的半矮秆水稻品种，从而解决了容易倒伏的问题。半矮秆品种就可以多施肥，因此产量高；其生育期也短，每年可以种早晚两季。因此，从高秆到半矮秆，水稻产量每季大概提高了15%以上。同样一块地每年的总产量就提高很多。

“有一点需要强调一下，常规稻也是通过杂交技术来培育的，而杂交技术与杂交稻不是一个概念。杂交稻是利用杂种一代的品种，是将不育系作母本，与恢复系杂交制种产生的杂种用于生产。”徐建龙补充道，“而对常规稻而言，从高秆变半矮秆，其本身其实还是常规稻，只不过是通过杂交手段把高秆变为矮秆、感病变为抗病、低产变为高产，育成优良性状比较多的一个品种。”徐建龙告诉记者，我国最早的矮秆水稻品种是农民在田里选出来的，当时虽然是矮株，但可能不抗病、产量不高，育种专家再通过找到抗病高产的品种与其杂交，将各种想要的优良性状集中到一个品种上去，便育成了更优良的常规稻品种。

我国杂交稻的推广从二十世纪七十年代开始。到2015年左右，我国水稻种植面积约4.5亿亩，杂交稻面积大概占了51%左右，常规稻种植面积大概49%。而现在杂交稻种植面积下降到了约2亿亩，常规稻种植面积增加到了约2.4亿亩左右。常规稻种植面积超过了杂交稻。“以前，提高粮食产量是首要任务，杂交稻每亩产量大概比常规稻高15%~20%；解决了温饱后，现在老百姓强调的是米质和口感，目前的杂交稻总体上没有常规稻好吃。加上近年来生产上大面积使用机械插秧和直播，每亩用种量大，使用常规稻要比杂交稻节省种子成本。所以，现在优质的常规稻种植面积在不断增多。”徐建龙说。

技术再进步：杂交稻也可以育出好口感

稻米的好吃和产量真的不可兼得吗？答案是令人高兴的。杂交稻并没有停留在不好吃的阶段止步不前。目前，杂交稻通过育种专家的不断改进，也有好吃的。比如广西、广东一带就育成了不少谷粒细长型、口感好的“丝苗米”。通常，好吃的杂交稻亩产量会比以前口感差的杂交稻低，但是比优质常规稻亩产量则要高。

水稻的优质、抗病、抗旱等性状都是由其基因控制的，可以通过各种手段把好的基因转移到同一个个体上去，培育出想要的理想品种。杂交是最常用的方法。“比如说，一种是‘好吃不抗病’的品种，另一种是‘抗病不好吃’的品种，将两个品种种杂交，可以选出‘好吃又抗病’的品种。”徐建龙说。针对那些容易将杂交技术与转基因技术混淆的“科技小白”，他说，杂交水稻并不是转基因产品。“转基因产品是指水稻本身没有这种基因，而把其他物种的功能基因导进水稻里来，是跨物种的。同为水稻但不同品种的水稻之间杂交不叫转基因。”

“弃而不用”的作物品种，有专库留存

通过育种技术，农作物品种不断“新旧更替”，那么，原先的作物种子是不是因为不再种植而彻底“灭绝”了呢？其实不是这样的。徐建龙告诉记者，以水稻为例，无论是农民早期种植的农家品种，还是变成矮秆以后的常规品种，“所有审定的品种，在国家种质库里都有留存。”

为了安全保存农作物种质资源，我国创建了以国家作物种质库（简称“国家库”）为核心的长期库、复份库、中期库、种质圃、原生境保护点相配套的种质保存体系，包括国家种质长期库1座、复份库1座、中期库10座、种质圃43个、原生境保护点205个。保存2114个物种的农作物种质资源50万余份，位居世界第二。

国家库研究员陈晓玲介绍，国家库于1986年建成，总建筑面积3200平方米。到目前为止，国家库已低温保存水稻、小麦、玉米、大豆等374种作物（877个物种）44.3万余份资源，以试管苗方式保存菊芋、山药、香蕉等40种无性繁殖作物（60个物种）资源537份，超低温保存苹果、桃、桑等17种无性繁殖作物（29个物种）资源623份。目前我国保存的作物种质资源80%是本土资源。种子保存温度-18℃，相对湿度<50%，种子初始发芽率≥85%，种子含水量5%～8%，在该条件下多数作物种子安全保存寿命可达50年以上。

那么，国家为什么花人力、物力、财力留存这些不种的种子呢？“保种。举个例子来讲，对于某个品种，如果农民不再种了，也没有收集保存，这个品种就永久消失了。而把种质收集保存在种质库就保住了。这样，在未来需要用到这个品种的时候，就可以在国家库里找到。”陈晓玲说。

国家库已累计向全国约1600多个单位提供了26万余份农作物种质资源。一个收集自云南德宏州芒市遮放镇的地方水稻品种，名曰“毫秕”，其米饭香软、冷不回生，是“遮放贡米”的一种。二十世纪六七十年代，随着高产矮秆水稻大面积推广，种毫秕的人越来越少，几乎绝迹。“毫秕”种子则被国家种质库保存下来了。生产上已经绝种40年后，经从种质库引种，如今已形成了云南遮放地区优质稻米品牌。“如果40年前没有收集入种质库保存，它可能就绝种了，今天就再也吃不到‘遮放贡米’的米饭。”陈晓玲说。

“从育种科研的角度也需要留存这些种子。”徐建龙说。因为不同的品种有不同的基因，好的基因需要通过鉴定才能发掘出来。“比如，一个品种有很好的抗病基因，没发病时，你看不出它有抗病基因。但是，如果把它拿到病区去种植，发现这个品种抗病，那我们就可以通过育种技术手段把这种抗病基因找出来。等到育种需要这种抗病基因时就利用起来了。”

陈晓玲介绍，现有国家库已饱和，无法满足我国作物种质资源事业发展的需求。今年2月动工的国家作物种质库新库正在施工中，新库保存容量为150万份（低温种子库110万份、试管苗库10万份、超低温库20万份、DNA库10万份），将满足今后50年全国作物育种、基础研究、产业发展等方面的需求。（记者 杨娜）