2022-04-26 09:15:07
農(nóng)民日報·中國農(nóng)網(wǎng)記者 李麗穎
胡培松在田間在觀察水稻生長情況?!≠Y料圖
在湖南長沙市望城區(qū)創(chuàng)聯(lián)農(nóng)機專業(yè)合作社聯(lián)合社的智能育秧工廠,一個個育秧盤里裝滿了營養(yǎng)豐富的有機質(zhì)土,顆粒飽滿的稻種被包裹其中即將破土而出。創(chuàng)聯(lián)聯(lián)合社理事長譚新龍說,目前育苗選用的都是品質(zhì)優(yōu)良,最受農(nóng)民歡迎的水稻品種,其中中嘉早17號抗倒伏性更強,能增產(chǎn),是我們育秧量最大的品種之一。
從2009年中嘉早17一舉刷新浙江省早稻百畝方示范紀錄,2010年被原農(nóng)業(yè)部認定為超級稻,2013年成為秈稻區(qū)年推廣面積最大品種,……中嘉早17高產(chǎn)、抗逆性好和適應性強的優(yōu)點越來越明顯,不斷成長為既適合食用又是加工優(yōu)質(zhì)米粉的最佳品種。2021年由中國水稻研究所胡培松研究員主持完成的“超高產(chǎn)專用早秈稻品種中嘉早17等的選育與應用”獲得國家科技進步二等獎。日前,記者深入采訪,探尋中嘉早17如何不斷探索、不斷完善,成為南方秈稻區(qū)早稻品種的“當家花旦”。
尋求突破 創(chuàng)制優(yōu)良新種質(zhì)
早稻約占我國水稻總產(chǎn)的16至18%,是我國重要的戰(zhàn)略儲備糧源,對保障我國糧食安全意義重大。長江中下游早稻約占全國早稻產(chǎn)量的70%,但該區(qū)域早稻生產(chǎn)存在苗期低溫冷害爛秧、生長期短難創(chuàng)高產(chǎn)、高溫逼熟品質(zhì)差等三大突出技術難題,導致該區(qū)域早稻生產(chǎn)效益低、波動大、農(nóng)民種糧積極性不高。
參與“中嘉早17”培育的嘉興市農(nóng)科院楊堯城研究員,之前主持育成的高產(chǎn)早稻品種嘉育293,曾是浙江省早稻一代當家品種,但在大面積推廣多年后,因為種性退化,產(chǎn)量、抗性等諸多重要性狀不斷下降,迫切需要選育超高產(chǎn)多抗品種來替代。繼嘉育293、浙733等這些高產(chǎn)品種推廣應用后,長江中下游地區(qū)的早稻單產(chǎn)在相當長的一段時期內(nèi)進入了瓶頸期,難以再上新臺階,想要有所突破,就急需新的高產(chǎn)基因型進行遺傳補充。
一方面,隨著人民生活水平的提高,老百姓直接食用早稻的比例越來越小,早稻的生存空間也越來越窄。另一方面,米粉作為我國南方傳統(tǒng)美食,深受消費者喜愛,并遠銷歐美及東南亞各國,但長期以來,市場上缺乏優(yōu)質(zhì)的專用米粉稻品種。
為此,胡培松研究員提出,早稻的根本出路在于品種專用化和用途多樣化發(fā)展。針對上述存在的技術難題和品種專用化、用途多樣化的消費需求,胡培松研究員帶領團隊歷經(jīng)多年堅持不懈地開展科研攻關。
優(yōu)質(zhì)米粉加工專用稻需要兼顧高直鏈淀粉含量和長膠稠度,但直鏈淀粉含量和膠稠度存在遺傳連鎖,高直鏈淀粉含量且長膠稠度兼顧的種質(zhì)材料在當時十分稀缺,進行遺傳改良的物質(zhì)基礎薄弱、技術難度大。
針對早稻生產(chǎn)現(xiàn)狀和技術難題,胡培松團隊提出芽期、苗期多重低溫耐冷篩選策略,開展“耐淹與耐低溫發(fā)芽+芽期耐低溫+苗期耐低溫+早生快長”協(xié)同篩選鑒定,并運用生態(tài)、地理遠緣雜交,與嘉興農(nóng)業(yè)科學研究院合作,將華南超高產(chǎn)品種特青2號的高產(chǎn)基因導入到嘉興市農(nóng)業(yè)科學院育成的早稻材料Z94-207中,構建大分離群體,分離世代以特青2號的株葉形態(tài)為“模板”,開展強化選擇,后代進行苗期耐低溫、早發(fā)性和產(chǎn)量等多重篩選鑒定,結合米粉專用稻品質(zhì)指標的篩選鑒定,最終創(chuàng)制出高產(chǎn)基因型、高直鏈淀粉且長膠稠度兼顧的米粉專用育種種質(zhì)嘉育253,成為長江中下游雙季早稻改良骨干親本。
創(chuàng)建平臺 提升早稻育種效率
優(yōu)良新種質(zhì)并不等于優(yōu)良新品種。從創(chuàng)制優(yōu)良新種質(zhì)到培育優(yōu)良新品種,中間的道路仍然漫長而曲折。如何提升育種效率培育出專用早稻新品種呢?
稻米品質(zhì)指標的準確快速評價,能更好地助推水稻品種選育。但稻米品質(zhì)評價指標眾多,傳統(tǒng)分析方法程序繁瑣,費時費力。
工欲善其事,必先利其器。2005年,胡培松團隊聯(lián)合國際水稻研究所(IRRI)成立中國-IRRI稻米品質(zhì)營養(yǎng)聯(lián)合研究中心,購置稻米品質(zhì)分析先進儀器設備,引導團隊成員,從攻克選擇效率低、費時費力的評價體系入手,系統(tǒng)創(chuàng)建了稻米直鏈淀粉含量(AC)、糊化溫度(GT)、膠稠度(GC)等關鍵指標的快速評價方法,稻米品質(zhì)高效評價技術平臺被國內(nèi)外同行廣泛利用。
長期以來,米粉專用稻選育一直無明確的具體指標,將直鏈淀粉含量作為主要參考指標,忽視膠稠度、糊化溫度以及淀粉精細結構等對米粉品質(zhì)的影響的問題。胡培松研究員帶領團隊利用快速粘度分析儀(RVA),研究了近300份水稻材料的米粉品質(zhì)、理化品質(zhì)與RVA特征值的關系,確立了粘滯性譜中的回生值和崩解值是米粉稻選擇的關鍵參數(shù),首次將RVA用于糊化溫度和直鏈淀粉含量的定量協(xié)同測定,獨創(chuàng)的RVA篩選米粉稻技術體系,使得選擇效率提高約20倍。
利用凝膠滲透色譜儀、毛細管電泳儀、差熱儀等研創(chuàng)出絕對直鏈淀粉含量、糊化參數(shù)、支鏈淀粉鏈長分布等米粉特性緊密相關的綜合評判指標,實現(xiàn)了米粉專用稻品質(zhì)指標的精準鑒定,獲發(fā)明專利6項,顯著提高了米粉專用早稻育種效率。
不懈堅守 “當家花旦”終育成
育種,是熱情、毅力、耐力和體力的持續(xù)考驗。一個品種的培育,至少要經(jīng)過8輪培育;一個好的水稻品種穩(wěn)定下來,起碼需要6年。早稻選種季節(jié),正值七月高溫天氣,胡培松研究員一般早上5點起床去地里,干二三個小時的活,已經(jīng)全身濕透,衣服能擰出不少水來。上來吃個早飯,換身干衣服再下田,等他再上來的時候,剛才的濕衣服已經(jīng)變成干衣服了,又可以重新穿上……,胡培松研究員一天下來要換上三四套衣服。寒暑交替,正是這樣每年從杭州到海南,“候鳥”一樣的往返、堅守,才終于有了回報。
利用創(chuàng)制的高產(chǎn)基因型米粉專用早稻育種種質(zhì)嘉育253,與苗期耐寒性好、結實率高的中選181雜交,結合米粉專用早稻篩選評價技術,一代代種植、選擇,最終育成適應性、產(chǎn)量、抗性、加工專用品質(zhì)等綜合性狀優(yōu)良的中嘉早17。
胡培松介紹說,傳統(tǒng)水稻中,膠稠度和直鏈淀粉是一對緊密連鎖性狀,膠稠度長讓米粉Q彈可口,而直鏈淀粉高則讓米粉不易糊。但同時擁有膠稠度長和直鏈淀粉含量高兩種特征的水稻,在自然界中幾乎不存在的。“中嘉早17”打破了這一瓶頸。
中嘉早17在歷次區(qū)試和生產(chǎn)試驗中均表現(xiàn)為增產(chǎn)幅度大、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗病。中嘉早17整精米率高、膠稠度長、直鏈淀粉含量高,加工出來的米粉彈性好、不斷條、不糊湯,而且也不會因為湯汁浸泡而漲糊,具有極優(yōu)的米粉加工特性。中嘉早17憑著“好加工”,尤其是米粉加工方面的特性優(yōu)勢,迅速風靡南方稻區(qū)。
湖南省常德市種糧大戶程兆軍,今年種了2000多畝早稻,他早早就準備了種子,其中包括6000多斤中嘉早17種子。他對這個品種贊不絕口:“產(chǎn)量高、成熟早,抗倒伏、抗病強,優(yōu)點多”。”近年來,湖南、江西等地出現(xiàn)加價收購中嘉早17的現(xiàn)象,用于米粉生產(chǎn),提高了農(nóng)民種糧積極性。中嘉早17在長江中下游65個縣市機插、拋秧、直播、移栽等多種栽培模式均表現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn),2010年被原農(nóng)業(yè)部認定為超級稻品種,2010年至2016年連續(xù)七年被原農(nóng)業(yè)部推薦為主導品種,2013年起連續(xù)5年是全國推廣面積最大的秈稻品種,2015年其應用1023萬畝,是1991年來唯一單年應用超千萬畝的早稻品種,約占長江中下游早稻面積20%,成為南方秈稻區(qū)名副其實的“當家花旦”。至2019年底,中嘉早17全國已累計推廣6532萬畝,增產(chǎn)稻谷21.3億公斤,農(nóng)民增收55.26億元。中嘉早17和嘉育253作為親本材料被廣泛利用,不完全統(tǒng)計,已有30個衍生早稻品種通過審定,衍生品種推廣3573萬畝,社會經(jīng)濟效益顯著。
“水稻育種研究是一項需要持之以恒的工作。”胡培松研究員表示,在未來的研究中,他的團隊將研究重心繼續(xù)放在“吃得好”“吃得安全”上,選育個性化、功能性、綠色優(yōu)質(zhì)好品種,把科研成果寫到祖國大地上,為口糧絕對安全保駕護航,讓國人把飯碗牢牢端在自己手里。
來源:農(nóng)民日報
編輯:王 婕