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超级杂交水稻育种研究进展.

超级杂交水稻育种研究进展(袁隆平)H前,中国人口冇13亿,人均对耕地仅1.4亩,预11-2030年人11将增至16亿,人均町耕地将减少到Im 左右。

面对人口增长爪力和耕地减少的严峻形势,为保障粮仅安全,农业部于1996年启动实施了超级水稻育种计划。

技术路线□ 育种实践表明,通过育种提高作物产量,可川纳出两条仃效途径:一是形态改13,二是杂种优势利用。

单纯的形态改良,潜力仃限;杂种优势不与形态改良结合,效果较差。

相关育种途径和技术,包括基因工程在内的W技术,彊终将落实到优良的形态和强人的杂种优势匕才会对提高产量冇贡献。

但是, 疗种进一步向更高层次发展,也必须依靠卞物技术的进步。

形态改良优良株型是高产的基础。

口从1968年Dr.Donald提出理想株型概念肩,很多水稻育种家特别注总这一重要课题,并设想了多种高产水稻模型。

其屮著名的是国际水稻研究所Dr.Khush提出的“新株型"稻,其主耍特征是:①大穗,每穗250粒;②分藥少, 侮株3~4个有效分簾;③短而壮实的秆。

这种模型是否高产,还冇待实践证明。

发现超尚产品种仃如下形态特征。

A.高冠层上-叶叶片应长、直、窄、凹、厚。

长而直的叶子不仅叶面枳大而11能两而受光又耳不遮荫,因此能更右效地利用光能;窄叶所占的空间面积小,能增加有效的叶面积指数;凹字形可使叶片坚挺不披;厚叶光合功能强IL不易早哀。

总Z,具仃这种形态特征的水稻品种,能冇最大的冇效叶面积指数和光合功能,为超高产提供充足的光合产物即冇机源。

B.矮穗层成熟期稻穗顶部离地面仅60〜70cm, 这种结构由于重心卜•降,可使植株高度抗倒伏。

抗倒是培育超高产水稻必备的特性。

C・中大穗_□毎穗谷疏约6克,每亩16・17丿总。

稻谷产吊「=生物学产htx收获指数。

理论I:,英产吐潜力为1000公斤/市。

现行的矮秆品和,收获指数(HI)L2很高(>0・5), 进一步处场收蕊指数L2札严1仃限,W此,上加应依如提髙生枷%产幕以进氏-提高稻谷产量。

□从形态学观点來看,提高植株高度是提高生物学产啟有效而町行的方法。

然而这种方法会引起僧伏。

为解决这个问题,不少冇种家正试图使茎秆更«壮,但此举会导致收获指数下降,因此,很难达到超局产。

上述山叶片组成的高叶冠层植株模型能同时将高生物学产量、髙收我指数和高度抗倒伏二者较好的统一起来, 从而能实现题W产。

提高杂种优势水平水稻的杂种优势强弱有如卜的趋势:釉粳交>和1爪交>粳爪交>釉釉交>粳粳交。

依据我们研究,釉粳杂交稻库大源足,其产常潜力比现行在牛•产卜・应用的品种间朵交稻町提高30%以上。

但是,要利用釉粳杂种优势的难度很大,最主要的是釉稻和粳稻为不同亚种,亲缘关系较远,二者Z间存在不亲和性,致使釉粳杂种的受桥结实不正常,- 般结实仅30%左右,因此,其实际产量不尚O经过近10年的努力,我们在利用釉粳杂种优势育种上终于取得成功,育成一批结实率正常的具冇超高产潜力的釉粳杂交稻组合。

主耍经验,■是利用广亲和基W以克服柚粳稻Z间的不亲和性:二是川具冇混合亲缘的中间型材料IflJ不是用典型的柚、粳品种作亲木,以协调其它方面的矛盾。

3、借助分子技术常规佇种与生物技术相结介是今后作物育种的发展方向,这也是选育超级杂交稻具育巨大潜力的途径。

利川野t稻中的仃利基W基r分子技术和川间试验,鉴别出两个源r普通野生稻(O.rufipogon}的増产QTL,每个QTL具仃比高产对照朵交组合(V优64)增产18%的效应。

通过分了标记辅助选择和m间选择,已育成1个带有匕述两个QTL位点的优良恢复系R163,它的杂交种Y两优7号(Y58S/R163), 2008年被认定为湖南省的第二期超级稻,大而积住产一般市产700 公斤左右。

利川稗草的DNA创造水稻新资源通过穗颈注射法将稗吐的总DNA导入恢父系(R207),后代产生鸾异,从这些变界株屮选疗出W的优良、稳辿的淀[系RB207-1,它八仃如下性状特征。

①穗大粒多;②粒朿比原始R207大大提高。

尤其是其杂交种GDS/R.B207.1,株型良好,杂种优势强,在海拔较高的山区(400・800杓表现特别好,2005年仃二个试验点、,小面积(2.3(if)(if 产都在900公斤以上。

经分子检测,RB207J伶仃稗吐DNA的片断。

选育C4型超级朵交稻与香港屮文人学介作,源丁•玉米的C4基因已被成功克隆并lE在导入超级杂交稻的亲本。

理论1X4^因的光介效率比水稻的C3 基I 大1高30%,初步测定,冇个别含C4基因的亲本植株,其叶片的光合效率比对照高10.30%,但还不稳定,仍在继续选冇中。

前景基于第一期超级杂交稻取得的成就,我们特捉出一个超级杂交稻“种三产四”的丰产丁程计划,即种三亩超级杂交稻产出现仃四m地所住产的粮食。

计划用5年时间〃全国发展6000万m,产8000万亩的粮食。

该丄程既能保证我国的粮&安全,乂能¥了约2000力亩耕地,以发展其它经济效益更M的项II,为农民致富创造条件。

宙于这项汁划具仃I•分疋要的现实盘义,因而受到了各方面的高度巫视和支持。

2007年C在湖南省率先实施,在20个小范县中有18个县达标。

2008年已验收的7个早稻示范县.20个县全部达标。

安徽芜湖币、河南信阳市也在积极地实施这项丄程,而n.效果良好。

科技进步永无止境,水稻还有很人的产磺潜力。

根据以上族项研究进展,2006年科技部12立项和品动了第二阶段超级朵交稻仃种汁划,即到2015 年第三期单季超级杂交稻人面积示范的产吊指标是900公斤/m。

遵照科技部2008年立项的"强优势水稻朵交种创制弓应川研究”讣划,我们捉出分二步走的计划來实现第三期H标:第一步,2010年亩产830公斤(2009年有三个许市达棕):第二步,2012年亩产860公斤:笫三步,2015年完成任务。

我国小麦育种的冋顾与展塑(李振声)一、我国小麦工产发展概况根据国家统计局资料,1952年我国小麦平均亩产48.8公斤,到2008年平沟质产达到317.5公斤,增K6.5倍。

小麦播种面积从1952年的3.717亿li 到1991年增至4.6422亿由,到2008年乂减少到3.5426亿亩,比1952年还减少<0.1744亿亩。

而小麦总产从1952年的0.1813亿吨,到2008年增加到1・1246亿吨,增长了6・2倍。

实现了供需平衡有余。

八我国小麦育种冋顾.新屮国成立60年來,我国小麦育种取得了卓越的成就,先后选育了数以千计的优良品种,每年在牛产上种植的小麦品种有300-400个。

种卅iidj积在WOO万W以上的胡种累计有60余个,为我国小麦牛产的发展做出了□人贡献。

以提高抗病稳产为主的育种阶段(1950—1960年代)1950年春我国小麦条锈病发t空何大流馆造成 X年小麦大减产,据估汁,金国小麦大约减产60亿公斤。

条锈病的流行主要取决丁菌源的数最9传播和小麦品种的抗病性,前者k要受存李雨量多少的影响,而小麦品种的抗件则W 病原菌的变异而定。

山丁病原何变异快,小麦品种选疗进度慢,品种抗性难以持久,必须经常更新。

据26个国家统计,条锈病菌发生新小种变异的速度是,平均为5・5年就产工一个新的流行性小种;而育成一个小麦新品种一般需嗖:8・10年050年代犬面积推广的第-批改艮品种冇碧蚂1号、南人2419、等。

碧蚂1号域高年份达9000丿jm,覆盖了榕个黄淮流域和河北中部以北平原地区。

南大2419年垃犬推广面积7000万乩覆盖了长江流域。

到60年代,各地111于推广品种先后丧失了抗性,乂育成了一批新的抗病良种,推广面枳达到10007; m 以上的仃济南2号、北京8号、内乡5号、仃家庄54、阿勃、阿夫等;由r这些品种的推广基木控制了条锈病新小种的流行危害。

使我国小麦平均m产达到100 公斤以上,提丽了 -倍。

2、以矮化与高产为上的育种阶段 (1970—1980年代)随着生产条件的不断改善和国际上绿色革命 的兴起,在继续保持对条锈病抗性的基础I 我国 和应疗成 品种, 70年代年故大推广而积/H10007JI11以上的仃 泰ililV.卞产3号、博农7023达等。

其中泰山1号, 山支人推广而积达40007;亩以上。

80年代后,対抗病性的耍求是兼抗口粉病, 年般人种植廁积在1000万亩以上的品W 仃冇农 3217、济南13、倂麦14、山农辐63、冀麦30等。

这吐代农性品种推广使我国小麦平沟市产达到200 公斤以上,乂提拓了 ■倍。

3、高产和优质育种并进阶段(1990年 代到新世纪初)小点腑船脇册fW 齡态通过由中国科学院和中国农业科学院联合t 寸申的“国家 973计划”小麦品质课题的研究,殺本明确中W 优质小麦右 W 个上耍优质源,一个国家适合做面包的强筋E 麦 M 响心考痒(Laneota, "F 考拉(Yecora. 四;;f )尊; •个璋我WM 己培ff 的适介制作馋头、術条、饺f 等蒸点类传 晶的羸种小仪64临汾5064等。

由r 优质小麦品种的推广,我国皋本结束r 优质左依矗进 口的历史。

乩;^粧麴髓轮抗倒、丰产的优良 醐辎般鹦軀針嗦1 娜牆侧字 牆醐翘第麗到認熬緘滋S ㈱譽示范 IUI三、我国小麦育种的展望从以上对我国小麦育种三个历史阶段的冋顾中,可以看出满足社会消费需求是促进小麦生产发展和品种不断改良、更新的动力。

在新形势下,进•步推动我国小麦生产发展和品种改良的动力是什么?我们经过反复讨论,提出了两个“转变”的新思路。

1、小麦生产从面向国内市场逐步向国内、国外两个市场转变1997年以前小麦憤是我国进口的主要粮食品种,r 12002年起我国逐步走向小麦净出口国行列。

今年我国小麦产运大幅增加的情况下,出口量有望大幅增长,出口小麦结构有望改变,并会以更多的制粉小麦出口到国外。

这里所说的国外市场主要是指东南亚和东亚市场,距离我国近,令地理优势,同时该地区对而食品的要求也与我国相似。

从我国国情考遥.能出L」的小左数S不会人多,但足息义匝人。

在科研方叭它可以促进我国科技「•作者继续努力捉席小左甲•产和A进品质的研究:在匸产方而•叮以集屮优势地区推广优质品种・促进农尺增产增收,捉商种粮农民的r产枳极性.也可以改变近年来我国小麦播种而枳减少过多的趋外・形成推动我国小麦生产发展的新动力•做出I:述论断的根据足,我们对近十年來,我国水稻、小麦■ 玉米Y种作物的播种而积、单产y总产的变化进行了比牧和分析・发现小左的播种浙枳减少的城(21.7%) •甲・产増K幅度自支人(29.2%).依辂提岛m•产保证了总W的增长(2.5%).实现了全国小左供需平衡仃余・说明小麦卞产足个很仃活力的产业.还有增产潜力町以挖掘•在它保证满足W内市场需求的前提下.将1^ 企的小以优质产品销往国外帀场•足川行的。

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