零的突破!中国双季早粳稻新品种选育成功

记者从中科院获悉,双季早粳水稻新品种“中科发早粳1号”现场会19日在江西省上高县举行。经现场测产,人工抛秧种植田和机插种植田平均亩产567.64公斤。

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这一由中国科学院院士、中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员李家洋团队选育的新品种 [转载出处:www.777y.com]

实现了我国双季早粳稻“零的突破”。新品种在机插秧、人工插秧、直播和抛秧等4种栽培模式下均表现优异,尤其在苗期抗冷、抗旱、成熟期抗穗发芽等农艺性状中表现突出,且外观品质优、味道好。

“今后人们提前一个季度就能吃上好吃的新粳米了。”李家洋说。

零的突破!中国双季早粳稻新品种选育成功

李家洋院士(左)在查看水稻生长情况。图片来源:上观新闻

填补我国水稻生产中的空白

我国是世界上水稻产量第一大国。然而,一直以来,双季早粳品种在我国水稻生产中是一个空白。

据介绍,我国双季早稻生产共有13个省,全部分布在南方低纬度地区,其中湖南、广西、江西、广东等4省区播种面积占全国的75%以上。根据2020年国家统计局公布的全国早稻生产数据,全国早稻播种面积4751千公顷(7126万亩),全国早稻总产量2729万吨(546亿斤),全国早稻单产5745.0公斤/公顷(383.0公斤/亩)。

然而,我国所有的双季早稻品种均为籼稻,目前国家设立的双季早稻品种审定组只有早籼组。早籼稻是在3月中下旬播种、7月中下旬收获(生长期100~120天)的南方籼稻品种。早籼稻品种尤其是长江中下游的品种由于其整体品质较差,大部分作为储备粮或工业用粮使用。

李家洋介绍,同早籼稻相比,生长在高纬度地区的粳稻品种具有抗逆性强、株型优、米质优、食味佳等明显优点。加速培育优良双季节早粳品种及其推广应用,可以极大的提高早稻米的品质和商业价值,不仅为农民增加经济效益,同时可将我国优质新米的上架期提前2-3个月。

李家洋说:“尽管育种家已经尝试了几十年,却一直未能培育出在实际生产中使用的双季早粳稻新品种。”

此次测产的双季早粳新品种属于早稻中迟熟类型品种。2020年在江西高安县和浙江永康市的早稻品比及多点试验中,平均株高90厘米左右,平均每穗总粒数超110粒左右,结实率可达85%以上,千粒重26克左右,平均亩产在500公斤以上。

不止如此,根据中科院统计,新品种抗逆性强,尤其苗期耐寒、后期抗穗发芽方面尤为突出,米外观品质优良,长宽比达3.0。主要米质指标达到优质二级米标准,食味佳。

“将双季早籼稻品种改为双季早粳稻品种,可以将优质新米提前两至三个月上市,为我国主粮供应端上第一碗饭。”李家洋说。

量身“定制”的水稻

“中科发早粳1号”新种质为我国优质稻改良示范出新的方向,具有重要科学意义和应用价值。新种质诞生的背后,蕴含着强大的技术支撑:分子精准设计育种。

李家洋团队长期从事高等植物生长发育与代谢调控的机理研究,为培育高产优质水稻新品种奠定了坚实的理论基础,并率先提出了“分子设计育种”的理念,大幅提升了水稻品种培育效率。针对长江中下游地区早稻生产中所遇到的问题,研究团队最终育成具有优质、高产、抗寒和抗穗发芽的全新“中科发”双季早粳新品种。

用李家洋的话说,“分子精准设计”就像组装一台电脑。“想要什么样的水稻,把相关的水稻基因组合在一起,就可以培育出满足需要的种子。”

与常规育种技术相比,“分子精准设计”育种不仅克服了育种周期长、偶然性大和育种效率低下等缺点,还可以对当前品种的缺点进行精确改良,实现多个优良性状的聚合。目前李家洋团队先后订制了多个具备高产、优质、高效、高抗等诸多优良性状的“理想水稻”。

李家洋团队的“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”研究成果分别于2017年获国家自然科学奖一等奖和2018年未来科学大奖。这些从科学理论到生产实践的成功范例,将会极大推动作物传统育种向高效、精准、定向的分子设计育种转变。

李家洋说,“精准设计”水稻不仅有助于保障国家的粮食安全,还有助满足“众口难调”的个性化需求。

目前,李家洋和团队正在尝试“定制”针对特殊人群的稻米,如针对糖尿病人的低淀粉,以培育出满足个性化需求的水稻。

“我国的水稻育种研究目前在国际上处于第一方阵。”李家洋说。但他同时表示,这一领域挑战犹存,“尽管目前水稻育种材料聚集了大部分优良性状,但仍然需要升级与完善。”

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