費(fèi)震江，董華林，武曉智，周鵬

摘要：回顧了國內(nèi)外超級稻育種的歷史，介紹了中國超級稻育種的理論與實踐。水稻產(chǎn)量的高低是由其“庫”、“源”、“流”決定的，以大幅提高單產(chǎn)為主要目標(biāo)的中國超級稻育種采取“理想株型塑造與亞種間雜種優(yōu)勢利用相結(jié)合”的技術(shù)路線，將形態(tài)改良與生理機(jī)能改進(jìn)、增加生物產(chǎn)量與優(yōu)化產(chǎn)量結(jié)構(gòu)相結(jié)合，以達(dá)到“庫”大、“源”足、“流”暢的目的。中國超級稻育種取得了巨大成就，據(jù)不完全統(tǒng)計，2005-2014年被農(nóng)業(yè)部確認(rèn)的超級稻示范推廣品種達(dá)到135個。提出了將超級稻育種研究引向基因?qū)用鎽?yīng)作為今后研究工作重點的觀點。

關(guān)鍵詞：超級稻;育種;理論;實踐

中圖分類號：S511;S334 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ?文章編號：0439-8114（2014）23-5633-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2014.23.004

Theories and Practices of Breeding Super Rice in China

中國是一個人口大國，水稻是我國最重要的糧食作物，常年播種面積約占糧食總面積的30%，總產(chǎn)約占糧食總產(chǎn)的40%，全國有60%以上的人口以稻米為主食。依靠科技進(jìn)步提高水稻生產(chǎn)能力是我國保持水稻生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的根本保證和必然選擇。我國水稻育種研究取得了兩次大的突破，第一次是20世紀(jì)50年代后期的水稻矮化育種，使水稻單產(chǎn)提高了20%～30%;第二次是20世紀(jì)70年代的雜交水稻育種，使水稻單產(chǎn)提高了20%左右。20世紀(jì)90年代立項的超級稻育種孕育著水稻育種研究的第三次突破。

1 ?超級稻育種的歷史回顧

超級稻從狹義上來說，是指在抗性和米質(zhì)與對照品種相仿的基礎(chǔ)上，產(chǎn)量有大幅度提高的新型水稻;從廣義上來說，是指在各個主要性狀方面如產(chǎn)量、米質(zhì)、抗性等均顯著超過對照品種的新型水稻。

1.1 ?日本超級稻育種

超級稻育種計劃也稱為水稻超高產(chǎn)育種計劃，最早由日本提出。1981年日本農(nóng)林水產(chǎn)省組織全國主要水稻研究機(jī)構(gòu)，開始實施歷時15年的大型合作研究項目“超高產(chǎn)作物開發(fā)及栽培技術(shù)的確立”，即“水稻超高產(chǎn)育種計劃”，簡稱“逆7.5.3計劃”。該計劃分3個階段實施：即1981-1983年為第一階段，期望育成比對照品種秋光增產(chǎn)10%的新品種;1984-1988年為第二階段，育成比對照品種增產(chǎn)30%的新品種;1989-1995年為第三階段，育成比對照品種增產(chǎn)50%的新品種[1]。至1993年，共育成7個新品種經(jīng)日本農(nóng)林水產(chǎn)省審定命名。但由于米質(zhì)和適應(yīng)性不理想等原因，未能大面積推廣應(yīng)用[2]。

1.2 ?國際水稻研究所超級稻育種

1989年國際水稻研究所啟動了旨在大幅提高產(chǎn)量潛力的“新株型育種”項目。該項目的目標(biāo)是到2005年育成的“新株型稻”產(chǎn)量潛力達(dá)到13～15 t/hm2，較當(dāng)時推廣品種增產(chǎn)20%～30%。1994年國際水稻研究所在國際農(nóng)業(yè)研究磋商小組召開的會議上，通報了該所育成的“新株型稻”，其產(chǎn)量潛力在熱帶旱季小區(qū)試驗中可望達(dá)到12.5 t/hm2[2]，但因結(jié)實率低、飽滿度差、感病蟲害、品質(zhì)不佳等缺點，也沒有推廣應(yīng)用。國際水稻研究所育成的新株型稻，新聞媒體用“超級稻”一詞進(jìn)行宣傳報道，超級稻因此而得名。

1.3 ?中國超級稻育種

1996年我國農(nóng)業(yè)部組織實施“中國超級稻育種及栽培技術(shù)體系研究”重大科技計劃，制訂了產(chǎn)量指標(biāo)：1996-2000年，常規(guī)早秈稻為9.00 t/hm2，南方常規(guī)單季稻為9.75 t/hm2，北方常規(guī)單季稻為10.50 t/hm2;雜交早秈稻為9.75 t/hm2，雜交單季稻為10.50 t/hm2，雜交晚稻為9.75 t/hm2。2001-2005年，常規(guī)早秈稻為10.50 t/hm2，南方常規(guī)單季稻為11.25 t/hm2，北方常規(guī)單季稻為12.00 t/hm2;雜交早秈稻為11.25 t/hm2，雜交單季稻為12.00 t/hm2，雜交晚稻為11.25 t/hm2（均為連續(xù)兩年在本生態(tài)區(qū)2個示范點，每點6.67 hm2面積上的平均產(chǎn)量。下同）。除產(chǎn)量指標(biāo)外，還要求北方粳稻和南方秈稻米質(zhì)分別達(dá)到部頒一、二級優(yōu)質(zhì)米標(biāo)準(zhǔn)，并抗當(dāng)?shù)?～2種主要病蟲害。針對早秈稻和連作晚稻因生育期限制，原標(biāo)準(zhǔn)中產(chǎn)量指標(biāo)過高的狀況，農(nóng)業(yè)部組織專家進(jìn)行反復(fù)論證，2005年3月提出修訂后的早秈稻和連作晚稻產(chǎn)量指標(biāo)分別為9.3 t/hm2和10.2 t/hm2，同時適時提出開展單產(chǎn)13.5 t/hm2的新的一季超級稻品種選育的探索研究[2]。2005年9月，農(nóng)業(yè)部頒布《超級稻品種確認(rèn)辦法（試行）》，規(guī)定要冠以“超級稻”稱呼需要農(nóng)業(yè)主管部門的嚴(yán)格審核和確認(rèn)[3]。2008年農(nóng)業(yè)部修訂《超級稻確認(rèn)辦法》，規(guī)定產(chǎn)量指標(biāo)：長江流域早熟早稻為8.25 t/hm2、中遲熟早稻為9.00 t/hm2，長江流域中熟晚稻和華南感光型晚稻為9.90 t/hm2，華南早晚兼用稻、長江流域遲熟晚稻和東北早熟粳稻為10.80 t/hm2，長江流域一季稻和東北中熟粳稻為11.70 t/hm2，長江上游遲熟一季稻和東北遲熟粳稻為12.75 t/hm2。除產(chǎn)量指標(biāo)外，對生育期、品質(zhì)、抗性和生產(chǎn)應(yīng)用面積也有明確規(guī)定。

1998年超級稻育種被列入國家“863”計劃。2004年9月，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)張啟發(fā)提出了“綠色水稻”的概念，“十一五”期間，國家“863”計劃現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的重點項目“綠色超級稻新品種培育”于2010年批準(zhǔn)立項。該項目的基本目標(biāo)是：在不斷提高產(chǎn)量、改良品質(zhì)的基礎(chǔ)上，力爭生產(chǎn)中做到基本不打農(nóng)藥，少施化肥并能節(jié)水抗旱。綠色超級稻的構(gòu)想賦予了超級稻新的內(nèi)涵。