走進(jìn)廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所(下稱(chēng)“水稻所”)位于廣州白云區(qū)的實(shí)驗(yàn)基地，映入記者眼簾的是兩幅完全不同的景象：似火的太陽(yáng)下工作人員正在試驗(yàn)田里檢查整齊的水稻;一旁的大棚中，一叢叢雜草似的植物養(yǎng)在花盆里，地上已長(zhǎng)出薄薄的青苔。

“雖然看著不同，但地里的和盆里的都是水稻。”水稻所首席科學(xué)家王豐笑著告訴記者，每一個(gè)花盆中都保存著不同的野生稻品種，它們共同組成了全國(guó)規(guī)模最大的野生稻種質(zhì)資源圃——國(guó)家種質(zhì)廣州野生稻圃。一盆盆看似不起眼的“雜草”，凝結(jié)著數(shù)代育種研究人員的心血，也蘊(yùn)藏著糧食安全的“密碼”。

“廣東在優(yōu)質(zhì)稻等領(lǐng)域的育種水平處在全國(guó)領(lǐng)先地位。”省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。除了秈型常規(guī)稻大規(guī)模用上“廣東芯”，在雜交稻、“海水稻”等領(lǐng)域，廣東也取得了豐碩成果。

新型雜交稻“高產(chǎn)又好吃”

雜交稻產(chǎn)量高，但“卡脖子”的問(wèn)題是“不好吃”。其中難點(diǎn)就在“水稻雜交三系配套中的不育系”，如何讓不育系同時(shí)集成各項(xiàng)優(yōu)質(zhì)特性，成了王豐團(tuán)隊(duì)育種攻關(guān)的課題。

1996年，王豐開(kāi)始著手研究食味佳、產(chǎn)量高的雜交水稻品種。憑借多年的種植和科研經(jīng)驗(yàn)，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)選定了華南廣泛應(yīng)用的保持系“博B”與米質(zhì)較好、抗稻瘟病的常規(guī)品種“浙9248”進(jìn)行雜交，育成聚合了米質(zhì)、抗性和適應(yīng)性的優(yōu)良保持系。雖然進(jìn)展喜人，但王豐團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，材料的食味與粒型尚未達(dá)到設(shè)計(jì)的育種目標(biāo)。因此，團(tuán)隊(duì)再挑選食味外觀(guān)較好的優(yōu)良材料“米30”進(jìn)行復(fù)合雜交，使“米30”的優(yōu)良基因進(jìn)一步與材料聚合，再經(jīng)連續(xù)的回交與轉(zhuǎn)育，終于在2007年培育出優(yōu)質(zhì)不育系“泰豐A”。“將帶有目標(biāo)性狀基因的不同親本通過(guò)分步雜交，逐步使所有目標(biāo)性狀基因聚合到同一個(gè)材料中去，這種方法被稱(chēng)為分步雜交聚合。”王豐介紹。

此外，為保證新品種在不同種植區(qū)表現(xiàn)良好，可以應(yīng)對(duì)不同地區(qū)的生態(tài)條件和稻田病害，團(tuán)隊(duì)10余年來(lái)往返于廣東、江西、湖南等水稻產(chǎn)區(qū)，選擇病害嚴(yán)重的地點(diǎn)，對(duì)早期世代的育種材料進(jìn)行往返育種。這樣，“泰豐A”就對(duì)各地的病害都產(chǎn)生了良好的抗性。“這種方法被稱(chēng)為穿梭育種。”王豐解釋道。

分步雜交聚合和穿梭育種兩項(xiàng)技術(shù)的綜合使用，使培育出的“泰豐A”粒型細(xì)長(zhǎng)、整精米率高、堊白少，實(shí)現(xiàn)美觀(guān)美味的同時(shí)保持了雜交稻高產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，畝產(chǎn)較普通稻高10%—20%。同“泰豐A”配套組合的優(yōu)質(zhì)雜交稻，已有42個(gè)品種通過(guò)國(guó)家或省級(jí)審定，其中，15個(gè)次品種獲國(guó)家和省級(jí)優(yōu)質(zhì)稻食味鑒評(píng)金獎(jiǎng)和銀獎(jiǎng)。8月30日，王豐領(lǐng)銜的《雜交稻優(yōu)質(zhì)不育系泰豐A的創(chuàng)制與應(yīng)用》項(xiàng)目斬獲“海大杯”廣東種業(yè)科技創(chuàng)新大比武總決賽冠軍。

分子育種提供全新思路

“泰豐A”的成功，反映出水稻育種的三大主題：高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病。然而，新品種的培育成功，不代表此后可以高枕無(wú)憂(yōu)，客觀(guān)情況的變化不斷給育種提出新的要求。

比如廣東水稻的主要病害稻瘟病和白葉枯病，一直在不斷變化，因此要求水稻的抗病能力也要跟上。同時(shí)，人們的消費(fèi)理念也在變，以前廣東消費(fèi)者喜歡顆粒小、口感硬爽的“蝦仔米”，現(xiàn)在口感軟糯的五常大米也廣受歡迎。

外部環(huán)境瞬息萬(wàn)變，若育種專(zhuān)家預(yù)判不準(zhǔn)，數(shù)十年辛勞恐付諸東流。近年來(lái)分子育種的出現(xiàn)，則為提高育種效率提供了全新思路。

無(wú)論是傳統(tǒng)方式育種，還是分子育種，研發(fā)新品種的基因“材料”往往來(lái)自野生稻資源。因此，育種開(kāi)始之前，團(tuán)隊(duì)往往需要跋山涉水，搜羅適合育種的野生稻材料，花費(fèi)時(shí)間可達(dá)數(shù)十年。隨著國(guó)家種質(zhì)廣州野生稻圃建設(shè)的不斷完善，這一情況得到了改善。

目前，國(guó)家種質(zhì)廣州野生稻圃已擴(kuò)建至6.3畝，設(shè)置普通野生稻、藥用野生稻、疣粒野生稻及外引野生稻四個(gè)保存區(qū)，保存材料超過(guò)7000份。“比如，在藥用野生稻區(qū)保存的材料中，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)抗稻瘟病和白葉枯病的關(guān)鍵基因。未來(lái)，如果病害再發(fā)生變異，我們可以及時(shí)利用這些基因，加速育種研發(fā)進(jìn)程。”王豐說(shuō)。

此外，在種質(zhì)資源恢復(fù)方面，國(guó)家種質(zhì)廣州野生稻圃也逐漸發(fā)揮出相應(yīng)的作用。王豐回憶，團(tuán)隊(duì)在調(diào)研中曾發(fā)現(xiàn)，一些重要的野生稻自然保護(hù)區(qū)出現(xiàn)了退化的情況。近年來(lái)，通過(guò)培養(yǎng)移植野生稻圃中保存的種質(zhì)資源，這些保護(hù)區(qū)已經(jīng)逐漸恢復(fù)了往日的樣貌。水稻所相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，“除此之外，保存的種質(zhì)資源在未來(lái)還有更多應(yīng)用場(chǎng)景等待發(fā)掘。”水稻所相關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō)。

鹽堿灘涂地有望變良田

不久前，記者在江門(mén)臺(tái)山市海宴鎮(zhèn)的華僑農(nóng)場(chǎng)看到，一片新綠正覆蓋著往日的荒蕪——3年前，廣東海洋大學(xué)教授陳日勝團(tuán)隊(duì)帶來(lái)了“海水稻”種子，在這片沿海灘涂上墾造水田，并開(kāi)展海水稻的選育、試驗(yàn)與示范等工作。如今，基地內(nèi)海水稻種植面積已達(dá)4000畝。

耐鹽堿的“海水稻”研發(fā)，是近年來(lái)水稻育種的熱門(mén)方向。

海水稻是耐鹽堿水稻的別稱(chēng)，在鹽堿地、鹽漬地、灘涂上都具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，在鹽分濃度為3‰以上的土壤里仍可正常生長(zhǎng)。“普通水稻在鹽度1‰以上的環(huán)境下便難以種植。”陳日勝的助手介紹說(shuō)。

廣東省灘涂鹽堿地面積達(dá)500萬(wàn)畝，粵西等地的農(nóng)民種植“長(zhǎng)毛谷”等耐鹽堿水稻的歷史已逾百年，這為廣東海水稻的研發(fā)提供了得天獨(dú)厚的種質(zhì)資源優(yōu)勢(shì)。得益于此，廣東耐鹽堿水稻的研究歷經(jīng)近40年，除了陳日勝培育的“海稻86”，還推出了“海割”“海紅稻”“廣紅”等多個(gè)農(nóng)家品種。目前，海水稻已可耐受鹽度7‰的環(huán)境，而陳日勝團(tuán)隊(duì)正在培育可以在鹽度12‰的環(huán)境下種植的海水稻。珠江入?？跒┩康暮铀}度通常在10‰之內(nèi)，海水稻種植前景看好。此外，隨著培育出的品種增多，海水稻也在黑龍江等13個(gè)省區(qū)進(jìn)行了種植推廣。

比如石油城市大慶對(duì)開(kāi)發(fā)鹽堿地有補(bǔ)貼，但因沒(méi)有收成，農(nóng)民的種植意愿很低。勝君農(nóng)業(yè)科技有限公司承包并改造了4500畝鹽堿地，與陳日勝團(tuán)隊(duì)合作種植海水稻已有3年。該公司總經(jīng)理曲君業(yè)稱(chēng)，在土地狀況好的鹽堿地上，海水稻的收成今年預(yù)計(jì)可達(dá)到畝產(chǎn)1300斤，“產(chǎn)量有了，土地也改良了，老百姓認(rèn)可，就會(huì)愿意種。”

智庫(kù)觀(guān)察

“研發(fā)進(jìn)度”

也要提前儲(chǔ)備

果樹(shù)、生豬、作物……在深調(diào)研的過(guò)程中，記者發(fā)現(xiàn)，無(wú)論什么類(lèi)型，農(nóng)產(chǎn)品的育種過(guò)程總與漫長(zhǎng)的時(shí)間相伴。從丁穎、黃耀祥開(kāi)啟中國(guó)水稻育種的序幕，到如今高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雜交稻的誕生，前后已近100年。

水稻一年兩熟，果樹(shù)十年掛果，自然規(guī)律無(wú)法因人為因素而大幅度改變，這是種業(yè)發(fā)展無(wú)法回避的命題。培養(yǎng)水稻“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病”的綜合性狀，要一代而成幾乎不可能。水稻病蟲(chóng)害情況多變，需針對(duì)不同地域、不同情況改良不同品種;人民群眾追求美好生活，對(duì)水稻的香型、口感提出了更多要求;更遑論對(duì)產(chǎn)量的追求，科研人員正在沖擊一個(gè)又一個(gè)高峰。

這意味著糧食“芯片”的研發(fā)須臾不可放松?？v觀(guān)世界歷史，農(nóng)產(chǎn)品病蟲(chóng)害發(fā)生時(shí)，“亡羊補(bǔ)牢”式的搶救往往收效甚微。19世紀(jì)末，葡萄根瘤蚜蟲(chóng)病席卷歐洲，幾乎摧毀當(dāng)?shù)鼐d延千年的葡萄酒產(chǎn)業(yè);上世紀(jì)中葉，香蕉巴拿馬病導(dǎo)致主流香蕉品種“大麥克”滅絕，全球果農(nóng)遭到沉重打擊。

歷史的教訓(xùn)告訴我們，農(nóng)作物病害一旦大規(guī)模暴發(fā)，就要盡快推出抗病的新品種。因此，對(duì)于糧食作物而言，除了提供資金、技術(shù)、人才支持，提前儲(chǔ)備“研發(fā)進(jìn)度”非常重要。

多位專(zhuān)家表示，除了市場(chǎng)主流的栽培耕種品種，一些針對(duì)特別病害的研究方向，也應(yīng)該推進(jìn)至“待完成階段”。這樣，若突然發(fā)生大規(guī)模病害，抗病新品種研發(fā)可迅速完成，及時(shí)“補(bǔ)位”，有效避免長(zhǎng)時(shí)間、大規(guī)模的減產(chǎn)歉收，為國(guó)家糧食安全提供支撐。