圖①：2014年3月，在海南三亞南繁基地，周政在查看、記錄水稻生長情況。
圖②：2017年9月，在湖南省湘西土家族苗族自治州龍山縣，趙正洪（左）給當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶示范優(yōu)質(zhì)稻種植行寬比。
圖③：“玉針香”與“泰優(yōu)農(nóng)39”（現(xiàn)名為“泰豐優(yōu)農(nóng)39”）米樣對(duì)比圖。
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從2020年年底通過初審，到走向田間地頭，一款由湖南省農(nóng)科院水稻研究所培育的優(yōu)質(zhì)稻新品種，經(jīng)歷的時(shí)間不過短短數(shù)月。但此前，為了實(shí)現(xiàn)豐產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)并存，它已經(jīng)過漫長的科研試驗(yàn)。這背后，是科學(xué)家團(tuán)隊(duì)一次次的測試、研究攻關(guān)以及幾代人對(duì)稻種資源和技術(shù)應(yīng)用的積累。
4月，一片和暖的海南三亞制種基地里，稻農(nóng)正忙著為抽穗揚(yáng)花的水稻“趕粉”——再過1個(gè)月左右，這片稻田里結(jié)出的“泰豐優(yōu)農(nóng)39”種子，就到了收獲的時(shí)候。“保守估計(jì)，連同湖南、福建4個(gè)點(diǎn)在內(nèi)的約150畝制種田，可收獲近6萬斤稻種，滿足2.5萬畝雙季晚稻的播種需要。”負(fù)責(zé)推廣這一品種的湖南金色農(nóng)豐種業(yè)有限公司總經(jīng)理林維群說。
2020年年底，“泰豐優(yōu)農(nóng)39”的初審結(jié)果傳來，湖南省農(nóng)科院水稻研究所一片歡騰——省內(nèi)7個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，兩年連續(xù)試驗(yàn)中，作為測試品種的“泰豐優(yōu)農(nóng)39”平均畝產(chǎn)583.5千克，在同等耕作條件下，比以穩(wěn)產(chǎn)和豐產(chǎn)聞名的對(duì)照品種還增產(chǎn)4.6%。這意味著，這款雜交稻新品種，優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)，順利通過審定，可以推向市場。
“這是種質(zhì)資源合作和精深研究的成果。”湖南省農(nóng)科院水稻研究所所長趙正洪興奮地說，“這個(gè)稻種的推出，將有利于彌補(bǔ)國內(nèi)一等優(yōu)質(zhì)雜交晚秈稻品種培育的不足。”
測 試
優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)讓水稻豐產(chǎn)又優(yōu)質(zhì)
“11號(hào)，米飯清香，飯粒完整，有黏性，基本不黏牙，軟硬適中……”
還不到中午，湖南省農(nóng)科院水稻研究所實(shí)驗(yàn)樓上，已經(jīng)米香四溢。桌上23份剛蒸煮好的米飯按照編碼排列。只見趙正洪揭開一個(gè)實(shí)驗(yàn)皿，用筷子挑起米飯，一聞、二看、三嘗，從氣味、外觀結(jié)構(gòu)、適口性等多個(gè)維度，逐一對(duì)米飯的食味品質(zhì)進(jìn)行分析點(diǎn)評(píng)。旁邊，團(tuán)隊(duì)研究人員將之詳細(xì)記錄下來。
“食味指標(biāo)評(píng)測，是優(yōu)質(zhì)稻評(píng)選的重要環(huán)節(jié)之一。”趙正洪告訴記者，在國家標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)優(yōu)質(zhì)稻的米質(zhì)都有很明確的要求，既包含了稻米整精米率、堊白度等理化指標(biāo)，也包括了食味品質(zhì)分，“還需要以市場上已經(jīng)廣泛為人接受的優(yōu)質(zhì)稻米作參照，才能對(duì)測試品種準(zhǔn)確賦分。”
23份測試樣品，有的來自目前國內(nèi)外正耕種的成熟水稻品種，余下多數(shù)是研究所從試驗(yàn)田里收割上來的試驗(yàn)品種。
盲評(píng)結(jié)束，雜交稻“泰豐優(yōu)農(nóng)39”的食味評(píng)分與全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心推薦作為稻米食味品鑒參照系的“玉針香”幾乎相同。
“過去，人們常常覺得，水稻在豐產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)兩方面不可兼得。”趙正洪說，成熟的常規(guī)稻品種經(jīng)過不斷改良，品質(zhì)容易得到提升，而雜交稻在豐產(chǎn)方面著力，高產(chǎn)稻乃至超級(jí)稻品種不斷涌現(xiàn)，“實(shí)際上，結(jié)合兩者優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)豐產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)‘兩頭甜’。”
不過，高產(chǎn)雜交稻要做到優(yōu)質(zhì)，需要的條件確實(shí)比常規(guī)稻更加苛刻。“雜交稻的基因來自于父本（恢復(fù)系）和母本（不育系）兩方面，往往需要經(jīng)歷幾代、十幾代，甚至幾十代的篩選。”趙正洪說，“要將這些優(yōu)異材料及其基因組合在一起，培養(yǎng)出豐產(chǎn)而優(yōu)質(zhì)，同時(shí)抗倒伏能力等綜合性狀都好的‘全能選手’，更不是簡單做加法就可以實(shí)現(xiàn)的。”
“泰豐優(yōu)農(nóng)39”的培育，正能說明其中的艱辛。
突 破
艱辛工作換來成功曙光
清早，湖南省農(nóng)科院水稻研究所副研究員周政搭上班車，去往距離研究所50公里外的長沙市高橋科研基地。200余畝良田上，已是一片忙碌景象。
為了選育具備優(yōu)異基因的稻種，研究團(tuán)隊(duì)每年配制不下300組雜交組合用于創(chuàng)制新的稻種資源。周政告訴記者，一年到頭，他和同事們都奔忙在田間地頭。
在水稻生長的關(guān)鍵期，不管是人工去雄、授粉等試驗(yàn)步驟，還是觀測水稻生長變化，大家往往頂著大太陽在稻田里一待就是好幾個(gè)小時(shí)。“我們是追著日頭跑的人。”周政說。正是在這種工作強(qiáng)度下，趙正洪團(tuán)隊(duì)培育出了米質(zhì)表現(xiàn)突出的一等優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻品種“農(nóng)香25”。
優(yōu)質(zhì)的問題解決了，趙正洪還想在豐產(chǎn)和提高抗逆性等方面做突破，便決心以這一品種為基礎(chǔ)，培育雜交稻。然而，優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻因遺傳來源相對(duì)單一、不具有恢復(fù)能力等，無法長期用作雜交稻父本。這讓團(tuán)隊(duì)在優(yōu)質(zhì)雜交稻的研究方面，一度止步不前。
關(guān)鍵時(shí)刻，團(tuán)隊(duì)打開思路，想到了此前高產(chǎn)雜交稻父本多來自華南稻。于是，團(tuán)隊(duì)與廣東省農(nóng)科院水稻研究所取得聯(lián)系，連續(xù)幾年到廣東與當(dāng)?shù)厮居N人員交流，并交換各自的稻種材料。
獲得材料后，周政就跟著團(tuán)隊(duì)一起利用華南稻開展優(yōu)質(zhì)稻改良工作。但接連幾百組有性雜交改良試驗(yàn)都效果甚微。“做科研就得下苦勁。方向沒有錯(cuò)，我們就堅(jiān)定地要搞出來。”周政說。
2014年，艱辛的工作換來了成功的曙光。從“農(nóng)香25”改良迭代的“農(nóng)香39”品種，在高產(chǎn)和高抗逆性方面都表現(xiàn)出了潛力，最關(guān)鍵的是具備了恢復(fù)能力，可用作雜交稻父本。
團(tuán)隊(duì)馬不停蹄，又從廣東省農(nóng)科院水稻研究所交流來較為成熟的不育系母本，開展大規(guī)模測配工作。
終于，2018年，團(tuán)隊(duì)通過優(yōu)質(zhì)父本與優(yōu)質(zhì)母本配制出了既豐產(chǎn)又優(yōu)質(zhì)的雜交稻品種，在當(dāng)年的湖南省優(yōu)質(zhì)稻評(píng)選中，獲評(píng)一等優(yōu)質(zhì)雜交稻。
接 力
幾代人研究積累數(shù)萬份稻種資源
從獲評(píng)一等優(yōu)質(zhì)雜交稻，到真正走上老百姓的餐桌，還需要至少兩年的區(qū)域試驗(yàn)。以湖南省水稻品種試驗(yàn)方案為例，每個(gè)品種需在湘南、湘中、湘北多地，至少7個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，歷經(jīng)兩個(gè)生產(chǎn)周期，完成湖南省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)組織的區(qū)域試驗(yàn)，并達(dá)到審定標(biāo)準(zhǔn)。
在周政的印象中，不少參試的優(yōu)質(zhì)稻新品種都沒挺過這一關(guān)，或是抗病性稍差，或是產(chǎn)量不達(dá)標(biāo)，或是在各地表現(xiàn)不穩(wěn)定。
“按照湖南省相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在適應(yīng)性、抗逆性等方面都達(dá)標(biāo)的情況下，參試的一等優(yōu)質(zhì)稻新品種在產(chǎn)量方面，允許比對(duì)照品種有5%以內(nèi)的減產(chǎn)幅度。”趙正洪說，“因此，‘泰豐優(yōu)農(nóng)39’能夠在產(chǎn)量、品質(zhì)等方面超出參照標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)屬不易。”
這來之不易的結(jié)果背后是幾代人的積累與接力。“在湖南省農(nóng)科院種質(zhì)資源庫，儲(chǔ)藏了大約2.5萬份稻種資源，較早的可以追溯到上世紀(jì)五六十年代系統(tǒng)開展水稻研究的時(shí)候，是幾代人研究積累下來的。”周政告訴記者，“近年來，在稻種改良過程中，還得到了一系列最新的、具有優(yōu)異性狀的中間材料，我們也及時(shí)保存在庫里，雖然不一定能在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用，但可以作為特異的稻種資源，用于下一步水稻品種的改良。”
相較當(dāng)年僅手握一個(gè)優(yōu)質(zhì)稻父本，且母本需要向外界尋求合作的窘境，如今，研究所已儲(chǔ)備了上千個(gè)品種的相關(guān)備選父本，自研的具備雜交優(yōu)勢(shì)、可開展試驗(yàn)的母本品種也有了10多個(gè)。
科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也加快了研發(fā)優(yōu)質(zhì)新品種的步伐。由于分子鑒定技術(shù)的應(yīng)用，現(xiàn)在，通常不再需要將海量的雜交搭配組合逐一試驗(yàn)耕種。“比如要培育具有清香味的雜交稻品種，通過鎖定影響稻米香味的基因，可以將需要篩選甄別的試驗(yàn)組合，從上萬種減少到數(shù)百種。”周政表示。
“從國標(biāo)一等優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻，到一等優(yōu)質(zhì)雜交稻，水稻的產(chǎn)量在提升，品質(zhì)也能做到一樣好。”趙正洪說。
