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研发和选育多个新品种,杂交水稻全国重点实验室又一新目标——打造低镉水稻品种研究全球新高地
发布时间:2023-08-25 编辑:湖南政协新闻网
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凌晨2点的杂交水稻全国重点实验室大楼,依然灯火通明,育种观察、秧苗培育、水稻检测……科研人员仍在忙碌着。


在这里,几代杂交水稻人肩负国家粮食安全和种业振兴的重任,发扬袁隆平科技创新精神,追寻杂交水稻理论与技术的突破,取得了一批重大原创性科研成果,为巩固和保持我国在杂交水稻领域的优势地位提供了有力支撑。


目前,杂交水稻全国重点实验室聚焦低镉水稻、超高产水稻、耐盐碱水稻、高档优质稻、第三代杂交水稻、适宜机械化制种水稻培育等重点科研领域持续攻关,为长沙建设全球研发中心城市贡献力量。


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省政协委员、湖南杂交水稻研究中心党委书记许靖波(右)与科研人员交流稻种选育情况。 政协融媒记者  付栎摄


杂交水稻技术领先世界


杂交水稻技术作为我国科技创新自立自强的一面旗帜,是我国第一项出口美国的农业技术,一直处于世界领先地位。


坐落于省农科院内的杂交水稻全国重点实验室,前身为“杂交水稻国家重点实验室”,由“杂交水稻之父”、中国工程院院士袁隆平创建,是首批20家全国重点实验室之一。实验室由省农业科学院、武汉大学、袁隆平农业高科技股份有限公司共同建设,构建了研发、推广、应用的多维体系,现由中国工程院院士柏连阳担任实验室主任。


省政协委员、湖南杂交水稻研究中心党委书记许靖波介绍,水稻是全球60%人口的主食,而杂交水稻占水稻产量的57%,播种面积每年超2亿亩,稻谷产量每年超1.2亿吨,对保障粮食安全有着重要意义。


近年来,杂交水稻全国重点实验室围绕杂交水稻重大新品种选育、杂种优势机理研究,杂种优势固定技术、绿色高效生产技术等重大问题持续开展研究,形成一批享誉国内外的重大科研成果。目前,不断优化杂交水稻育种方法和技术,培育出一系列高产优质的杂交水稻品种,从2000年实现亩产700公斤,到2022年小面积多点突破亩产1200公斤,研发的低镉品种在全球首次推广120万亩。超级杂交稻攻关两度被两院院士评为“中国十大科技进展”。


第三代杂交水稻也取得重大进展。2021年,实验室利用“叁优一号”作晚稻,亩产936.1公斤。在衡南县开展双季稻周年推广试点,第一年亩产达到1500多公斤,2021年达到1603公斤,入选中国工程院“2021年全球十大工程成就”。


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杂交水稻全国重点实验室培育的水稻秧苗。政协融媒记者 付栎摄


科研攻关突破瓶颈问题


杂交水稻技术在多年发展中,不断取得新进展,但研发过程往往伴随着瓶颈阻碍。杂交水稻全国重点实验室立足产业发展瓶颈,不断攻克关键科技问题。


杂交水稻面临超高产、口感好、低镉、多抗、广适的重大品种较匮乏,种子成本高,优异种质与育种技术缺乏重大创新、杂种优势机理不清、杂种优势固定技术未突破等科技难题。此外,随着杂交水稻品种数量的增加,多品种充斥挤压市场,每年大约有1000个杂交水稻品种同时生产,导致综合性状特别优良的大品种缺失,近20年未培育出年推广面积超1000万亩的杂交水稻品种。


为破解这些问题,实验室集中骨干科研人员研发培育了“卓两优1126”杂交水稻品种,在云南小面积试验示范后,亩产达1211.15公斤,创全国最高纪录。在四川凉山德昌超高产攻关基地试种后,实现平均亩产1132.11公斤,创四川单季水稻亩产最高记录。同时,该品种还拥有超高产、高档优质、耐极端高/低温、多抗广适、氮高效等优良品质。


“让农民不需每年制种,买一年种子可以用几年,是我们研究的最终目标。”许靖波说,实验室对育种方法经历了从三系到两系的过程,今后向一系突破,致力于将杂种优势固定。目前,在杂交水稻优势固定技术方面取得积极进展。


致力培育低镉水稻品种


2021年,习近平总书记在山东考察时提出:“土地资源是很宝贵的,抗盐碱作物发展起来对提高土地增量是很有意义的。”低镉水稻的培育和耐盐碱水稻的攻关,具有异曲同工之妙,既是藏粮于地的技术,也是藏粮于技的技术,是杂交水稻全国重点实验室的工作重点。


我国有15亿亩盐碱地,其中1亿多亩可种水稻。朝着培育耐盐碱水稻的目标,实验室牵头在全国育种攻关,目前在盐碱地种植的水稻实现了亩产400公斤。许靖波说:“该项技术得到全世界高度关注,吸引了埃及等众多沿海国家多次前来洽谈合作事宜。”


低镉水稻培育也实现了重大突破。许靖波介绍,省农科院牵头组织镉低积累水稻育种研究,实现了3个“率先”——率先研创出“基因编辑低镉水稻”、率先建立理化诱变高效筛选技术体系、率先发现镉吸收基因天然缺失种质。


目前,实验室育成的“莲两优1号”“西子3号”“韶香100”“DY3号”等低镉新品种,2022年在湖南33个区县示范种植2万多亩,稻谷镉含量稳定在0.1毫克/公斤以下,并在当年入选“湖南十大科技新闻”。2023年,预计在湖南11个市州52个县市区推广120万亩低镉“臻两优8612”,为历史性解决“镉大米”问题打下良好基础。


“湖南有望率先‘脱镉摘帽’,推进全国镉污染稻田安全利用,2024年形成低镉水稻早、中、晚稻品种配套推广应用,打造全球低镉水稻品种创新高地。”许靖波说。


许靖波所带领的课题组还在构建再生稻高产栽培技术体系,创新集成再生稻“六适三高”栽培技术体系,实现再生稻生产农艺与农机的有机结合,头季机收的直行压损率由原来的47%降至21%,大幅提高了再生季的产量和效益。通过与农艺、农机相结合,再生稻周年亩产1304.32公斤,创湖南最高纪录,入选2023年湖南省农业主推技术。


下一步,实验室还将积极研发机械化制种技术,让大田用种成本降低;建立水稻病虫草害绿色防控丰产增效技术体系,让农药化肥使用降低。


“以袁隆平院士为榜样,始终把根扎在试验田里,把心用在科研创新上,为我国种业科技自立自强多做贡献。”许靖波说,这是所有杂交水稻人的初心和使命。


文 | 政协融媒记者 蔡烨

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