2023

      為主糧供應“端上第一碗飯”

      “三伏”天氣炎熱，正是中國南方農村“雙搶”(搶收、搶種)時節。在江西省上高縣千畝連片示范田里，由中國科學院遺傳與發育生物學研究所(遺傳發育所)李家洋院士團隊實現世界水稻育(yu)種早(zao)(zao)粳稻“零(ling)的(de)突破”的(de)三大早(zao)(zao)粳新品系——“中科發早(zao)(zao)粳1號(hao)”“中科發早(zao)(zao)粳25”和(he)“中科發早(zao)(zao)粳23”金色(se)稻浪翻滾，豐收在(zai)即。

      7月20日(ri)，在中(zhong)國科學院遺傳發(fa)育所主辦、江西省(sheng)(sheng)農業(ye)科學院水(shui)稻(dao)研(yan)究(jiu)所和(he)江西省(sheng)(sheng)上(shang)高(gao)縣農業(ye)農村局(ju)共同(tong)協辦的(de)這三大早粳新(xin)品(pin)(pin)系千(qian)畝示范現(xian)場會上(shang)，相(xiang)關專家現(xian)場組(zu)織(zhi)實收測產并進行食味品(pin)(pin)嘗后表示，利用(yong)分子精準(zhun)設計育種技術培育的(de)“中(zhong)科發(fa)早粳1號”“中(zhong)科發(fa)早粳25”“中(zhong)科發(fa)早粳23”新(xin)品(pin)(pin)系農藝性狀(zhuang)表現(xian)突出(chu)，畝產超過預期(qi)，稻(dao)米外觀品(pin)(pin)質(zhi)優、食味好(hao)，在“民(min)以食為天”方面既保障(zhang)“吃飽”更(geng)助力“吃好(hao)”。

  “中科發(fa)早粳1號”等新品系江(jiang)西上(shang)高(gao)千畝(mu)示范(fan)現(xian)場，李家洋(yang)院士在稻田里向媒體(ti)介紹分(fen)子設(she)計育種等情況。中新社記者 孫自法 攝

      “中國有14億人口，要吃飽(bao)、吃好飯，是個(ge)大事。”李家洋院士在稻田邊接受采訪強調說。

      01

      為主糧供應“端上第一碗飯”

      中(zhong)(zhong)國是世(shi)界上水稻(dao)(dao)產量第一大國，雙季早(zao)稻(dao)(dao)為中(zhong)(zhong)國水稻(dao)(dao)生產和保障中(zhong)(zhong)國糧食安全(quan)(quan)(quan)都發揮重要作用(yong)。據(ju)2022年國家統(tong)計局公布的(de)全(quan)(quan)(quan)國早(zao)稻(dao)(dao)生產數(shu)據(ju)，全(quan)(quan)(quan)國早(zao)稻(dao)(dao)播種面(mian)積(ji)4755千公頃，全(quan)(quan)(quan)國早(zao)稻(dao)(dao)總產量2812萬噸(dun)，全(quan)(quan)(quan)國早(zao)稻(dao)(dao)單產5.91噸(dun)/公頃。

      中國(guo)科學(xue)院(yuan)遺傳發育所(suo)介紹(shao)說，目前中國(guo)所(suo)有的(de)雙季(ji)(ji)早(zao)(zao)稻(dao)(dao)品(pin)種(zhong)(zhong)均為(wei)秈(xian)(xian)稻(dao)(dao)，由(you)于(yu)早(zao)(zao)秈(xian)(xian)品(pin)種(zhong)(zhong)品(pin)質較差，極大部分都(dou)只能作為(wei)儲備糧(liang)、工(gong)業用糧(liang)或(huo)飼料使用。長期以來，品(pin)質優良的(de)雙季(ji)(ji)早(zao)(zao)粳品(pin)種(zhong)(zhong)在(zai)中國(guo)水稻(dao)(dao)生(sheng)產中是一(yi)個空白，主要原因就是未能培(pei)育出能夠用于(yu)生(sheng)產的(de)雙季(ji)(ji)早(zao)(zao)粳稻(dao)(dao)品(pin)種(zhong)(zhong)。

  ;    經過科研和推廣人員持續幾(ji)十(shi)年的(de)努(nu)力(li)工作，“秈改粳(jing)”在(zai)晚(wan)稻(dao)(dao)生(sheng)產(chan)中已取得(de)良好進展，稻(dao)(dao)米品質有效改善，農(nong)民收益顯著增加，但一直沒有培育出能用于農(nong)業生(sheng)產(chan)的(de)早粳(jing)稻(dao)(dao)品種。

李家洋(yang)院士(shi)(右(you))和謝華(hua)安院士(shi)在示(shi)范農田現場(chang)就“中科發早粳1號”等(deng)早粳新(xin)品系進行交(jiao)流。中新(xin)社記者 孫自法 攝

      2021年，李家洋團隊通過努力攻(gong)關，利用分子設計(ji)育種技術首次(ci)培育出(chu)可用于大田生產的雙季(ji)早粳水稻(dao)新品系“中科發早粳1號”，當年在(zai)上高縣200畝示范完成(cheng)實收測產，平(ping)均(jun)畝產達(da)567.6公(gong)斤，在(zai)實現高產抗逆的同時(shi)，還大大提升早稻(dao)米品質；2022年“中科發早粳1號”實收測產平(ping)均(jun)畝產達(da)603公(gong)斤。

      2023年“中科(ke)發早粳1號”在(zai)上高(gao)縣進(jin)(jin)行1000畝(mu)示(shi)(shi)范(fan)，這是早粳稻(dao)在(zai)當地連續第三年種植(zhi)，當天(tian)示(shi)(shi)范(fan)現場(chang)會上，中國科(ke)學院院士謝華安帶領(ling)測產專家進(jin)(jin)行實(shi)收(shou)測產，結果顯(xian)示(shi)(shi)，人工拋秧種植(zhi)的(de)田塊實(shi)收(shou)畝(mu)產615.3公(gong)斤，機插種植(zhi)的(de)田塊實(shi)收(shou)畝(mu)產562.5公(gong)斤，平均畝(mu)產588.9公(gong)斤。

      李家洋表示，將早秈稻品種改為早粳稻品種，這在中國和世界范圍內都是第一次的創新突破，可以將優質新米提前兩至三個月上市，從而為主糧供應“端上第一(yi)碗飯”。

      02

      育種研發推進早粳稻審定

      中國科(ke)學院遺傳(chuan)發(fa)育所指出，此前，由于中國種(zhong)植的雙季早(zao)(zao)稻品種(zhong)均為秈稻，國家設立的早(zao)(zao)稻品種(zhong)審(shen)定(ding)只(zhi)有早(zao)(zao)秈組。2021年(nian)“中科(ke)發(fa)早(zao)(zao)粳1號”培育成功后，面臨(lin)著無(wu)法進行新品種(zhong)審(shen)定(ding)及后續推廣的實際困難(nan)。

      得知早(zao)粳(jing)稻成功培(pei)育后，中(zhong)國(guo)農(nong)業農(nong)村部對(dui)此高度重視，該部種業管(guan)理司、全國(guo)農(nong)業技術(shu)推(tui)廣服(fu)務中(zhong)心等有關負責人(ren)到遺傳發(fa)育所(suo)進(jin)行(xing)調研，商討推(tui)進(jin)優質高產雙季早(zao)粳(jing)稻試(shi)驗(yan)工作方案(an)(an)。2022年1月，國(guo)家(jia)農(nong)作物品(pin)種審(shen)定委員會辦(ban)公室在(zai)北京組(zu)織(zhi)專家(jia)對(dui)《長江中(zhong)下游雙季早(zao)粳(jing)品(pin)種自主試(shi)驗(yan)方案(an)(an)》及(ji)《長江中(zhong)下游雙季早(zao)粳(jing)品(pin)種審(shen)定標(biao)準》進(jin)行(xing)論(lun)證(zheng)，并通過該試(shi)驗(yan)方案(an)(an)和品(pin)種審(shen)定標(biao)準，順(shun)利完(wan)成中(zhong)國(guo)首個早(zao)粳(jing)稻審(shen)定途(tu)徑的開(kai)通。

 “中科(ke)發早粳1號”等新品系江西(xi)上高千畝(mu)示(shi)范(fan)現場，沉(chen)甸甸的稻穗顯示(shi)豐收(shou)在即。中新社記(ji)者 孫自法 攝

      經過2022年與2023年連續兩年的多地區域(yu)試驗，結果表明，3個中(zhong)科發早(zao)(zao)粳(jing)新品(pin)(pin)系(“中(zhong)科發早(zao)(zao)粳(jing)1號”“中(zhong)科發早(zao)(zao)粳(jing)25”為早(zao)(zao)稻(dao)中(zhong)遲熟(shu)品(pin)(pin)種(zhong)，“中(zhong)科發早(zao)(zao)粳(jing)23”為早(zao)(zao)稻(dao)早(zao)(zao)熟(shu)品(pin)(pin)種(zhong))均表現優異，米質優良，抗(kang)逆性強(qiang)，符合早(zao)(zao)粳(jing)品(pin)(pin)種(zhong)審(shen)定標準。

      李家洋(yang)團隊稱，這三個(ge)早粳新品(pin)系(xi)材料通過國(guo)家品(pin)種審定后，將成為中(zhong)國(guo)首(shou)個(ge)可以商業(ye)(ye)化種植(zhi)的雙季早粳稻品(pin)種，后續加速優良雙季早粳品(pin)種推廣應(ying)用，可以極大提高早稻米的品(pin)質(zhi)和商業(ye)(ye)價值，不僅(jin)能服務鄉村振興和農民增收，還可將中(zhong)國(guo)優質(zhi)新米的上架銷售期提前(qian)2-3個(ge)月(yue)。

      03

      率先提出“分子設計育種”理念

      在(zai)備受關注的水(shui)稻育(yu)種(zhong)領域，“中(zhong)科發(fa)早粳1號”等三大早粳新品系(xi)成(cheng)功(gong)培育(yu)和種(zhong)植示范，為中(zhong)國優質(zhi)稻改良(liang)提供新的方向，具(ju)有重要科學意義(yi)和應用價(jia)值(zhi)。其成(cheng)功(gong)的基礎，是李家洋團隊在(zai)國際上(shang)率(lv)先提出“分(fen)子設計育(yu)種(zhong)”理念(nian)，并持(chi)續開展分(fen)子設計育(yu)種(zhong)技術研發(fa)和攻關。

 “中科發早粳1號”等新(xin)品系江(jiang)西(xi)上高千畝示范現場，李家洋院士(右二)團隊主要成員(yuan)代表合影留念。中新(xin)社記者 孫自法 攝

      李家洋(yang)團(tuan)隊長期(qi)從(cong)事高等植物生長發育(yu)與代謝調控的(de)機理研究，在中國率先(xian)建立植物基(ji)因圖(tu)位克(ke)隆技術方法體系(xi)，克(ke)隆影響水(shui)稻株型、分(fen)蘗(bo)數目(mu)、株高、分(fen)蘗(bo)角度、穗大小(xiao)、穗型、莖(jing)稈強(qiang)度等株型特征(zheng)的(de)一系(xi)列重要(yao)基(ji)因，分(fen)離(li)鑒定出水(shui)稻抗性淀粉合成等重要(yao)基(ji)因，為培育(yu)高產優質(zhi)水(shui)稻新品種(zhong)(zhong)奠定堅實的(de)理論基(ji)礎，并以“分(fen)子設計育(yu)種(zhong)(zhong)”理念和(he)技術大幅提升水(shui)稻品種(zhong)(zhong)培育(yu)效率。

      在(zai)“中(zhong)科發早(zao)(zao)粳1號”等(deng)三大早(zao)(zao)粳新品(pin)系(xi)水稻(dao)育(yu)種研究中(zhong)，針對(dui)長江(jiang)中(zhong)下游地區(qu)早(zao)(zao)稻(dao)生產(chan)(chan)中(zhong)所遇(yu)到的問題，李(li)家洋團隊以優(you)異稻(dao)米(mi)品(pin)質(zhi)基(ji)因(yin)為主線，結合高(gao)產(chan)(chan)抗逆(ni)基(ji)因(yin)等(deng)，運用分子(zi)設(she)計育(yu)種的理念和技(ji)術，選擇最佳親(qin)本通(tong)過雜(za)交(jiao)選擇，最終育(yu)成具有優(you)質(zhi)、高(gao)產(chan)(chan)、抗寒和抗穗(sui)發芽(ya)的全新“中(zhong)科發”早(zao)(zao)粳新品(pin)系(xi)。這些雙(shuang)季早(zao)(zao)粳新品(pin)系(xi)均表現抗逆(ni)性(xing)強(qiang)，尤其(qi)苗期(qi)耐寒、后期(qi)抗穗(sui)發芽(ya)方面(mian)尤為突出，具有米(mi)粒(li)外觀品(pin)質(zhi)優(you)良、主要米(mi)質(zhi)指標(biao)(biao)達到優(you)質(zhi)二級米(mi)標(biao)(biao)準及以上、食(shi)味佳等(deng)特點。

      中國科學(xue)院遺(yi)傳發育所表示，李家洋(yang)團隊在(zai)水稻育種(zhong)領域實現重大突破(po)性進展，以(yi)及從科學(xue)理(li)論到生產實踐的(de)成功示范，將(jiang)推動(dong)作(zuo)物傳統育種(zhong)向(xiang)高效、精準、定向(xiang)的(de)分子設計育種(zhong)轉變。

  “中科發早粳(jing)1號”等(deng)新品系江西上(shang)高千畝(mu)示范現場(chang)，大型收割(ge)機在開展水稻收割(ge)作業。中新社(she)記者(zhe) 孫自法 攝(she)

      據了解(jie)，李家洋(yang)院士及(ji)(ji)其團隊在水稻高(gao)產優質(zhi)性(xing)狀形成(cheng)的分子機理及(ji)(ji)品種(zhong)設(she)計方面(mian)的研究成(cheng)果(guo)，已獲得2017年(nian)國(guo)家自(zi)然科學(xue)獎(jiang)(jiang)一等(deng)獎(jiang)(jiang)、2018年(nian)未來科學(xue)大獎(jiang)(jiang)、2022年(nian)首(shou)屆(jie)國(guo)際(ji)種(zhong)業科學(xue)家獎(jiang)(jiang)團隊獎(jiang)(jiang)、2023年(nian)第三屆(jie)全國(guo)創新爭先獎(jiang)(jiang)牌等(deng)獎(jiang)(jiang)項。