专题导读：中国超级稻育种技术创新与应用

    水稻是世界特别是亚洲地区最重要的粮食作物。为保障粮食安全,多数亚洲国家将高产作为水稻育种的首要目标。日本于20世纪80年代初率先开展水稻超高产育种研究。1989年,国际水稻研究所开始了水稻新株型育种,后被媒体宣传为超级稻。为保障中国粮食安全,借鉴中国水稻超高产育种及国际水稻研究所的新株型育种经验,农业部于1996年正式启动旨在提高水稻产量潜力的“中国超级稻研究”重大项目,明确超级稻是通过理想株型塑造与强杂种优势利用相结合的技术路线,培育的单产大幅度提高、品质优良、抗性较强的新型水稻品种,包括了超级常规稻和超级杂交稻。     中国超级稻育种技术路线首先是产生强杂种优势。传统的籼籼交或粳粳交因亲本间遗传距离过窄,难以产生强大的杂种优势。因此,需要扩大双亲的遗传距离。但由于籼与粳属2个亚种,杂交子一代营养优势很强,株高和生育期超亲,存在部分生殖障碍,表现花粉部分败育,结实率低下,无法直接利用。大量的测交结果表明,用籼粳中间型作亲本能最大程度协调杂种产量潜力的提高与株型理想配置的统一。     在株型塑造方面,由于中国幅员辽阔,气候生态各异,各地在实施超级稻育种计划时,均因地制宜地提出了理想株型模式,如东北稻区的直立大穗型、华南稻区的早长根深型、西南稻区的稀植重穗型、长江中下游稻区的后期功能型。从狭义的株型概念看,株型主要指地上部的叶形和穗形,而从广义的株型概念来看,根系的形态及功能属于株型的一部分。由于根系生长环境的复杂性及根系研究方法和手段的局限性使水稻根系性状的遗传研究相对滞后。近年来,随着超级稻育种的深入,大穗早衰的矛盾越来越突出,根系的重要性及根系遗传育种的迫切性引起了育种家极大的关注,而且往往将其独立于地上部株型开展研究。     项目实施20年来,中国科学家已在超级稻技术创新、品种培育与应用方面取得了巨大成就,截至2015年农业部根据《超级稻品种确认办法》先后10批次确认了146个超级稻品种,其中,籼稻品种95个约占65%,粳稻品种51个约占35%。通过超级稻技术示范推广,实现了超级稻单产和效益“双增一百”的目标,并不断带动全国水稻单产和效益显著提高。据统计,超级稻迄今全国累计推广面积超过7亿亩,带动水稻全国平均单产跃上新台阶,1996年超级稻项目启动年全国水稻平均亩产414.1 kg,2015年达到了459.5 kg,平均单产增加了45 kg,增幅达11%。超级稻研究与推广为保障中国的粮食安全提供了坚实的科技支撑。     近年来,超级稻育种技术得到不断提升,有2个明显的趋势：一是籼粳杂种优势利用途径从“籼不粳恢”向“粳不籼恢”发展;二是分子技术被广泛用于超级稻育种中。本专辑列入的论文,既有超级稻研究的历史回顾,又有超级稻育种技术研究的新进展。超级稻育种技术的不断创新和发展,赋予了超级稻在中国水稻生产中强大的生命力。     

超级稻在河南能种吗?

何为"超级稻" "超级稻计划"又称水稻超高产育种计划,最早是由日本人于1980年提出实施的.1989年,国际水稻研究所提出"新株型育种计划",计划于2000年育成产量12吨/公顷的超级稻.但由于技术路线选择失当,未达到预期的目标,而不得不把实现计划的时间推迟到2005年.     

把握方向创新机制实现超级稻研究和推广的新跨越

20世纪90年代后,中国科学家吸取日本和国际水稻研究所超高产育种的经验教训,创造性地提出了"理想株型塑造与强优势利用相结合"的中国超级水稻育种技术路线,获得一批超高产水稻育种材料,并成功培育了一批具有自主知识产权的超级稻新品种。中国超级稻今后发展要转变观念,科学把握超级稻的发展方向。发展超级稻主要是提高中国水稻的综合生产能力,以超级稻带动全国水稻的增产增收,带动水稻生产向高产、优质化方向发展。因此,要分稻区组建多学科、多单位联合协作的研究团队,进一步完善研究协作机制,要创新示范推广工作机制,建立激励机制;要整合资源,努力发挥项目的综合优势和叠加效应,实现超级稻研究和推广的新跨越。     

我国超级稻育种的现状与展望

1981年日本首次提出水稻超高产育种,1989年国际水稻研究所正式开展水稻超高产育种研究,计划至2005年育成平均667平方米产量达800公斤的水稻新品种,但由于技术路线欠妥,至今尚未大面积实现这一目标。我国农业部于1996年立项启动了“中国超级稻育种”计划,在着力提高产量潜力的同     

水稻高产、超高产育种研究现状

我国水稻高产和超高产育种大致分为三个阶段,即:矮化育种、杂交稻育种和超高产(超级稻)育种。水稻超高产(超级稻)育种被认为是水稻育种史上的第三次革命。本文回顾、分析了国内外水稻高产和超高产育种现状,对株型育种的主要理论及存在问题,提出了动态理想株型的观点和水稻动态理想株型的塑造途径,对水稻超高产动态育种理想株型育种进行了展望。     

我国超级稻育种的理论与实践

水稻是全世界最重要的粮食作物,担负着保障世界粮食安全的重任。我国是人口大国,是水稻生产和消费大国,随人口的增长,对水稻需求将呈上升趋势。高产和超高产是作物育种永恒的主题,是粮食安全最有效的保障。为早日实现水稻单产第三次飞跃,我国1996年提出了实施超级稻育种设想,采     

水稻超高产育种研究进展

水稻是最主要的粮食作物,水稻产量的稳定提高对于确保粮食安全具有重要的意义。在耕地面积不断减少的情况下,单产的提高是实现增产的唯一途径,超高产育种是摆在农业育种家面前的首要课题。文中就水稻超高产育种的研究现状、新株型创制、杂种优势利用等水稻超高产育种的理论和方法,综述了部分专家学者的观点,并结合北方超高产育种实践对未来超高产育种研究提出了一些粗浅的看法。     

华南超级常规籼稻育种体系的构建与实践

自1996年中同超级稻研究项目启动以来,广东省农科院作为中国超级稻研究项目主要发起和承担单位,承担了该项目的华南稻区超级稻选育研究工作,在继承水稻生态育种成就的基础上,经过十几年攻关,初步构建了华南超级常规籼稻育种体系:先后提出早长"根深"优质超级稻株型模式和华南"广适型"优质超级稻株型模式等育种理论.育成了早长"根深"型优质超级稻代表品种胜泰1号、多穗"广适型"超级稻代表品种桂农占,大穗"广适型"优质超级稻代表品种玉香油占.并在生产上大面积应用.科学实验和生产实践表明,华南超级常规籼稻育种体系的构建是超高产育种的又一新发展.是当前华南超级常规籼稻育种的一条有效途径.     

水稻超高产育种--从理论到实践

自20世纪80年代初提出并开展水稻超高产育种研究以来 ,经过20年的努力 ,已在超高产育种理论研究、新株型优异种质创制和超高产育种实践等方面取得重大突破。(1)确立了利用籼粳稻亚远缘或地理远缘杂交创造新株型和强优势 ,再通过复交或回交优化性状组配 ,聚合有利基因 ,并使理想株型与优势相结合 ,培育超高产品种或超级杂交稻的理论与技术路线 ;(2)创制出一批新株型育种材料 ;(3)育成了常规超级稻沈农265和沈农606,超级杂交稻两优培9和协优9308,大面积试种示范平均单产已超过12t·hm-2,并实现了超高产与优质的结合。     

中国超级稻育种研究进展与前景

对30年来中国超级稻育种研究进展与前景进行了综合评述,认为在“利用籼粳稻杂交创造新株型和强优势,通过复交优化性状组配聚合有利基因,选育理想株型与优势利用相结合的超级稻”育种理论与技术路线确立之后,中国在常规超级稻育种和超级杂交稻育种都取得了重大突破,成功地创造出一批新株型优异种质,培育出105个通过农业部认定的超级稻新品种和新组合.在大力推广超级稻品种的同时,高度重视配套栽培技术集成与示范推广,努力构建产学研紧密衔接的超级稻技术创新与示范推广机制.通过选育和推广优质、高产、广适、抗逆的超级稻,中国再次实现了水稻单产水平的新突破,综合生产能力继株型改良和杂交稻育种之后有了进一步提高,为中国稻作科学的发展和粮食安全作出了突出贡献.     

中国超级稻育种研究进展与前景

综合评述了中国超级稻育种研究进展与前景,认为培育和推广超级稻,是继株型改良和杂交稻育种之后,提高水稻综合生产能力,实现水稻单产水平进一步提高的重要途径。在"利用籼粳稻杂交创造新株型和强优势,通过复交优化性状组配聚合有利基因,选育理想株型与优势利用相结合的超级稻"育种理论与技术路线确立之后,在常规超级稻育种和超级杂交稻育种两方面都已取得重大突破,成功地创造出一批新株型优异种质,培育出一批优质抗病的超级稻新品种和新组合。这些超级稻新品种、新组合已广泛地应用于水稻生产实践,并已取得较好的增产效果。     

转基因技术改良水稻株型研究进展

优良的水稻株型是水稻能够获得高产的骨架,塑造理想株型是超级稻育种的主要技术路线之一。水稻株型相关基因的克隆为利用转基因技术改良水稻株型提供了条件。目前,利用转基因技术创造水稻新矮源的工作已经取得很大进展,对分蘖和穗型进行转基因调控的研究也已展开。随着越来越多的株型基因被克隆,利用转基因技术改良水稻株型将大有可为,这对水稻超高产育种的发展将起到积极的推动作用。     

优质超级粳稻新品种沈农9816选育及应用

<正>继2002年"籼粳稻杂交新株型创造与超高产育种研究"获得国家科技进步二等奖后,课题组先后又承担了国家"863"计划项目、农业部超级稻育种重大专项项目等研究任务,继续围绕超级稻的优质化育种技术、新品种选育和配套生产技术集成开展深入研究。经过10年的努力,取得的科技创新成果为:(1)首创了"以优质籼稻做母本,高产粳稻做轮回父本,通过多次回交和定向选择减少粳稻遗传背景中影响米质的不利籼型遗传累赘,实现超高产与优质相结合"的超级稻优质化育种方法和选择指标体系,实现了北方粳型超级稻育种技术     

广东省超级稻育种研究进展与展望

对国内外超级稻(超高产)育种研究作了回顾,简述了广东省超级稻育种研究取得的进展:育成了10个达到(基本达到)超级稻(准超级稻)产量指标的新品种(组合),并逐步进入生产示范和推广;初步创立了华南超级稻"半矮秆、早长根深"育种模式和华南双季超级稻"动态株型结构"育种模式两种理论。提出广东省今后超级稻育种与应用研究的课题是:提高超级稻品质和综合抗性;加强超高产栽培技术的研究和推广;改进超级稻品种(组合)区域试验的方法,加快超级稻推广。     

华南生态区超级稻育种的主要成就及未来发展趋势

中国超级稻研究项目启动至今,对促进我国的粮食增产,提升我国水稻育种水平发挥了重要作用。广东省农业科学院自1996年以来,作为中国超级稻研究项目主要发起和承担单位,承担了该项目的华南稻区超级稻选育研究工作。在开创水稻生态育种并取得显著成就的基础上,经过10年攻关,再创华南超级稻育种新辉煌。先后构建出"早长、根深"超级稻株型模式和华南广适应型优质超级稻株型模式;在优质超级晚稻育种和广适型超级稻育种方面率先取得重大突破;先后育成一批达标优质超级稻,主要代表品种有:品质可与泰国优质香米相媲美的优质超级稻品种胜泰1号、我国超级晚稻育种取得突破的先锋品种桂农占和大穗高结实的广适型超级稻品种玉香油占等,这些超级稻正迅速在生产上大面积推广应用,创造了显著的社会经济效益。     

对超级稻研究中几个问题的思考

在回顾国内外水稻超高产育种的理论与实践的基础上,指出必须通过目标创新、技术创新,实现超级稻新的突破。一是创制新种质、新材料,二是注重理想株型构建中几个关键性状的选择,三是开展生理生态理想型育种,四是分子标记辅助选择数量性状基因座(QTL),五是实施理想株型栽培,从而实现水稻超高产与优质、多抗及广适应性的同步改良与全面突破。     

云南省水稻超高产育种研究进展及展望

回顾了水稻超高产育种发展历程,从水稻新株型育种理论、理想株型与杂种优势利用相结合、籼粳亚种间杂交、借助分子技术选育超高产组合4个方面总结了目前水稻超高产育种取得的研究进展,并针对当前云南省水稻超高产育种存在的一些问题,提出水稻超高产育种研究的总体设想.     

北方粳型超级稻育种研究成果简介

北方粳型超级稻育种研究始于20世纪80年代中期，当时沈阳农业大学杨守仁教授和陈温福博士在籼粳稻杂交和理想株型育种研究的基础上，率先提出并开展水稻超高产育种（即超级稻）研究，并于1987年首次在国际水稻大会上作了题为“Trends in Breeding Rice for Super High Yield”的大会报告。同年，论文发表在日本“育种学杂志”上。1996年，在杨守仁教授的倡导下，农业部在沈阳组织召开“中国超级稻研讨论证会”，正式拉开了全国“超级稻育种研究”的序幕。     

水稻超高产育种的研究进展与前景

通过对水稻超高产育种现状的探索和研究,辩证地分析水稻超高产育种的理论和方法,对超高产新株型创制、水稻杂种优势利用等水稻超高产育种进行探索和实践,从而提出水稻超高产育种未来研究的方向和发展前景.     

国际水稻研究所超级稻选育途径

国际水稻研究所为实现水稻产量的新突破,每年以杂交500个左右的组合、鉴评6～7万个后代株系的规模,推进超级稻的选育进程。近年来,他们主要采取以下途径选育超级稻。1.扩大遗传多样性国际水稻研究所针对改良目标性状,选择多样亲本,克服现有新株型稻存在的问题,取得了良好效果。1996年该所研究人员比较研究