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.     

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。     

我国超级杂交稻育种研究进展及展望

回顾了国内外超级稻育种历史,介绍了我国超级稻育种研究进展,指出我国超级稻育种在籼粳亚种优势利用及株型育种中取得了重大突破,超级稻在我国已处于大面积推广阶段。针对我国超级稻品种（组合）普遍存在适应性不广、结实率偏低、抗性及米质较差、双季超级稻品种（组合）较少及育种理论和技术还有待完善等问题,提出未来超级稻育种的策略。     

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。     

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。     

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.     

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.     

中国超级稻育种研究的创新与发展

超级稻育种是中国自主创新的重大技术,自1996年以来,全国超级稻研究协作组在超级稻育种技术的确立、理论体系的建立、育种材料的创制及新品种选育与推广方面取得了很大的成就。中国超级稻育种研究之所以能创新与发展,首先,满足生产和市场需求是超级稻发展的根本目标,第二是创新了超级稻育种技术路线,第三是良种良法配套使中国超级稻得以大面积应用,第四联合协作攻关是中国超级稻创新的重要保障。     

北方粳型稻超高产育种理论与实践

 从育种理论、育种技术及育种实践等方面，综合评述了中国北方粳型稻超高产育种研究进展与前景，认为培育和推广超级稻是继株型育种和杂交稻之后，提高北方粳稻综合生产能力，实现北方水稻生产跨越式发展的重要途径。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，北方粳型超级粳稻在常规育种方面已取得重大突破，成功地培育出一批优质抗病的超级稻新品种并已广泛应用于生产，如沈农265、沈农606、吉粳88等。与常规超级稻育种相比，超级杂交粳稻育种研究进展则相对较缓慢。这一方面是由于北方气候与生态条件的限制，另一方面是育种技术相对落后。解决优势与生育期的矛盾、产量与品质的矛盾以及提高制种产量等问题，仍然是北方超级杂交粳稻育种所面临的严峻挑战。本文还讨论了与粳型超级稻育种有关的生理和遗传问题。     

超级稻的分子设计育种

超级稻育种的目标是在水稻矮化育种和杂种优势利用取得突破的基础上,通过理想株型的构建结合籼粳亚种间杂种优势利用,来实现寻求水稻单产、品质、适应性的新突破。作物分子设计育种是通过各种技术的整合与集成,对作物从基因(分子)到整体(系统)不同层次进行设计和操作。将分子设计育种的知识和手段应用于超级稻育种,可以在尽可能短的时间里培育出更多、更好的超级稻品种或杂交组合。因此,对水稻分子设计育种的基本理论和相关领域的最新研究进展进行了综述,展望了分子设计育种对提升传统育种效率和培育超级稻新品种的前景,指出了未来超级稻发展的方向。