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。     

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。     

吉林省不同类型超级稻征分析与品种改良

通过对吉林省育成的超级稻品种株型、根系的对比分析,结果表明:不同类型超级稻片叶开张角度,弯穗型超级稻最大,半直立穗型超级稻次之,直立穗型超级稻最小.弯穗型超级稻出穗后剑叶对籽粒增重影响率最大,明显高于半直立穗和直立穗型超级稻.剑叶以下叶片对籽粒增重的影响率随着叶片下移,半直立穗、直立穗超级稻逐渐提高,而弯穗型超级稻逐渐下降.上部、中部穗籽粒增重速度大小表现为:半直立穗型→直立穗→弯穗型;下部穗籽粒增重速度表现为:半直立穗型超级稻→弯穗型超级稻→直立穗型超级稻.直立穗型超级稻根系在前期表现发根较慢,中期发根快,后期根壮;半直立穗型根系发育在全生育期表现比较平稳;弯穗型超级稻根系在前期生长较直立穗型品种较快,中期和后期根系的长度、数量、根重方面明显不如直立穗和半直立穗型的品种.     

吉林省不同类型超级稻形态特征分析与品种改良

通过对吉林省育成的超级稻品种株型、根系的对比分析,结果表明:不同类型超级稻片叶开张角度,弯穗型超级稻最大,半直立穗型超级稻次之,直立穗型超级稻最小。弯穗型超级稻出穗后剑叶对籽粒增重影响率最大,明显高于半直立穗和直立穗型超级稻。剑叶以下叶片对籽粒增重的影响率随着叶片下移,半直立穗、直立穗超级稻逐渐提高,而弯穗型超级稻逐渐下降。上部、中部穗籽粒增重速度大小表现为:半直立穗型→直立穗→弯穗型;下部穗籽粒增重速度表现为:半直立穗型超级稻→弯穗型超级稻→直立穗型超级稻。直立穗型超级稻根系在前期表现发根较慢,中期发根快,后期根壮;半直立穗型根系发育在全生育期表现比较平稳;弯穗型超级稻根系在前期生长较直立穗型品种较快,中期和后期根系的长度、数量、根重方面明显不如直立穗和半直立穗型的品种。     

超级水稻新品种——吉粳88号

超级稻是通过超高产育种手段培育出的超高产品种，具有明显的增产优势。现将超级稻新品种“吉粳88号”简单地介绍如下：     

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。     

寒地水稻产量潜力与超级稻育种研究

从全省历年各阶段平均产量,理论推算产量以及各区域大面积高产典型和小面积试验论述了寒地水稻的产量潜力,并提出了寒地超级稻育种研究不同阶段的产量指标、各性状的主要技术指标和超级稻育种的主要技术措施。     

超级稻生态育种及超高产栽培特征与途径的研究进展

超级稻是目前作物生产领域的研究热点。围绕超级稻,回顾了超级稻育种的发展,并重点介绍了几种典型生态稻区株型模式,进而分析了超级稻的一些栽培特征,最后展望了超级稻的未来和发展方向。超级稻穗大粒多、叶片直挺、株型紧凑、茎秆粗壮、根系健壮,抽穗后干物质生产积累优势明显,超级稻栽培根本途径在于“强支撑、扩库容、促充实”。     

目前我省推广的重要水稻品种

超级稻即超高产水稻的简称。我国超级稻育种的第一期、第二期和第三期目标每667平方米分别是700公斤、800公斤和900公斤。通过国内水稻育种和栽培专家的共同努力，在小面积试种条件下第一期、第二期目标均已如期实现。考虑到水稻生育期长短对水稻产量的影响，每公顷每天生产100公斤稻谷的品种（组合）就可以称之为超级稻。主要栽培技术有：     

新闻集萃

<正>亩产1000千克超级稻攻关计划启动日前,农业部正式启动实施1000千克超级稻攻关计划(超级稻四期目标)。该计划由袁隆平院士总牵头,组织国家杂交水稻工程技术中心、中国水稻研究所、中国农科院作物科学研究所等研究团队,通过联合协作攻关,选育出在我国水稻主产区(以长江中下游稻区为主),百亩方实现亩产1000千克以上的超级稻品种。农业部于1996年立项启动"中国超级稻育种计划",历经16年的联合协作攻关,中国超级稻研究在超级稻育种理     

中国北方粳型超级稻研究进展

1996年农业部正式启动中国水稻超高产育种即超级稻研究项目,20年来中国超级稻研究后来居上,无论超高产遗传生理基础研究还是超级稻育种实践,无论南方超级杂交籼稻还是北方超级常规粳稻,总体上都处于国际领先水平,为探索进一步提高生产潜力和将其转化为现实生产力提供了科学依据和技术储备,为中国稻作科学保持国际先进水平作出了突出贡献。文章从超级稻兴起、技术路线确立、新品种选育与示范推广、生理与遗传基础研究等方面综合评述了中国北方粳型超级稻研究进展。在此基础上讨论了北方粳型超级稻相关生理与遗传问题：近年来北方粳稻继续保持较高产量水平和加工品质,同时以垩白性状为代表的外观品质有明显提高,至少在9 t·hm^-2之前产量与主要品质性状的矛盾并不突出,产量和品质可以在更高水平上达成新的平衡;分析北方粳稻区域试验结果表明,通过延长生育期提高产量是不足取的,通过增加株高提高产量也是行不通的,提高稻瘟病抗性是北方粳稻的重要育种目标;北方粳稻着粒密度普遍较高,但是对产量构成因素和主要品质性状的负面影响相对较小,可以认为经过育种家的不懈努力,北方粳稻着粒密度处于比较合适范围;籽粒长宽比是决定籼粳稻碾磨品质的主要因素,而对外观品质亚种间差异影响较小,近年来中国籼稻碾磨品质有明显改善,籼粳稻差异幅度有所降低,籼粳稻外观品质均有明显改善,但是籼粳稻差异依旧。建议：在全面总结20年来中国超级稻研究成果与经验基础上,明确今后超级稻研究的方向与目标,改设立阶段性产量目标分期攻关为按生态区长期稳定支持,改小面积产量验收评价指标为考核大面积均衡增产。根据北方粳稻生态、生产和品种特性,有针对性地开展育种基础理论和关键技术研究,如籼粳血缘与产量和品质关系的遗传和生理生态机制,从分子、细胞、组织、器官、个体、群体水平全面评价直立穗型基因EP1功能,有效改良籼粳稻杂交育成直立大穗型品种品质特别是食味品质,充分利用分子生物学相关理论、技术研究成果,在抗稻瘟病、抗冷性和耐盐碱种质创新及育种应用上有所突破。     

超级稻生育特性及配套栽培技术

超级稻是水稻育种的一项重大科技成果,被誉为继矮化育种和杂交稻问世以后水稻生产的又一次绿色革命。以超级杂交水稻为主导的超级稻在生产上大面积示范推广,使水稻单产大幅提高,并不断创造出新的纪录。近几年福鼎市超级稻种植面积逐年扩大,单产不断提高,并向高产、优质、高效方     

超级稻育种技术和途径的探讨

回顾了超级稻发展的历程,由于育种技术和栽培方法不断开拓创新,中国水稻最高单产屡屡突破世界纪录,超级稻育种技术居世界领先水平。在综观国内外超级稻育种研究现状的基础上,综述了水稻产量的理论极限及超级稻育种技术,并提出了对今后超级稻育种的看法。     

华南双季超级稻育种的实践与体会

为保障21世纪的食物安全,我国于1996年启动了中国超级稻育种项目。广东省农科院水稻所超级稻育种研究室承担了该项目的华南稻区早籼双季超级稻选育研究工作,经多年研究攻关,已先后育成胜泰1号、广超6号、桂农占、玉香油占等一系列达标的新品种。着重介绍了该研究室近年主攻的华南广适应型超级稻品种选育的研究进展,并在该研究室超高产育种实践的基础上,结合华南稻区的稻作生态特点,阐述了华南双季超级稻育种的几点体会。     

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。     

水稻核心种质育种体系的构建

回顾中国超高产水稻育种概况,将中国的超级稻育种分为超高产水稻育种和超级稻育种两个阶段。构建水稻核心种质育种体系,从理论体系和育种材料体系两个方面进行论证。水稻核心种质育种体系是水稻育种理论与实践结合的产物,水稻核心种质是指具有某些优良性状的育种材料中,控制某些优良性状的特殊基因群体或基因系统,在品种改良过程中,它能够沿着育种目标置换和扩充基因群体,直至全面符合育种目标。建设水稻核心种质育种平台(产量性状育种研究部分),从水稻核心种质的遗传演变和理想遗传模型研究、影响产量基因的分子育种、栽培稻和野生稻高产基因的发掘、根系生物学育种研究4个方面展开遗传育种探索。     

黑龙江省优质超级稻研究进展与展望

从利用籼粳亚种拓宽种质资源技术、理想株型种质资源培育技术、分子育种技术和应用常规育种技术4个方面介绍了黑龙江省优质超级稻育种技术的研究进展。从土壤培肥技术、钵育壮秧技术、合理密植技术、井水提温技术、平衡施肥技术等方面探讨了寒地优质超级稻品种的各种性状得以展现要配套的高产栽培技术,提出合理密植是寒地超级稻建立超高产经济结构的基础,是寒地超级稻株型更为理想、叶片更为直立的高光效的必然,是走以成熟为主的栽培技术路线"促早熟、高产、优质"并举的保证。寒地优质超级稻育成的品种有龙粳14、龙稻5号、松粳9号等。     

水稻理论产量可达亩产1500千克

<正>农业部科教司有关负责人表示,中国超级稻研究处于世界领先水平。"中国超级稻育种计划"实施以来,包括袁隆平院士在内的全国20多个科研团队,历经16年联合协作攻关,在超级稻育种理论、育     

福建水稻育种发展战略的刍议

本文总结了福建省水稻育种发展过程中，曾两次促使水稻产量上新台阶。我省水稻用种以靠外调，转为成果输出大省。论述了我省水稻育种的重要性、优势及存在问题。指出必须继续开展全省水稻育种协作攻关，并保证中间试验经费和相对稳定的育种队伍。在育种目标上，除考虑口粮用种外，还要培育“超高产饲料型”水稻品种（组合）。“九五”期间水稻育种重点仍应是常规育种和三系育种，加强两系法杂种优势利用研究，尽快开展“福建超级稻”     

福建超级稻培育居国际领先水平——Ⅱ优4886和Ⅱ优28及Ⅱ优6号分别连续3年创水稻世界单产纪录

2006年8月25日，云南省永胜县涛源水稻超高产科技示范场再次传出特大喜讯，由我国著名杂交水稻育种制种专家刘文炳研究员选育的Ⅱ优4886超级稻，经省内外知名同行专家严格的金蚯现场实割验收1．161亩，计算出超级稻Ⅱ优4886亩产高达1279．7公斤，打破了他本人选育的超级稻Ⅱ优28。于2005年现场验收1．15亩，创下的亩产1229．97公斤的世界水稻单产新纪录，也刷新了他选育的超级稻Ⅱ优6号，在2004年现场验收1．07亩，单产1219．9公斤的世界水稻单产新纪录。