论水稻新株形育种与绿色革命

本文首先论述了绿色革命与农业科技革命的相互关系,及主要粮食作物的株形育种对推动世界农业绿色革命的巨大作用。进而,分析了目前国内外正在兴起的水稻新株形育种（又称超级稻育种）产生的背景及前景,作者认为水稻新株形育种将推动新的绿色革命,是新世纪世界粮食安全的曙光。最后,作者就如何发展我国的超级水稻提出见解。     

革新稻作技术，维护粮食安全与生态安全（征文）

作者认为新中国50年稻作科技进步的主要内容是：遗传育种学的种性研究与有利基因成功利用，以及相应栽培技术与生理学基础研究。以遗传育种学成果为核心技术，辅以因种栽培配套技术的双力推动，使我国稻作面积比建国初期增加12%，单位面积产量提高了226%，总产量增加了265%。科技进步的生产力效应的主要表现：单位面积产量提高是我国水稻总产量增加的主导因素。作者在分析我国淡水资源脆弱与水稻生产过程对周边水域与环境的面源污染的基础上，提出一个观点：自上世纪60年代以来，以推广矮秆品种为中心内容的绿色革命的负面影响—水稻生产对环境资源的渐进破坏，并指出无节制用水，不规范用肥，无序施用农药，是当今稻作的三个技术陋习。为实现在有限水土资源条件下我国粮食安全与生态安全，作者经近十年研究实践，建议实施灌溉稻田“麦作式”水稻高产旱作技术，其主要技术要点是前茬种豆科绿肥、直播超级杂交稻、并实行旱作措施：“湿土播种，浅水护苗，旱管培根，沟水育穗，干湿防衰”。近年在江浙两省多点示范推广结果表明，这一以节制用水为中心内容的集成技术，不仅可以做到与水层灌溉稻作相近的单位面积高产量，而且收到节水、节电、节省劳力等多项社会经济效益。作者在文中还指出重点研究的灌溉稻田的旱作技术的必要性：灌溉稻田稻作集中分布在我国南方丰水地区，具备稳定的灌溉水源。其面积占水稻种植面积的85%，是我国经济社会各行业中第一用水大户，该区域土壤熟化，物候资源丰富，人文与工业先进，稻作稳产高产，对提高我国粮食自给力举足轻重，其节水效果对优化我国水资源分配，服务“南水北调”意义重大。面对人多、地少、水少的基本国情，以及粮食安全与生态安全的严峻挑战，我国更深层次的稻作技术革命正在酝酿中，其核心内容当是在水稻生物技术支持下的遗传育种技术革命——综合利用有利基因，培育耐旱、氮磷营养高效的优质、高产品种，并带动我国新一轮稻作技术的全面创新。     

国际协作材料在寒地稻区的引进和评价

黑龙江省农科院从2000年起参加国际水稻遗传评价网(INGER)和东亚粳稻遗传评价(GU-VA)的协作研究.到目前为止,已承担了3个不同类型的6个INGER试验圃和1个GUVA试验圃的研究工作,引进并鉴定评价了包括当地对照品种在内的730份参试材料,获得了一批适合黑龙江省生态条件的新的高产源、优质源、抗源等优异种质材料.这些协作必将为提高寒地水稻生产水平,特别是在米质改良、提高抗稻瘟病性、提高抗冷性等方面起到重要作用.     

建宁县出口杂交稻种种传病害本底调查

2012—2013年对建宁县出口杂交稻种始穗至收获期间发生水稻种传病害的种类及病丛率进行调查,结果表明：建宁县出口杂交稻种本底调查种传病害名单为稻瘟病、稻曲病及稻粒黑粉病。出入境检疫部门应强化对注册企业及制种基地监督,加强对出口稻种种传病害检疫,以确保我国出口杂交稻种符合进口国检疫要求。     

作物基因组学与作物科学革命

作物科学的发展对于世界粮食的增产起着重要的作用。本文回顾了第一次绿色革命的历史。通过比较中国与国际上矮化育种时间、矮源的来源以及同期主要绿色革命国家产量的提高幅度,证明中国应该是第一次绿色革命的策源地与发起国之一。包括“中国绿色革命”、杂交水稻等成果在内的中国作物科学研究成果对中国及世界作物生产作出了突出的贡献。当前中国的作物生产面临着严峻的挑战。第一次绿色革命之后的数十年间,中国小麦等主要粮食作物遗传改良年增长仅为0.7%-0.9%,远低于1.7%的需求;肥水利用效率仅为发达国家的1/3;机械化程度虽有较大的提高,但与发达国家相比仍有较大差距;农产品品质不能满足人们的需求,食品安全存在较大问题。鉴于上述情况,目前迫切需要开展一场以“更高产、更高效、更优质、更环保”为主要目标的新的绿色革命。尽管传统的作物科学对作物生产作出了巨大的贡献,但事实证明,仅靠传统的作物科学难以完成新的绿色革命重任。作物基因组学是当前生物科学领域发展最为迅速的一门新兴学科。当前大多数作物基因组测序已经完成,标志着作物科学已经进入基因组时代,为基于基因组学的作物科学研究奠定了基础。基因组学的发展正在促进作物科学在以下4个方面取得重要进展：（1）促进作物种质资源核心种质构建、重要农艺性状基因的克隆与种质资源的开发与利用,推动种质资源变异组学科的形成;（2）促进作物育种理论与育种方法的重大突破,推动育种基因组学的形成与发展;（3）推动环境条件与栽培措施影响基因表达调控的影响机制研究,一批受环境因素调控的基因将被发现,促进栽培学研究向栽培基因组学的方向发展;（4）迅速提高特色作物的研究水平,缩小作物间研究差距。当前是作物科学发展史上前所未有的高速发展时期,种质资源变异组学、育种基因组学与栽培基因组学的发展将引起作物科学的革命,并将由此引发新的绿色革命。文中分析了中国当前在研究队伍的组织、研究题目与研究材料的选择与研究成果的转化等方面存在的问题,并提出了解决方法及发展方向。     

稻米直链淀粉含量、糊化温度和胶稠度的初步研究

采样于菲律宾(国际水稻研究所)、日本、朝鲜和中国等4组共86份水稻品种作供试材料,测定了稻米的糊化温度(GT)、直链淀粉含量(AC)和胶稠度(GC)。结果表明,GT、AC和GC的表现和分布在不同的地区是不同的,且这3个理化指标两两之间在特定的地区又有特定的相关性。这可能系人工长期定向选择以满足当地消费者对稻米需求的结果。     

优质晚籼早熟组合“T优968”的选育与应用

“T优968”是利用优质不育系“T98A”与本所自育的强恢复系“R968”配组而成的晚籼早熟新组合。该组合具有效穗多、结实率高、米质优、抗性强和制种产量高等特点,适宜长江中下游地区作晚稻早熟品种种植,在华南地区可作早稻栽插。     

水稻披叶突变体的研究进展

水稻披叶突变体最初来源于国际水稻研究所(IRRI)的RGS20及其衍生系,后来又有其他的披叶突变体被发现,该性状受单隐性基因或多隐性基因控制。披叶突变体可作为新的种质资源来加以研发,已选育出的具有披叶性状的不育系,在繁殖、制种过程中能有效降低成本,节约时间,提高制种产量和种子纯度。水稻披叶性状的遗传和基因定位分析正在进行。     

Rice variety improvement and the contribution of foreign germplasms in China

The introduction and use of foreign germplasms have played an important role in the improvement of crop varieties in China. Based on published materials and scientist interviews,we collected data on the sown area,morphological characteristics,and pedigree of the popular rice varieties grown in the 15 major rice production provinces and 1 autonomous region in China,from 1982 to 2011. Results showed that China's scientists developed the largest number of rice varieties worldwide,and that rice yield potential and grain quality have substantiality improved during the studied period. In contrast,resistance of newly-released varieties to diseases and insect pests has decreased since the 1990 s. Germplasms from the International Rice Research Institute(IRRI) and from Japan have contributed 16.4 and 11.2% of genetic materials to China's rice varieties developed between 1982 and 2011,respectively. While IRRI's materials contributed to the improvement of yield potential,growth duration,and blast and bacterial blight resistance,Japanese materials contributed to the improvement of grain quality. Materials from other countries contributed to the improvement of resistance to diseases and insect pests,particularly to rice blast disease,brown planthoppers,white-backed planthoppers,and striped stem borers.     

层次灰色准优势分析模型及应用

灰色准优势分析是重要的系统分析方法之一。为了克服已有灰色准优势分析模型没有考虑不同系统行为特征重要性差异及不能应用于由多层次相关因素构成的复杂系统分析的局限性,本引入加权平均合成法构造了复杂系统不同层次上相关因素绝对关联度的计算方法,建立了具有更广泛应用领域的层次灰色准优势分析模型,并以江苏省科技系统为例进行实证分析,验证了所建模型的有效性和实用性。本的结果拓展了灰色准优势分析的应用范围,为科学分析由多层次相关因素构成的复杂系统提供了一个新途径。     

基于改进灰色关联度和TOPSIS的作物育种材料评价方法

传统基于经验的作物育种材料评价方法,难以适应大规模、程序化、数据化的商业化育种需求,迫切需要一种科学、快速、高效的育种材料评价方法。提出了一种灰色关联度与TOPSIS相结合的作物育种材料评价方法,可根据育种材料的性状表现快速作出综合评价。首先,通过对作物性状进行灰色关联度分析,筛选出与育种目标关联度较大的性状,以此构建综合评价指标体系;然后,组合运用熵权法与专家打分法确定指标权重;最后,基于TOPSIS方法计算每个材料的综合评分,并按评分高低对材料进行排序。选取2015年国家水稻品种区域试验黄淮粳稻A组试验数据进行模型验证,结果表明：所提方法的评价结果与品种区域试验年会审议意见趋于一致,表明所提方法能有效识别出优良品种。该方法已集成到大型商业化育种软件“金种子育种平台”,并在国内两家大型种业企业成功实施应用。     

Exploration of the Biopolitics of GMOs： Using Golden Rice as an Analytical Model

Several disputes exist around Genetically Modified Organisms （GMOs）. This article uses the concept of biopolitics to refer to all the GMO-related political issues and the mechanisms that are used to handle them. As a world famous genetically modified crop developed for the welfare of humanity by public institutions, Golden Rice has on one hand won glories, whereas on the other met with criticisms. It could be used as an analytical model to illustrate the biopolitics of GMOs. On the basis of an overview of its technological background, this article first introduces the participants and the debated issues of the Golden Rice project and then the disputes between the supporters and opponents and consequently analyzes the biopolitics of the Golden Rice. In conclusion, this article justifies the biopolitics of the GMOs and its doctrine.     

亚洲生态农业“稻鸭共生”技术述论

"稻鸭共生"技术由中国"稻田养鸭"的传统技术发展而来。"稻鸭共生"技术被称为"亚洲的农业技术"。但各国各具特色:日本注重其理论研究,不断追求高程度技术标准化;韩国将此项技术与生态农业推广紧密结合,提倡全民环保意识;越南利用此项技术提高稻米品质,促进出口事业蓬勃发展;菲律宾则致力寻求生产、经济、生态的最佳平衡状态。中国的"稻鸭共生"技术则利用稻和鸭间共生共长的关系构建起一种立体种养殖生态系统。     

中国大米国际竞争力研究 ——基于同印度、巴基斯坦、泰国和越南的比较分析

稻谷是中国主要的粮食生产作物,具有较强的创造经济效益的能力。从联合国粮农组织和世界贸易组织的相关数据上来看,中国大米产量与中国大米的出口量存在着明显的不对称。笔者从研究国际竞争力的显示性指标出发,选择了亚洲最大的5个大米出口国作为研究对象,运用了国际市场占有率、贸易竞争指数、显示性比较优势指数、进出口价格比4个指标对中国大米的国际竞争力作了实证分析。结果表明,中国大米与印度、巴基斯坦、泰国和越南4国相比,不具有国际竞争力优势。     

国际水稻所水稻品种在安徽的表现

对国际水稻所 196 4～ 1995年育成的 2 8个水稻品种的农艺、产量、品质性状在安徽的表现进行了分析研究 ,结果表明 :IR44产量最低 ,PSBRC 0 4最高 ,多数参试品种的糙米率和整精米率较高 ,米粒细长 ,糊化温度低或中等 ,但垩白度和直链淀粉含量较高 ,胶稠度硬 ,其结论为更好地利用国际水稻所的稻种资源提供依据     

“天骄”液肥在水稻增产上的应用研究

用不同浓度的“天骄”液肥作水稻浸种和孕穗期、灌浆期叶面喷雾。结果表明 :1∶80“天骄”液肥浸种可显著提高水稻秧苗素质 ,增加有效穗 ,增产 3 1 4 % ;喷雾处理的最佳浓度是 1∶30 0 ,最佳时期是孕穗期和灌浆期 ,可显著增加水稻实粒数和千粒重     

国际水稻遗传评价网(INGER)在广西的评价和利用

国际水稻遗传评价网(INGER)是一项全球性的水稻种质交换、评价和利用国际合作项目,是引进国外种质的最佳途径之一。广西从1979起参加国际水稻遗传评价网的国际合作,到目前为止,已接受过13个不同类型的INGER试验圃,和包括当地对照在内的约17000份参试材料。通过对国际水稻遗传评价试验网各试验圃试验材料的评价,获得了一批适合广西生态条件的新的高产源、优质源、抗源及具有恢复基因、保持基因的优异种质材料,这不仅丰富了我区的稻种资源库,而且扩大了我区品种改良的遗传背景。从1999年到现在,我们筛选出了600余份优良的育种材料,向区内外20多个科研育种单位无偿提供了8000份左右的种子材料。INGER对提高我区的水稻生产水平特别是在米质和抗性的改良以及杂交稻组合的选配上,起着重要作用。据不完全统计,利用INGER部份优良种质,进行系统选育和杂交育种,育成通过广西农作物品种审定并推广的品种6个,杂交稻组合17个,这些品种和组合在广西水稻生产上已大面积推广,取得了巨大的社会和经济效益。尽管INGER在广西的试验存在着资金和管理上的一些问题,我们仍然希望能继续承担这个试验;通过它多引进特殊需要的种质材料;解决种子来华问题,最好由IRRI将供试种子统一寄给国内一个单位;国内项目协调员应积极组织参试单位共同申报国家课题争取经费支持;以及适当组织田间考察活动。     

The problem with the farmer’s voice

In this essay we present three biases that make it difficult to represent farmer voices in a meaningful way. These biases are information bias, individual bias, and short-term bias. We illustrate these biases through two case studies. One is the case of Golden Rice in the Philippines and the other is the case of Bt cotton in India.     

基于PTN系统分析不同种植地转基因水稻种子 可培养内生真菌菌群的多样性

【目的】比较不同种植地、不同品种来源的转基因（genetically modified,GM）水稻近等基因系种子内生真菌的丰富度和多样性,探讨变异发生的影响因素,为研究GM水稻种子内生真菌种群结构的非预期变异提供科学基础。【方法】收集转2mG2-epsps抗草甘膦水稻株系（transgenic line,T）,及相应的对照样本亲本品种（parent variety,P）和非转基因组培再生株系（non-transgenic regeneration line from tissue culture,NR）,建立亲本对照-转基因株系-非转基因对照（parent control-transgenic plant line-non-transgenic control,PTN）近等基因系。粳稻品种日本晴亲本（P1）及其相应的T16和NR25组成P1近等基因系（P1 near-isogenic line,P1L）,粳稻品种PJ574亲本（P2）及其相应的T23和NR18组成P2近等基因系（P2 near-isogenic line,P2L）。在海南省（Hainan province,H）和浙江省富阳市（Fuyang,Zhejiang province,F）两地种植并收获水稻种子,采用组织培养法分离内生真菌,通过形态学和分子生物学相结合的方法对菌株分类鉴定。以分离率（isolation rate,IR）、分离频率（isolation frequency,IF）、丰富度指数Margalef（D）、多样性指数Shannon-Wiener（H'）和均匀度指数Evenness（E）反映真菌的结构和分布,以Sorenson相似性系数（Cs）和Fisher精确检验（Fisher's exact test）结果描述水稻样本之间的内生真菌菌群组成差异。【结果】从海南省和浙江省富阳市两地的P1L和P2L近等基因系水稻种子样本中共分离121株内生真菌,鉴定为15个属,其中,Curvularia、Dendryphiella、Epicoccum、Fusarium为优势菌属,Fusarium为两地共有的优势菌属。F地水稻种子内生真菌总IR（4.61%）是H地样本（0.83%）的5.05倍。F地样本内生真菌类群的丰富度指数（2.29）,Shannon-Wiener（H'）多样性指数（1.63）和均匀度指数（0.66）均显著高于H地样本。H地种植的P1L和P2L种子内生真菌菌属组成的相似性系数（Cs）为0.615,F地种植时二者的Cs=0.737,均为中等相似,Fisher精确检验分析表明二者无显著性差异（P>0.05）。除HT16外的GM株系与相应亲本种子内生真菌类群的相似性系数为0.500—0.667,均为中等相似。但与相应亲本相比,GM水稻株系种子内生真菌的IF和菌属数存在显著性非预期变异,其中IF变异方向和幅度因种植地不同而波动。而且FT16增加2个菌属Phaeosphaeria和Nigrospora,HT23增加了1个菌属Letendraea helminthicola,FT23增加了Curvularia和Cladosporium 2个菌属,这些GM株系种子内生真菌菌属增多的变异来源于转基因插入突变,需要关注其安全性。而GM株系种子内生真菌种类减少的变异来源于组织培养无性系变异,较为安全。水稻种子真菌IF变异幅度及排序：P1和P2品种两地之间差异（30.58%）>P1和P2品种之间差异（27.28%）>NR株系变异（23.14%）>GM株系变异（22.32%）。种子内生真菌总属数变异幅度及排序：P1和P2品种两种植地之间差异（9）>P1和P2品种之间差异（8）=NR株系变异（8）=GM株系变异（8）。【结论】水稻种子内生真菌丰富多样,可培养内生真菌绝大多数为子囊菌。不同种植地域水稻种子内生真菌菌群组成存在差异,镰刀菌（Fusarium）为海南省和浙江省富阳市两地水稻种子的共有优势内生菌属。转基因技术和组织培养技术均显著影响水稻种子内生真菌类群的结构,但其非预期变异效应低于种植地域影响和品种差异,其中GM水稻种子内生真菌菌属种类增多的变异主要来源于转基因插入突变效应,需安全性评估。     

中熟高产杂交稻特优136在越南的示范栽培及推广建议

水稻是越南的主要粮食作物,占其作物种植面积的70％以上。特优136是广西农业科学院水稻研究所育成的一个中熟、产量高和米质较好的杂交水稻组合,2006年3月通过广西农作物新品种审定,审定编号为桂审稻2006007号,从2011年开始广西万川种业有限公司在越南示范推广,目前面积在40000hm2以上,有望成为广西杂交水稻种子出口的主要组合之一。