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.     

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。     

华南型超级稻育种及其技术研究进展

自从农业部实施超级稻育种研究项目以来,经过10年的努力,中国超级稻育种获得全面成功。在国内基本形成了北方粳稻、南方籼稻、长江流域杂交水稻三个研究格局,其中以福建省农业科学院和广东省农业科学院为代表的华南型超级稻品种选育上取得了令人瞩目的进展。在经农业部确认的28个超级稻品种(组合)中,华南有5个,即Ⅱ优明86、特优航1号、Ⅱ优航1号、天优998和胜泰1号,这些品种(组合)已在生产上大面积应用推广。华南型超级稻品种选育技术为三系超级杂交水稻和常规稻选育技术。三系超级杂交水稻主要通过"强恢×强恢"选育恢复系,加强抗性筛选,通过航天育种选育超级杂交水稻;常规稻选育技术则通过"半矮秆、早长、根深"、大穗型和多穗广适应型超级稻品种选育取得成功。今后华南型超级稻研究提出"丰产、抗病、优质、广适"的综合提高,引进新抗源,加强抗性,提高水稻生物学产量,加强超高产配套栽培技术的研究和推广,加强根系研究,提倡常规技术与生物技术的结合策略。     

华南双季超级籼稻动态株型育种理论研究与应用

通过株型育种实现株型改良、塑造“水稻理想株型”是提高水稻产量水平的强力技术保证。水稻 生长发育的基本规律具有明显阶段性和连续性,每一阶段都应具有最佳的群体形态结构与相应的生理机能,这 种随着生育期的变化而改变的株型结构配置,称之为“动态株型结构”。根据华南稻区实际情况,比较在早、 晚季不同生态环境下华南双季超级籼稻不同品种（组合）“动态株型结构”的特点,首先构建了华南双季超级 籼稻动态株型育种理论体系并应用于华南双季超级籼稻育种实践,使以往定性模糊的“株型结构”概念上升为 动态的、科学的量化指标,从而能更明确地、更综合地、更系统地反映本稻区双季超级籼稻品种（组合）的重 要形态生理特点,进一步揭示高产形成规律,从而促使超级籼稻株型育种概念日臻完善。应用该理论指导华南 双季稻超高产育种实践,可以提高育种效率、缩短育种年限,且已有一批超级籼稻和优质超高产水稻新品种（组 合）育成并应用推广,显示其对华南超级籼稻及优质超高产育种的重要指导意义。     

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。     

我国“十一五”水稻育种态势分析

以农业部公开发布的权威文件数据为依据,从国审水稻品种选育、超级稻品种选育和水稻推广主导品种育种3个层面,对我国“十一五”水稻育种态势进行了分析.结果表明,我国水稻育种以杂交稻、籼稻为主的格局进一步加强,国审水稻品种中杂交稻品种数占总数的77.43％,其中又以三系杂交稻占统治地位,籼型水稻品种占66.32％;水稻育种优势...     

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。     

江苏省常规中籼稻主要经济性状分析及其选育目标的思考

采用直线相关分析方法 ,对 1989～ 2 0 0 0年江苏省常规中籼稻区域试验各参试品种的产量及其构成因素 :亩穗数、穗实粒数、千粒重、穗重、株高等进行了分析 ,分析结果表明 ,江苏省常规中籼稻育种已逐渐由多穗型向重穗型演变 ,故今后常规中籼稻育种要在优质的前提及合理改良株型的基础上 ,以提高穗重为核心 ,即保持现有穗数 ,增加每穗实粒数 ,提高粒重     

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。     

稻直立穗型性状分子标记开发及籼稻直立穗型育种探讨

直立穗型基因是水稻中与株型相关的有重要利用价值的基因。通过对直立穗型的性状遗传、籼稻直立穗型与弯穗型品系的性状比较、基因的分子标记开发和杂交后代的标记辅助选择进行分析研究,结果表明,直立穗无论在粳稻还是在籼稻遗传背景中均表现为单基因不完全显性遗传,显性度达到73．3％-93．7％。直立穗型基因与第9染色体上的SSR标记RM566、RM24423和RM7048紧密连锁,图距分别为5．8、0．43和0．85cM,用这3个标记对杂交后代辅助育种选择的准确率在66．7％-100％之间,其中RM24423辅助选择的准确率为100％。与弯穗型杂交后代育种品系比较,籼稻直立穗型品系株高和穗长略短、穗数略少,每穗粒数和着粒密度均增加且达显著水平,结实率、千粒重和产量均降低,但只有结实率达显著水平。因此,育种上可依据这些性状效应来探索直立穗型籼稻的株型设计和品种培育的新途径。     

超级常规稻种质在杂交稻育种中的应用与天优528的选育

超级常规稻不仅能直接应用于生产中,而且能为杂交稻育种提供优良种质.在超级常规籼稻育种取得显著进展的同时开展了高产、优质、广适犁超级杂交稻选育研究,经过几年探索,已初见成效,通过广适型高产组合天优528的育成,认为利用常规超级稻具有丰富的遗传资源背景,是筛选出强优组合的一条新途径.     

不同种植模式对水稻生长的影响及适宜直播品种的筛选

以华南籼稻育种为主题,综述育种效率高的“早晚兼用型”水稻育种和“常恢兼用型”水稻育种。 早晚兼用型水稻育种在品种培育上成效显著,甚至影响了水稻的育种和生产模式;常恢兼用型水稻育种是对早 晚兼用型水稻育种的继承和发展,并取得了突出成效,育成了极具影响力的品种黄华占、黄莉占、黄广油占、 黄粤丝苗、五山油占（华占）、五山丝苗等,在南方稻区的水稻生产中发挥着重要作用。其中,黄华占通过广东、 湖南、湖北等 8 省审定,是我国年度推广面积最大的籼稻品种;华占共配组 142 个组合,252 次通过各级审定, 是配组组合最多的恢复系;五山丝苗通过广东、陕西等 4 省审定,共配组 47 个组合,88 次通过各级审定。以晶 两优 534、隆两优华占等两系杂交稻组合为例证,提出并倡导在南方稻区进行杂交稻育种的新策略：在华南培育 精品恢复系,在南方不同生态区创制适合所在生态区的不育系,并配组成优势互补的强势组合,形成合作共赢、 协同发展和高效互补的整体水稻育种格局。     

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。     

湖北省长粒型优质籼稻育种策略及新种质创制

结合湖北省优质稻生产特点,提出了从亲本选择、后代材料筛选、常规育种方法与现代生物技术相结合等方面选育长粒型优质籼稻的育种策略。利用这一育种策略创制了83份长粒型优质籼稻新种质,其中有9份材料稻米品质达到部优二级,有37份材料稻米品质达到部优三级,长粒型优质籼稻育种还需要加强抗病性、耐热性及食味品质的研究。     

华南超级稻育种及示范推广

经多年研究攻关,在“早长、根深”超级稻株型模式的基础上,研究提出“华南广适应型优质超级稻株型”模式,先后育成桂农占、玉香油占、金超1号和丰美占等一批达标的优质超级稻新品种。介绍了国家超级稻示范推广计划及其在广东的实施情况,分析了广东省超级稻的发展前景及有待解决的问题。     

广东省农业科学院常规水稻育种 60 年：成就与展望

常规水稻是广东省水稻的优势和特色,有着辉煌的发展历史,1959年矮化育种的成功引领了农业发展史上的第一次绿色革命。广东省农业科学院率先在全国开展优质稻、超级稻育种,常规水稻育种技术水平在全国处于领先地位,先后育成了广场矮、珍珠矮、广陆矮4号、广解9号、双竹占、青二矮、窄叶青8号、桂朝2号、双桂1号、双桂36、特青2号、珍桂矮1号、七山占、特三矮2号、粤香占、黄华占等23个种植面积超千万亩的常规水稻品种;建立了水稻生态育种理论科学体系,以株型塑造为核心,提出丛化育种、半矮秆早长超高产育种、组群筛选法等育种技术,并取得了丰硕成果,为广东乃至全国粮食生产作出了突出贡献。未来将开展以保障粮食安全、改良食味品质及以满足多元化消费需求为目标的高产稳产、香型丝苗、功能营养及绿色高效的水稻新品种选育研究,发展现代水稻育种理论,应用新技术提高品种选育效率。广东水稻科研在老一辈科学家创造辉煌历史的基础上,当代水稻科研工作者对常规水稻育种肩负着传承与发展的历史使命。     

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。     

北方粳型超级稻中籼粳杂交优势贡献的分子基础

在“理想株型与优势利用相结合”育种理论指导下,亚种间杂交为中国北方粳型超级稻增产做出了巨大贡献.以中国北方栽培粳稻品种为试材,利用籼粳特异性标记Indel与SSILP分析了不同年代与地区北方粳稻品种的籼型血缘的相对含量,结果表明,20世纪90年代以后育成品种籼型基因型频率显著增加.相关分析表明,籼稻血缘含量与每穗粒数存在显著的正相关性,与有效穗数存在显著的负相关性.进一步对籼粳杂交育成品种的8个产量与品质相关基因进行检测发现,育种家通过“选择”将控制穗粒数与粒重的籼稻增产基因GN1a、GS3部分固定于北方粳稻基因组中,淘汰了适口性差的籼稻高直链淀粉基因Waxy以及不符合北方农民收获习惯的籼稻落粒基因qSH1,同时保留了北方粳稻原有的理想株型基因DEP1,宽粒基因qSW5.本研究进一步明确了“籼粳杂交优势利用理论”的分子基础.     

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。     

山西省超级小麦育种问题探讨

当前山西省超级冬小麦类型有3种,即:高产生理型、高效生态型、高值专用型,产量指标为10 000kg/hm2。产量性状和光合生理性状是决定品种产量潜力的关键性状,超级小麦育种重点应进行单位面积穗数、穗粒数、穗粒重、花后21~31 d平均光合速率、花后30 d绿叶面积、灌浆高峰期单穗平均日增重、灌浆高峰持续时间、生物学产量、收获指数等9个性状的遗传改良。集优交配法是选育超级小麦新品种的有效育种技术。为了适应超级育种的纵深发展要求,要加强光合生理特性、性状遗传规律等基础理论研究和超级小麦大穗材料创新工作,同时要进行育种技术的改进。