深圳市农业科技促进中心 广东省深圳市 518000
摘要:新冠肺炎疫情对粮食安全的现实考验,彰显了保障粮食安全的重要性。保障粮食安全,是应对各种风险挑战的基础,全国调配生产的大米中,就有相当一部分来自深圳市育成的水稻品种。通过搭建水稻展示推广平台,建立从种子到筷子的全产业链,不断提高深圳水稻品种在全国范围内的影响力,促进深圳农业经济的发展,为筛选展示具有优质、高产、稳产、高抗的杂交水稻新品种提供了技术支撑。
关键词:水稻育种;深圳农业;经济发展研究
1.深圳水稻育种的发展模式
1.1构建水稻育种一体化产业格局
深圳市通过规划建设国家农业科技园区,培育发展战略性生物育种产业,构建“产学研相结合、育繁推一体化”的现代种业体系,逐渐形成了人才集聚、团队集聚、产业集聚的发展格局,为水稻育种注入发展源动力。
1.2建立完善配套的原创性水稻新品种示范推广基地
建立深圳市现代生物育种成果展示示范推广基地,建立较为坚实的硬件基础,对原创性水稻品种进行高效示范推广,为我市生物育种企业开展水稻功能基因繁育、鉴定筛选、环境释放安全性、田间适应性和稳定性观察等中间试验环节提供专业配套试验服务。
1.3培育水稻育种创新成果
在原创性水稻育种方面,深圳已累计选育审定60余个水稻新品种,逐步形成创优、深优等系列水稻品牌,为农业和粮食安全作出积极贡献。在技术水平不断提升的同时,深圳原创水稻也获得诸多荣誉。其中,深圳市超级杂交稻新品种“Y两优900”连续两次打破世界水稻单产纪录,2014年实现国家第四期超级稻亩产千公斤攻关目标,使我国杂交水稻育种水平再次走在世界前沿;“深优9516”等4个深圳原创性水稻品种被原农业部认定为超级稻示范推广品种;“深两优5814”累计推广面积稳居华南稻区第一、全国第三;“中广优”被原农业部列为“籼改粳”主推品种,综合性状突出等。
1.4建立原创性水稻新品种展示示范常态化推广模式
2015年至2019年,根据深圳生物育种成果研究方向及已有成果,经过品种选育、筛选、品种种植及展示推介等层层环节,通过重点征集水稻新品种进行种植示范,并举办育种成果专题展示会及高峰论坛。通过搭建平台,企业结合市场需求,从水稻自身长势、产量、抗病性等性能方面选育,以兼顾品种的丰产性、抗逆性和优质为基本原则,因地制宜选择搭配品种,重点筛选出Y两优900、和两优332、绿银占等6个具有推广潜力的优质品种作为主导品种,加快新品种示范推广步伐,挖掘品种增产潜力,辐射带动经济效益超过30亿元。
2.水稻育种项目的技术水平与市场竞争力
2.1产量表现
主推品种产量较为突出,包括Y两优900等国家超级稻攻关目标实现品种,具有高抗稻瘟病、高度抗倒伏、适应性强、米质优等特点,累计已推广面积2000余万亩。
2.2抗性鉴定
主推高抗稻瘟病优质品种,兼顾抗高温、抗倒、抗病特性。平均指数表现为:抗稻瘟病:稻瘟病综合指数2.2,抗白叶枯病:白叶枯病3.6级;纹枯病3级;田间调查,在今年早播遇到高温的情况下结实率高达90%以上;头季稻均产量可达650公斤,第二季产量可达200公斤以上,全季产量可达850公斤以上。
2.3农艺性状
主推品种农艺性状突出,在株叶形态、分蘖特性、抗逆性等综合性状表现优良,适合华南地区大面积种植,代表品种具有高产、抗倒、优质、抗病等综合优良特性。
3.水稻育种市场化发展方向
3.1着力培育水稻育种产学研一体化,推动产业化发展
加快建设育种创新载体,支持鼓励企事业单位和创新创业团队发起设立专业性、公益性、开放性的新型研发机构。
以企业为主体,依托农业相关科研单位,筛选一批具有优势的关键技术进行多主体强强联合攻关,促进先进适用技术集成和产品研发。
3.2水稻育种以高产、高抗、优质为主攻方向
据预测,未来20年每年净增人口数超过500万。按照人均消费150g稻谷的标准来计算,每年需满足75万吨稻谷新增缺口。然而,我国水稻耕种面积年均下降率为0.3%,面临耕地面积紧缺与粮食需求增长的矛盾。此外,人民生活水平提高对水稻品质需求的提升,有重大突破的高产优质绿色及适宜机械化、轻简化的新品种有待研发;培育满足特殊人群需要的水稻品种有待重视,如富硒水稻品种、适合糖尿病患者食用的高抗性淀粉品种等。为此,培育高产、抗病抗逆性品种,同时提升稻米营养及食味品质的水稻品种,仍将是未来一段时期内我国水稻育种的主攻方向。
3.3进一步提升杂交水稻育种水平
根据已有的水稻重要农艺性状调控基因的序列信息和杂交稻主栽组合的测序分析结果,优异等位基因已在我国各类型水稻品种中出现一定的利用率,但分布不平衡。以水稻产量/品质基因GS3、GW5、Wx、Alk和抗性基因Pi33和Pib为例,目前我国主栽杂交稻品种中上述6个基因位点上优异等位变异的利用率分别为91.95%、94.25%、71.84%、44.83%、32.77%和28.25%,相比20年前分别提高了28.49%、13.87%、32.61%、21.37%、-9.66%和8.55%。说明优异育种亲本在我国水稻育种中得到了越来越多的利用,同时也意味着这些优异等位基因在我国主栽杂交稻资源中的整体利用率仍有较大的开发潜力。
3.4育种材料创制将成为水稻育种的突破点
除了新兴的籼粳杂交稻的杂合度可以达到37.00%以外,我国当前的杂交稻组合的平均杂合度只有21.83%,且呈逐年下降趋势;当前水稻品种依然存在资源消耗型品种多、资源节约型品种少,高产感病品种多、稳产抗病品种少等结构性矛盾,水稻生产对水、肥、药等资源消耗品投入依赖性依然很突出。基础研究与应用研究的结合仍需加强。一方面要利用基因组育种技术和基因编辑技术,加快水稻功能基因组研究成果向育种应用的转化,另一方面要重视发掘新的重要基因,为设计育种提供元件。
4.深圳水稻育种对促进农业经济发展的几条路径
围绕保障粮食安全、生态安全和促进农业经济高质量发展的战略需求,加速水稻育种的精准化、数据化、智能化变革与发展,以及探索利用无融合生殖特性固定杂种优势的方法来破解新时期水稻育种材料的创制难题,使育种技术获得革命性、颠覆性的突破,主要有以下几条路径:
4.1提升新一代水稻育种技术
针对新时期水稻产业发展战略需求,强化水稻遗传育种的基础研究,创新全基因组选择、基因编辑、诱发突变、杂种优势利用等育种技术,以基因敲除、删除、单碱基编辑、大片段DNA重组突变为抓手,创新和优化水稻基因编辑技术;以基因叠加为突破口,完善多性状复合的转基因技术;通过生物技术、信息技术和人工智能技术的交叉融合,以全基因组选择为主线,完善水稻分子设计育种和智能设计育种,推动水稻育种逐渐向高效、精准、定向方向转变,加速作物超级新品种培育进程。
4.2培育综合性状优良的重大品种
利用基因组学、遗传学等方法,系统开展变异组学研究,解析水稻种质资源形成与演化规律,规模化发掘有利用价值的等位基因;克隆优质、高产、抗病虫、抗逆、养分高效利用等重要性状新基因,阐明重要农艺性状形成的遗传基础,解析遗传调控网络;创制高产、优质、抗病、氮磷营养利用率显著提高、节水抗旱性明显增强的水稻育种新材料,培育米质优良、抗逆性强、氮磷钾等养分高效利用、重金属低吸收积累、产量高、适应性广、适于机械化生产的绿色超级稻新品种。
4.3推进稻米流通网络化建设
加强深圳市稻米异地生产基地建设,支持信息技术在稻米消费终端的推广应用,支持新型消费模式发展,通过终端信息化带动市场化、促进规模化、提升品牌化。推进集交易、结算、信息、物流和融资服务于一体的稻米电子商务交易平台建设。
参考文献:
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