优质高产抗病水稻品种资源创新可行性探讨

汤玉煊 刘素玲 楚宗艳 吴 超 杜玉蓓

（开封市农林科学研究院，河南开封 475004）

水稻是我国乃至世界的主要粮食作物，全国有60%以上的人口以稻米为主食，在我国粮食生产中具有举足轻重的地位。2021年中央一号文件强调粮食播种面积和产量要保持基本稳定，确保提高我国粮食总产量，满足我国人民生活所需和经济稳定发展需求[1-2]。我国耕地面积有限，进一步扩大粮食种植面积已不现实，唯一的途径就是提高水稻等粮食作物的单产水平。开封市地处中原，光热资源丰富，秋季昼夜温差大，是我国优质水稻的适宜产区，常年种植面积在6 666.67 hm2左右，是开封市主要粮食作物之一。为提高水稻单产水平，改善稻米品质，借助开封市重大科技项目的支持，开展优质高产抗病水稻品种资源创新研究，旨在利用优质高产抗病水稻品种创新资源，加速开封市水稻新品种育种步伐，大力发展水稻生产，提高水稻产量，改善稻米品质，打造开封市“杜良”优质大米知名品牌，对开封市粮食增产、农民增收具有重要作用。

1 研究依据

1.1 我国水稻育种发展趋势

1974—2018年，全国共审定11 066个水稻品种（根据国家水稻中心数据统计），但真正用于大面积生产的品种极为有限。每年种植面积大于6 667 hm2的品种只有800多个，最大年种植面积达40万hm2的品种仅55个，其中常规稻品种23个、杂交稻品种32个。在水稻生产过程中，需要更多关注稻米食味品质，以及农药残留、重金属等是否超标，是否绿色等安全性问题，有的细分群体对稻米功能性提出了要求，如低GI值、高维生素含量等。在深加工方面，如米线、婴幼儿米粉等对品质（对应专用品种）和一致性有较高要求，这就要求在未来水稻育种中要充分考虑供需结构变化，在高产、多抗、广适的基础上，将稻米食味品质作为重要目标，兼顾香味、拒重金属等特性，以及营养和功能需求[3-4]。

1.2 国内外水稻生产发展现状

我国水稻播种面积仅次于印度，约占世界水稻总面积的1/6，占国内粮食种植面积的27%，平均单产7.05 t/hm2，比世界平均单产高35%左右。稻谷产量居世界第一，约占世界稻谷总产量的32%，占国内粮食总产量的40%左右。截至2019年，我国稻谷总产实现“十六连增”，据国家统计局的数据显示，我国2019年稻谷产量20960万t，播种面积2966.7万hm2，稻谷产量的增加得益于单产水平的提高，产量连续9年稳定在2亿t以上。

1.3 国内外稻米市场调查与竞争力预测

1.3.1 国内稻米市场调查与竞争力预测。我国是世界上第二大水稻生产国，水稻总产量世界第一，同时我国也是世界上最大的稻谷消费国。近年来，我国稻谷供需基本平衡、略有缺口。我国是一个拥有14亿人口的大国，每年进口稻米300万t以上。随着人们生产水平的不断提高，人们的膳食观念改变，对大米的品质要求更加严格，优质稻米需求量急剧增加。因此，开展优质高产抗病水稻新品种选育，并在生产上推广应用，是解决我国稻谷缺口、保证粮食安全的有效途径，在国内市场具有极大的潜力和竞争力[5-6]。

1.3.2 国际稻米市场调查与竞争力预测。2019年联合国粮农组织的《世界粮食安全和营养状况》报告显示，2019年近6.9亿人遭受饥饿，与2018年相比增加1 000万人，与5年前相比增加近6 000万人。由于气候变化引起的自然灾害，特别是近几十年来罕见的蝗虫和草地贪夜蛾等生物灾害以及洪涝灾害，与仍在蔓延的新冠肺炎疫情等叠加，引发全球性经济衰退，将使2021年全球的饥饿人数至少新增约8 300万人。在疫情严重的国家与地区，危机波及面更广，世界对稻谷的需求量将越来越大。在国际市场需求量不断增加的前提下，随着我国稻谷及稻米加工生产成本的逐步降低、稻谷品质的逐步改善，选育优质高产抗病水稻新品种，并推广应用，在国际上将拥有强劲的市场竞争力和广阔的市场空间。

1.4 研究的创新性与必要性

1.4.1 研究创新性。本研究利用常规育种与分子生物育种技术相结合，通过聚合育种、杂交、回交、复交、测交等手段创造变异，创新培育优质、高产、抗稻瘟病水稻品种资源材料，利用创新材料组配杂交组合系选优质高产抗病水稻新品系（种），有效解决开封市目前抗病、高抗稻瘟病品种少的问题，解决水稻高产与抗病、高产与优质的矛盾[7-8]。

1.4.2 研究必要性。水稻在我国粮食供给量中占据相当大的份额，在世界粮食生产中也占据着重要的地位。近几年我国粮食供需一直趋于平衡状态，基本能够自给，但我国粮食单产的提高进入了一个缓慢时期，提高产量的难度越来越大，如何进一步提高产量成了必须要思考的问题。在我国增加种植面积可能性很小的情况下，依靠科学技术进步，不断提高水稻等粮食作物单产，是保证我国粮食安全的唯一途径。

水稻资源创新选育新品种一直是水稻主产区国家一项重要的项目，尤其是人多地少、自然资源短缺的国家更注重水稻高产育种工作。我国水稻育种专家为解决我国人多地少、粮食供给不足的矛盾，也一直致力于水稻高产育种工作，育出了许多高产的水稻新品种，并创造了很多水稻高产的典型，育出的水稻新品种在我国水稻主产区大面积推广应用，为我国的水稻生产、粮食供给作出了巨大贡献。然而，就河南省而言，水稻育种力量单薄、分散，研究手段落后，育种研究水平尚低，优质、抗病水稻品种资源狭窄，缺乏优质、抗病、适应性强的超高产优良品种。生产上可供选择的优质、高产、综合性状优良的品种较少，品种更新换代较慢，沿黄稻区急需培育品质优良、高产、抗病、适宜机械化种植的粳稻品种。开展优质高产抗病水稻品种资源创新及新品种选育，对解决河南省优质抗病水稻品种资源狭窄、保证该省粮食安全具有重要作用[9]。

随着水稻生产水平的不断提高和气候环境的不断变化，水稻病虫害和自然灾害不断增加，严重影响了水稻的生产和发展。同时，随着生产水平的不断提高，人们的膳食观念改变，对大米的品质要求更加严格。因此，水稻育种工作在高产的基础上，优质、抗病已成为生产上急需解决的关键问题，也是河南省水稻育种工作者的育种目标。

2 技术路线与关键

2.1 技术路线

技术路线如下：引进国内外高产、抗病、优质种质资源材料→利用辐射诱变、分子生物技术，创造优质、高产、抗稻瘟病育种材料→利用目标亲本材料组配杂交组合，并通过系统选育培育优质高产抗稻瘟病新品系→对表现好的品系推荐参加河南省水稻中间试验，报省审定[10]。

2.2 技术关键

利用常规育种与分子生物技术育种相结合，通过聚合育种、杂交、回交、复交、测交等手段创造变异，创新培育优质、高产、抗稻瘟病水稻品种资源材料，利用创新材料组配杂交组合，系选优质高产抗病水稻新品系（种）。

3 展望

通过优质高产抗病水稻品种资源创新研究，选育出的适合开封市生产的水稻新品种比生产上推广的水稻品种在抗病性和抗逆性方面都有明显提高，可减少使用农药防病的次数，减少农药污染和残留，保护生态环境，保持生态平衡，提高水稻的产量，改善稻米品质，有利于打造开封市“杜良”优质大米知名品牌，对开封市粮食增产、农民增收具有重要作用。

3.1 增强水稻新品种选育和示范推广力度，提升开封市水稻品质和产量

通过优质高产抗病水稻品种资源创新研究，利用开封市农林科学研究院在水稻育种领域的技术、人才、项目等优势资源，加速研发适宜开封市种植的优质、抗病、高产水稻新品种，并进行大面积示范推广。一是依托河南省种子管理站、开封市农业农村局种子管理站等相关单位以及省科技厅、市科技局等有关科技部门给予的政策、项目支持，持续加大优质水稻品种的种质资源收集、引进和筛选力度；二是结合开封市稻农生产实际，在全市范围内根据种植区域土壤特性，筛选出适合开封市种植的优质、抗病、高产水稻品种，为进一步提升开封市大米品质和产量夯实根基。

3.2 组建产业集团，打造大米特色品牌

通过优质高产抗病水稻品种资源创新研究，依托河南省黄河流域生态保护和高质量发展政策优势，打好优质水稻新品种“杜良大米”这一特色知名品牌，满足开封沿黄水稻产业发展需求，组建“开封大米产业集团”，建立以杜良乡为基地沿黄水稻主产区集休闲餐饮、旅游观光、品种博览、生产加工为一体的休闲旅游观光园区，提高开封市水稻产业发展内涵和商品稻米知名度，延长水稻产业链。