北方粳型超级稻育种的理论与方法(一)

2020-06-04 0

1 超级稻育种的兴起

  超级稻(Super rice)亦称水稻超高产育种(Rice breeding for super high yield),最早由日本提出。1981年,日本农林水产省组织全 国主要水稻研究机构,开始实施历时15年的大型协作攻关项目“超高产作物开发及栽培技术的确定”,亦即“水稻超高产育种计划”,简称“ 逆7·5·3计划”。该计划拟分3个阶段实施,分别用7年、5年和3年,育成比对照品种秋光(Akihikari)增产10%、30%和50%或公顷产量达到 10t(糙米)以上的超高产品种。计划进行到第二阶段结束时,已经育成了晨星、北陆129、北陆130等7个超高产品种,小面积试种基本上达到了 预期增产30%的目标。但由于米质和适应性太差,又不符合日本国情等原因,未能推广应用。至此,日本这项轰轰烈烈又名噪一时的水稻超高 产育种计划半途而废。

  1989年,国际水稻研究所(IRRI)也正式启动了新株型(New plant type)超级稻育种计划,目标是通过塑造新株型,培育公顷产量潜力13 ~15 t的超级稻。1994年,该所在国际农业研究磋商小组(CGIAR)召开的会议上宣布,他们已经育成了在热带旱季小面积试种公顷产量可达12.5 t的“新株型稻”。新闻媒体则以“新的超级稻将有助于多养活5亿人口”为题进行大肆宣传报道,由此引起世界各水稻主产国政府和科学家的 广泛关注。“超级稻”也成为“水稻超高产育种”和“新株型稻”的代名词被广泛传播。遗憾的是IRRI的新株型超级稻同样存在米质、抗性和 适应性问题,与日本的超级稻一样,也未能推广应用。

  中国的超级稻育种研究最早可追溯到20世纪80年代中期。当时沈阳农业大学率先开始从理论和方法上探讨水稻超高产育种问题,并于 1987年在国际水稻研究大会和《沈阳农业大学学报》上发表了题为“水稻超高产育种新动向——理想株型与有利优势相结合”(Trends in breeding rice for super high yield)论文。“七五”和“八五”期间,水稻超高产育种研究被列入国家重点科技攻关计划。1996年,农业部 在沈阳召开“中国超级稻研讨论证会”,正式确立并启动了“中国超级稻育种及栽培技术体系研究”重大科技计划,组织全国性大型协作攻关 。计划分三期实施,目标是到2000年、2005年和2010年,分别育成百亩以上连片种植,连续两年平均公顷产量分别超讨10.5 t、12.0 t、13.5 t的超级稻。1997年,袁隆平发表“杂交水稻超高产育种”之后,翌年“超级杂交稻育种”也得到了总理基金的支持,同年被列入“国家863计 划”,由此拉开了中国超级杂交稻育种的序幕。

2 北方粳型超级稻育种的基本理论

  株型或株形是作物科学中经常使用的概念。由于研究角度和目的不同,其含义往往也有较大差异。实际上株型与株形并不矛盾,两者既 有整体与部分的对立统一关系,又有广义和狭义之别。狭义的株形(Plant morphology)系指植株的形态特征、空