如今,袁隆平的“禾下乘涼”夢又近了一步。上月16日,中國科學院亞熱帶農業生態研究所正式宣佈,夏新界研究員領銜的水稻育種團隊歷經10餘年,成功培育出優質超大超高水稻新種質“巨型稻”。
“這是個非常好的種質材料,最大的優勢是生物量大,期待接下來能夠在收穫指數上進一步提高。”參觀現場,袁隆平提出殷殷期望。
稻米是人類最主要的糧食作物,水稻的產量主要取決於生物量和收穫指數(穗量/作物整體重量)兩大性狀。袁隆平說,過去的高稈水稻品種三分之二是稈,收穫指數僅有0.3左右,借助矮杆基因將水稻株高矮化以提升收穫指數(0.5),水稻畝產量一度提升至400公斤。
不久,第二次綠色革命利用雜交育種優勢,在保持較高收穫指數的基礎上,大幅度提高生物量,實現了作物單產的又一次跨越式提升。然而經過幾十年的不斷挖掘,現有水稻種質的生物量和收穫指數都已經接近上限。在此背景下,培育擁有超大生物量的大個子水稻成為水稻育種的主流方向。
“‘巨型稻’是在現有優異種源的基礎上,運用野生稻遠緣雜交、分子標記定向選育等一系列育種新技術,獲得的擁有完全自主知識產權的雜交水稻新種質。”根據“巨型稻之父”夏新界提供的資料,“巨型稻”株高最高2.2米,莖杆粗壯(18.5mm),葉挺色深,單位面積生物量比現有水稻品種高出50%,平均有效分蘖40個,單穗最高實粒數達500粒。
不過,個子高、生物量大僅是優勢之一。“作為‘父本’材料,巨型稻的出現為水稻育種提供了又一新選擇,未來有望與其他水稻雜交培育出更多水稻新品種。”在夏新界看來,巨型稻這一水稻新種質目前還有諸多技術亟待決,未來增產潛力值得期待。“而只要突破栽培技術,收穫指數提升至0.5,其理論單季產量有望超過18噸/公頃,打破單季水稻產量紀錄。”
不僅如此,因株形高大、稀植、生育期長、葉茂且冠層高、淹水深度大,可為蛙、魚和泥鰍等稻田養殖動物提供良好的棲息環境,“巨型稻”還具有明顯的種-養結合的優勢。2017年亞熱帶農業生態研究所在“長沙站”建設了30畝“巨型稻”生態綜合種養模式試驗與示範區,試驗結果表明:與現有常用的稻田綜合種養模式相比,該模式下稻穀產量至少提高一倍以上,青蛙、泥鰍、稻花魚等養殖動物的成活率亦提高一倍以上,生長週期縮短15至20天,個體重量提高20%以上,產量提高1.5倍以上,畝均純收入超過萬元。
“下一步,我們還要對‘巨型稻’遺傳調控機制、農藝性狀等進行研究,以進一步改善優化其品質。”夏新界表示◆