“中科发早粳1号”系列早粳稻新品种选育成功

　　7月19日，早粳水稻新品种“中科发早粳1号”现场会在江西省上高县举行。200亩示范片里金色稻浪翻滚，新品种在机插秧、人工插秧、直播和抛秧等4种栽培模式下均表现优异，尤其是在苗期抗冷、抗旱、成熟期抗穗发芽等农艺性状中表现突出，且外观品质优、味道好，丰收在即。测产显示，人工抛秧种植，实收水稻稻谷亩产为530.31公斤；机插秧种植，实收水稻稻谷亩产为613.73公斤，两者平均亩产为567.64公斤。这一新品种实现了我国早粳稻“零的突破”，意味着今后提前一个季度就能吃上好吃的新粳米了。

 

　　我国共有13个省生产早稻，全部分布在南方低纬度地区，其中，湖南、广西、江西、广东等4省区在全国播种面积中占比较大。然而，我国所有的早稻品种均为籼稻，目前国家设立的早稻品种审定组只有早籼组。早籼稻是在3月中下旬播种、7月中下旬收获（生长期100~120天）的南方籼稻品种。早籼稻品种尤其是长江中下游的品种由于其整体品质较差，大部分作为储备粮或工业用粮使用。

 

　　同早籼稻相比，生长在高纬度地区的粳稻品种具有抗逆性强、株型优、米质优、食味佳等明显优点。加速培育优良早粳品种及其推广应用，可以提高早稻米的品质和商业价值，不仅为农民增加经济效益，同时可将我国优质新米的上架期提前2-3个月。尽管育种家已经尝试了多年，却一直未能培育出在实际生产中使用的早粳稻新品种。

 

　　该研究中，“中科发早粳1号”实现了我国早粳品种“零的突破”，提升了早稻米的品质。这一早粳新品种属于早稻中迟熟类型品种。2020年在江西高安县和浙江永康市的早稻品比及多点试验中，平均株高90厘米左右，平均每穗总粒数超110粒左右，结实率可达85%以上，千粒重26克左右，平均亩产在500公斤以上。此外，新品种抗逆性强，尤其是在苗期耐寒、后期抗穗发芽方面尤为突出，米外观品质优良，长宽比达3.0。主要米质指标达到优质二级米标准，食味佳。“将早籼稻品种改为早粳稻品种，可以将优质新米提前两至三个月上市，为我国主粮供应端上第一碗饭。”中国科学院院士、中科院遗传与发育生物学研究所研究员李家洋说。

 

　　“中科发早粳1号”新种质为我国优质稻改良示范出新的方向，具有重要的科学意义和应用价值。新种质诞生的背后是“分子精准设计育种”这一技术支撑。

 

　　李家洋团队长期从事高等植物生长发育与代谢调控的机理研究，在我国率先建立了植物基因图位克隆技术方法体系，克隆了影响水稻株型、分蘖数目、株高、分蘖角度、穗大小、穗型、茎秆强度等株型特征的一系列重要基因，分离鉴定了水稻抗性淀粉合成等重要基因，为培育高产优质水稻新品种奠定了坚实的理论基础，并率先提出了“分子设计育种”的理念，提升了水稻品种培育效率。

 

　　针对长江中下游地区早稻生产中遇到的问题，该团队以优异稻米品质基因为主线，结合高产及理想株型基因等，运用分子精准设计育种的理念和技术，选择最佳亲本，通过杂交选择，最终育成具有优质、高产、抗寒和抗穗发芽的全新“中科发”早粳新品种。这是在中科院战略性先导科技专项（A类）“种子精准设计与创造”支持下产生的重要成果。

 

　　与常规育种技术相比，“分子精准设计”育种不仅克服了育种周期长、偶然性大和育种效率低下等缺点，还能够对当前品种的缺点进行精确改良，实现多个优良性状的聚合。目前李家洋团队已先后订制了多个具备高产、优质、高效、高抗等优良性状的“理想水稻”。例如，研究团队创建的北方稻区的“中科发”系列水稻新品种和南方稻区的“嘉优中科”系列水稻新品种，均实现了高产优质多抗水稻的高效培育。截至目前，2018年通过国审的“中科发5号”等系列品种在黑龙江、吉林、辽宁等省区推广面积达200万亩以上；2017年成功实现万亩示范的优质高产水稻品种“嘉优中科”系列推广面积已逾100万亩。该团队的“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”研究成果于2017年获得国家自然科学奖一等奖、于2018年获得未来科学大奖。这些从科学理论到生产实践的成功范例，将有利于推动作物传统育种向高效、精准、定向的分子设计育种转变。

 

　　“精准设计”水稻不仅有助于保障国家的粮食安全，还有助于满足“众口难调”的个性化需求。中国地域辽阔，生态环境和消费喜好差异大，所需水稻品种也各不相同。目前，李家洋及其团队正在尝试“定制”针对特殊人群的稻米（如针对糖尿病人的低淀粉）以培育出满足个性化需求的水稻。