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藏粮于技:如何打造优质稻?
胡培松,中国工程院院士,现任中国水稻研究所所长,水稻遗传育种与品质改良专家。从1991年起,胡培松守望稻田三十余载,坚持籼稻品质遗传改良的不断创新。他挖掘创制了稻米品质改良的重要骨干材料,并应用于育种实践;创建了水稻品质育种高效技术体系,育种效率提高4到5倍;育成水稻优质专用品种60多个,累计推广种植1.7亿亩以上,创造了巨大的社会经济效益。他以第一完成人获得国家科技进步奖二等奖3项,为我国籼稻品质改良作出了重要贡献。
水稻作为我国重要的主粮品种,是名副其实的“粮安基石”。我国水稻总产量更是连续十多年保持在两千亿公斤以上。量的问题解决之后,培育高产优质水稻成为未来水稻育种的主攻方向。什么样的水稻才算优质水稻?怎样利用前沿科技,推动我国水稻育种进入全新阶段?
中国是水稻的故乡
水稻在我国历史上有着非常重要的地位。现在公认水稻是起源于中国,目前比较认可的就是7000多年前河姆渡出土的水稻碳化稻,但实际上比这个更早的,包括江西万年县的万年稻,浙江浦江县的万年稻,还有好多地方都出土了不同年份的碳化稻。水稻作为我国的主要粮食以后,确保了整个社会的稳定发展。我国人口从宋朝的6000万发展到清朝末年的4亿,主要粮食作物小麦变更到水稻,起到了非常大的作用。
我国四大粮食作物水稻、小麦、玉米、大豆,现在从播种面积来说,水稻4.5亿亩,玉米6.5亿亩,小麦3.5亿亩,大豆大概1.5亿亩。水稻的播种面积占粮食播种面积大约四分之一,但水稻的总产量占整个粮食产量的32%左右,全国人民大概有60%是以水稻为主食的。所以稻米在国人的眼里,它是非常重要的。
水稻分为粳稻和籼稻两大亚种,其中粳稻生长期长,一般一年只能成熟一次。煮熟后的米饭以绵、软、糯、甜著称,最有名的当数黑龙江五常大米。而籼稻生长期短,在无霜期长的地方一年可熟两到三季。煮熟后米饭较松散、软而不粘。从外形上看,粳稻外形很圆,像个胖子;籼稻外形修长,像个瘦子。一般来说,粳稻的抗寒性、抗旱性较好,而籼稻则更加耐热、耐强光、耐湿润。粳稻主要分布在我国北方,黄河流域和东北地区等,而籼稻在我国的主产区则在秦岭—淮河以南地区和华南地区。
中国优质稻的代表
资料显示,日本在20世纪60年代提出超级稻育种概念,要将产量提高到新的水平,后来由于种质资源的局限没有能够实现,从而转向优良食味品质改良,创制出了越光等优良食味品质水稻品种。目前日本商品化的稻米品种有250多个,排名前五位的水稻品种贡献了60%以上的产量。其中,号称“世界米王”的越光大米从上世纪50年代育成后,至今仍是日本第一大水稻品种,覆盖日本35%的水稻种植面积。此外,在功能性稻米的研究及其产业化方面,国外发展也非常迅速。日本针对特定疾病人群,开发了低谷蛋白米、花粉症减敏稻米、糖尿病改善米、矿物质强化米、高维生素米等。印度培育出了适合糖尿病患者食用的水稻品种ISM的改良变种,这个变种除了具有高产、抗白叶枯病等优良性状外,其血糖生成指数仅为50.99,而普通精白米饭的升糖指数是83。那么,中国优质稻的代表是什么?
五常稻花香是中国优质稻的代表。大家都知道北方的稻花香,它的品种名叫五优稻4号。这种稻花香种植区域非常窄,就在五常和吉林北部很小的区域,能够生产出这么好的品质,大概每年有100万吨。我们希望通过改良,培育出一个类似于北方的稻花香的南方的粳稻品种。经过几年努力,我们也有一些品系出来了,但是确实还没有进行大面积的生产,经过几次稻米的品尝以后发现,口感跟北方的稻花香没什么区别,但是整个外观还有点距离,这也是我们下一步要奋斗的目标。
如何挖掘我国丰富的水稻种质资源