近日，2020年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，中國工程院院士、中國水稻研究所胡培松研究員主持完成的“超高產(chǎn)專用早秈稻品種中嘉早17等的選育與應(yīng)用”獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。早稻約占我國水稻總產(chǎn)的16%-18%，早稻高產(chǎn)有著怎樣的意義，未來有怎樣的發(fā)展前景？記者專訪了成果第二完成人唐紹清研究員。
獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)的胡培松團(tuán)隊(duì)。受訪者供圖
向用途多元化方向發(fā)展
早稻約占我國水稻總產(chǎn)的16%-18%，但隨著人民生活水平的提高，早稻的生存空間也越來越窄，在日常飲食中所占比例并不高。唐紹清認(rèn)為，早稻的出路在于品種專用化和用途多樣化發(fā)展，“一方面，早稻是儲(chǔ)備糧源，因?yàn)樵绲竞勘容^低，儲(chǔ)備比較容易；另一個(gè)方面，可以向用途多元化發(fā)展，比如用來作為制作米粉和味精等產(chǎn)品的原料�！�
米粉作為我國南方傳統(tǒng)美食，深受消費(fèi)者喜愛，并遠(yuǎn)銷歐美及東南亞各國，但長(zhǎng)期以來，市場(chǎng)上缺乏優(yōu)質(zhì)的專用米粉稻品種。胡培松團(tuán)隊(duì)針對(duì)上述存在的技術(shù)難題和品種專用化、用途多樣化的消費(fèi)需求，在超高產(chǎn)米粉專用早稻育種種質(zhì)創(chuàng)制、米粉稻選育技術(shù)體系構(gòu)建和新品種培育方面取得了顯著成效。
此外，米粉專用稻選育一直無明確的具體指標(biāo)，將直鏈淀粉含量作為主要參考指標(biāo)，忽視膠稠度、糊化溫度以及淀粉精細(xì)結(jié)構(gòu)等對(duì)米粉品質(zhì)影響的問題。胡培松團(tuán)隊(duì)便利用快速黏度分析儀(RVA)，研究了近300份水稻材料的米粉品質(zhì)、理化品質(zhì)與RVA特征值的關(guān)系，確立了黏滯性譜中的回生值和崩解值是米粉稻選擇的關(guān)鍵參數(shù)，首次將RVA用于糊化溫度和直鏈淀粉含量的定量協(xié)同測(cè)定，獨(dú)創(chuàng)的RVA篩選米粉稻技術(shù)體系，使得選擇效率提高約20倍。利用凝膠滲透色譜儀、毛細(xì)管電泳儀、差熱儀等研創(chuàng)出絕對(duì)直鏈淀粉含量、糊化參數(shù)、支鏈淀粉鏈長(zhǎng)分布等米粉特性緊密相關(guān)的綜合評(píng)判指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了米粉專用稻品質(zhì)指標(biāo)的精準(zhǔn)鑒定，獲發(fā)明專利6項(xiàng)。顯著提高了米粉專用早稻育種效率。
二十載“稻路”
唐紹清介紹，長(zhǎng)江中下游早稻約占全國早稻產(chǎn)量的70%，但該區(qū)域早稻生產(chǎn)存在苗期低溫冷害爛秧、生長(zhǎng)期短難創(chuàng)高產(chǎn)、高溫逼熟品質(zhì)差等三大突出技術(shù)難題，導(dǎo)致該區(qū)域早稻生產(chǎn)效益低、波動(dòng)大、農(nóng)民種糧積極性不高。
而且長(zhǎng)江中下游早稻播種季節(jié)易遇倒春寒危害，受雙季稻前后茬限制生育期短難高產(chǎn)。繼嘉育293、浙733等這些高產(chǎn)品種推廣應(yīng)用后，長(zhǎng)江中下游地區(qū)的早稻單產(chǎn)在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)進(jìn)入了瓶頸期，難以再上新臺(tái)階，想要有所突破，就急需新的高產(chǎn)基因型進(jìn)行遺傳補(bǔ)充。優(yōu)質(zhì)米粉加工專用稻需要兼顧高直鏈淀粉含量和長(zhǎng)膠稠度，但直鏈淀粉含量和膠稠度存在遺傳連鎖，高直鏈淀粉含量且長(zhǎng)膠稠度兼顧的種質(zhì)材料在當(dāng)時(shí)十分稀缺，進(jìn)行遺傳改良的物質(zhì)基礎(chǔ)薄弱、技術(shù)難度大。
針對(duì)早稻生產(chǎn)現(xiàn)狀和技術(shù)難題，胡培松團(tuán)隊(duì)提出芽期、苗期多重低溫耐冷篩選策略，開展“耐淹與耐低溫發(fā)芽+芽期耐低溫+苗期耐低溫+早生快長(zhǎng)”協(xié)同篩選鑒定，并運(yùn)用生態(tài)、地理遠(yuǎn)緣雜交，與嘉興農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院合作，將華南超高產(chǎn)品種特青2號(hào)的高產(chǎn)基因?qū)氲郊闻d市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院育成的早稻材料Z94-207中，構(gòu)建大分離群體，分離世代以特青2號(hào)的株葉形態(tài)為“模板”，開展強(qiáng)化選擇，后代進(jìn)行苗期耐低溫、早發(fā)性和產(chǎn)量等多重篩選鑒定，結(jié)合米粉專用稻品質(zhì)指標(biāo)的篩選鑒定，最終創(chuàng)制出高產(chǎn)基因型、高直鏈淀粉且長(zhǎng)膠稠度兼顧的米粉專用育種種質(zhì)嘉育253，成為長(zhǎng)江中下游雙季早稻改良的骨干親本。
稻米品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)眾多，傳統(tǒng)分析方法程序繁瑣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。稻米品質(zhì)指標(biāo)的準(zhǔn)確快速評(píng)價(jià)，能更好地助推水稻品種選育。2005年，胡培松團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國際水稻研究所（IRRI）成立中國-IRRI稻米品質(zhì)營養(yǎng)聯(lián)合研究中心，購置稻米品質(zhì)分析先進(jìn)儀器設(shè)備，引導(dǎo)團(tuán)隊(duì)成員，從攻克選擇效率低、費(fèi)時(shí)費(fèi)力的評(píng)價(jià)體系入手，系統(tǒng)創(chuàng)建了稻米直鏈淀粉含量（AC）、糊化溫度(GT)、膠稠度(GC)等關(guān)鍵指標(biāo)的快速評(píng)價(jià)方法，稻米品質(zhì)高效評(píng)價(jià)技術(shù)平臺(tái)被國內(nèi)外同行廣泛利用。
一個(gè)品種的培育，一般至少要經(jīng)過7-8代的選育；一個(gè)好的水稻品種穩(wěn)定下來，起碼需要6年。胡培松團(tuán)隊(duì)利用創(chuàng)制的高產(chǎn)基因型米粉專用早稻育種種質(zhì)嘉育253，與苗期耐寒性好、結(jié)實(shí)率高的中選181雜交，結(jié)合米粉專用早稻篩選評(píng)價(jià)技術(shù)，一代代種植、選擇，最終育成適應(yīng)性、產(chǎn)量、抗性、加工專用品質(zhì)等綜合性狀優(yōu)良的中嘉早17。
中嘉早17早稻田。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院供圖
中嘉早17于2008年通過浙江審定、2009年通過國家審定后，在長(zhǎng)江中下游65個(gè)縣市機(jī)插、拋秧、直播、移栽等多種栽培模式均表現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，2010年農(nóng)業(yè)部認(rèn)定為超級(jí)稻品種，2010年至2016年連續(xù)七年被農(nóng)業(yè)部推薦為主導(dǎo)品種，2013年起連續(xù)5年是全國推廣面積最大的秈稻品種，2015年其應(yīng)用1028萬畝，是1991年來唯一單年應(yīng)用超千萬畝的早稻品種，約占長(zhǎng)江中下游早稻面積20%，成為南方秈稻區(qū)名副其實(shí)的“當(dāng)家花旦”。至2019年底，中嘉早17全國已累計(jì)推廣6532萬畝，增產(chǎn)稻谷21.3億公斤，農(nóng)民增收55.26億元。
中嘉早17在歷次區(qū)試和生產(chǎn)試驗(yàn)中均表現(xiàn)為增產(chǎn)幅度大、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗病，國家區(qū)試和生產(chǎn)試驗(yàn)分別比對(duì)照增產(chǎn)9.12%和14.71%。中嘉早17整精米率高達(dá)66.7%，比一般秈稻高15個(gè)百分點(diǎn)，高直鏈淀粉含量(25.9%)、長(zhǎng)膠稠度(77mm)，其生產(chǎn)的直條米粉和濕米粉，加工品質(zhì)優(yōu)良，尤其是斷條率低，干米粉僅為1.8%，鮮米粉為8%，遠(yuǎn)優(yōu)于干米粉≤5%和鮮米粉≤20%的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，干米粉烹飪損失率低，僅為5.3%，優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的≤8%。
值得注意的是，中嘉早17的膠稠度長(zhǎng)、直鏈淀粉含量高，加工出來的米粉彈性好、不斷條、不糊湯，而且也不會(huì)因?yàn)闇荻鴿q糊，具有極優(yōu)的米粉加工特性。中嘉早17憑著“好加工”，尤其是米粉加工方面的特性優(yōu)勢(shì)，顯著提升了商品價(jià)值，迅速風(fēng)靡南方稻區(qū)，2009年，以652.26公斤的百畝示范方平均產(chǎn)量和704.35公斤的最高畝產(chǎn)刷新了浙江農(nóng)業(yè)吉尼斯早稻百畝示范方紀(jì)錄。中嘉早17和嘉育253作為親本材料被廣泛利用，不完全統(tǒng)計(jì)，已有30個(gè)衍生早稻品種通過審定，衍生品種推廣3573萬畝，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著。該成果解決了米粉加工優(yōu)質(zhì)專用糧的原料短缺問題，為我國早秈稻多用途開辟了新途徑。
新京報(bào)記者 趙利新
編輯 張樹婧 校對(duì) 付春愔
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