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“绿色超级稻”:突破呼之欲出

来源:www.timetimetime.net 时间:2020-01-15 编辑:励志

作者:卢伟资料来源:中国科学新闻,发布时间:2015/9/24 8:336000

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“绿色超级稻”:突破准备

■记者卢伟

“少农药、少肥、节水、抗旱、优质、高产”9月22日,第十三届国际水稻功能基因组会议在华中农业大学召开。中国科学院院士、华中农业大学教授张启发在接受记者采访时,再次提到绿色超级稻的“十六字方针”。

由于国内水稻科学家20多年基因功能研究的积累,绿色超级稻在应用和推广方面具有明显优势。“它提倡资源节约和环境友好,这已逐渐成为该国两型农业的缩影。”张启发总结道。

华中农业大学教授、绿色超级稻项目首席科学家俞思彬表示,近年来,一批具有绿色超级稻性状的新品种在湖北、安徽、四川、广西等地推广应用,具有良好的经济效益和社会效益。破译水稻天书的重要性不仅在于它是世界三分之一人口的主食,而且它已经成为植物生物学研究中非常重要的模式植物。对农业科学家来说,一旦水稻被研究出来,其他禾本科作物的秘密就会被揭开。

然而,水稻中所有基因的排列就像一本天书,功能基因的识别就是破译它的含义并编纂一部字典。解读《天书》也是当前稻田中最困难和最具竞争力的领域。

“每个基因的解码意味着人类在理解水稻天书方面又向前迈进了一步,并为水稻的遗传改良增加了新的知识和基因资源。”张启发说。

数据显示,在过去10年里,中国以6875篇由不同国家发表的水稻科学论文排名第一。根据《自然》集团发布的涵盖68种高质量学术期刊的自然指数,中国在过去10年中在这68种高质量学术期刊上发表了117篇水稻研究论文,居世界第一。

华中农业大学水稻团队作为中国重要的水稻研究中心,成功分离克隆了100多个控制水稻产量、品质、抗旱、抗病、杂种优势利用等性状的重要功能基因。它是世界上克隆作物基因数量最多的单位之一。这些成果已经发表在一系列世界顶级学术期刊上,包括《科学》。

第三次育种突破

在过去的半个世纪里,中国水稻育种取得了两个重要突破,成为世界第一次“绿色革命”的重要组成部分。

首先是20世纪60年代矮化育种的成功,水稻产量增加了20% ~ 30%;二是20世纪70年代中期杂交水稻的成功研究。水稻产量在矮秆品种的基础上增加了约20%。

这两项突破很好地解决了中国等发展中国家的温饱问题,但随之暴露的问题也逐渐变得更加尖锐:化肥和农药的大量使用、土壤退化和突出的环境问题。

张启发认为“第二次绿色革命”的基本出发点是扭转第一次绿色革命带来的负面影响。通过培育新的优良品种和技术推广,减少化肥、农药、水和劳动力的投入,实现资源节约和环境友好。

对此,中国科学院李振声院士提出“为第二次绿色革命准备遗传资源”,得到水稻科学家的一致认可,水稻育种的第三次突破迫在眉睫。

随后,张启发开始提出绿色超级大米的想法。中国农业科学院研究员李志康和上海农业生物基因中心研究员罗丽君也相继发表文章,从不同层面探讨“绿色超级稻”的要素和技术路线。

李志康认为绿色超级稻的研发是一项复杂的系统工程。培育绿色超级稻新品种可采取两步策略:一是通过育种,将种质资源中大量绿色性状的有利基因引入优良遗传背景;第二步,将这些渐渗系或近等基因系杂交,实现基因聚合,培育整合大量优良基因的绿色超级稻。“绿色超级稻”的实践

余思斌表示,中国的“绿色超级稻”计划从一开始就为中国的粮食安全、水资源和生态环境保护制定了目标。

2010年,国家“863”计划启动了一个重大项目绿色超级稻新品种选育。在该项目的支持下,我国一些水稻研究机构充分利用水稻功能基因组学的研究成果开展新品种选育,成功培育出一批抗病、抗虫、节水、抗旱、营养高效等“绿色”特性的新品种或新品系。

实践表明,在湖北团风县和武穴市的推广应用中,广东省农业科学院育成的新品种“黄华占”具有用药量少、施肥量少、节水抗旱等特点。经计算,每亩可节约成本,提高效率444.5元。

目前,由中国科学家发起和开发的绿色超级稻赢得了比尔和梅林达盖茨基金会的青睐。通过“为非洲和亚洲资源贫乏地区培育绿色超级稻”项目,绿色超级稻的技术和新品种出口到亚洲和非洲贫困国家,以解决世界粮食危机。"绿色超级稻的特性仍需不断优化."谈到挑战,张启发认为绿色超级稻的最终目标应该是不使用农药或化肥,但目前的技术无法实现。

为了实现这个目标,他和他的团队需要破译更多的水稻基因。“我们想编纂一部水稻基因词典,现在可能还不到十分之一。这是一项不能停止的工作。”张启发说。

《中国科学报》 (2015-09-24,第一版亮点)

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