水稻根系育種的意義與前景

陳亮

（湛江市農業科學研究院，廣東湛江 524094）

摘 要 在人們日常生活中，食物的意義非常重大。水稻是人們日常食物的一種，雖然我國是一個水稻生產大國，但是自20世紀80年代開始，我國水稻產量處于停滯不前的局面，為帶動全球糧食生產工作，我國加大力度探索水稻高產的方法，采用了水稻根系育種方法，改良了水稻品種，提高了水稻產量。通過對水稻根系育種的分析，全面探究水稻根系育種的意義與前景，希望能夠促進我國水稻生產工作的順利開展。

關鍵詞 水稻；根系育種；意義；前景

中圖分類號：S511 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.24.086

隨著人們生活水平提高，人們食用水稻的量也逐漸增加，因此，提高水稻產量十分有必要。為達到水稻優質、穩產、高效和高產的最終目標，相關研究人員采用了水稻根系育種方法，對水稻根系性狀進行改良，塑造出水稻的理想根型，更好地開展水稻生產工作，實現水稻生產目標。

1 水稻根系育種主要內容

水稻的根系育種就是以水稻根系為主要研究目標，通過不同角度對水稻根系進行全面研究，做好根系遺傳與改良工作，促進水稻研究行業培育出更加適合生產的水稻新品種，根據水稻生產的不同目標，將水稻根系育種分為以下幾方面：一是根系的品質育種；二是根系的高產育種；三是根系的抗逆育種[1]。現階段，進行水稻根系育種主要使用的方法是分子生物學與傳統水稻育種相結合的方法；同時，隨著我國社會及科技水平的進步，分子生物學手段在水稻根系育種中作用越來越大，在今后水稻研究工作中，很可能通過多基因聚合等方式產生利于水稻生產的根系性狀基因，促進水稻新品種的產生。水稻根系育種的基本概念就是通過對水稻根系性狀進行改良，塑造出水稻的理想根型，使其具有持久、穩定的水稻根系機能，并且具有適應性更廣的水稻根系特征，更好實現水稻性狀的優化，達到水稻優質、穩產、高效、高產的最終目標，為水稻生產工作做好基礎。

其中，水稻根系形態對水稻產量產生了較大的影響，這一影響在很早前就被人們所關注，1957年，Nagai提出了“根型”這一概念，我國也有水稻研究學者對根系伸展方向與葉角之間的關系進行了相關的研究，且根據研究提出了保證水稻高產的新要求，即培育出優良的水稻根型，其他國家研究人員也紛紛研究了水稻根系與水稻產量、質量之間的關系。為更好地實現水稻根系育種工作，研究人員應該做好理想株型育種工作，其中水稻理想株型不僅要包括根系形態，更要包括根系機能，以滿足水稻根系育種的基本需求。

2 水稻根系育種的意義

2.1 有利于提高雜交水稻增產能力

根據相關研究顯示，雜交水稻在產量上相比于其他水稻更具有優勢，這與雜交水稻根系生長優勢有十分密切的關系，但研究發現，雜交水稻雖然產量較高，但存在早衰現象，這一現象不僅會影響水稻內部物質的生產、積累，使雜交水稻生產由優勢轉為劣勢，而且影響水稻中干物質運輸、籽粒灌漿，影響雜交水稻生產產量。根據現階段調查，在雜交水稻中，早衰現象普遍存在，但采用水稻根系育種能夠從基因上解決雜交水稻在實際生產過程中存在的早衰現象，從而提高雜交水稻的增產能力。

2.2 有利于提高肥料利用率

糧食種植過程中，需要根據種植實際情況施加化肥，這不僅是水稻生產過程中比例較大的一項開銷，更是決定水稻質量的關鍵因素。現階段，我國在水稻種植過程中，氮、磷、鉀肥的利用率分別在30%、40%和20%左右，肥料利用率相對較低，這樣不僅增加了肥料投入資金，且大量的肥料會對人們生活產生一定的環境污染，影響人們生活質量。實現水稻根系育種能夠使根系更容易吸收肥料，減少人們在肥料方面的投入資金，減輕由于大量使用肥料而造成的環境污染，有效提高肥料利用率。

2.3 能夠滿足直播環境下生產水稻的要求

目前，我國常采用的水稻生產方式為灌溉稻，采用該種方式生產水稻需要大量的水。相關調查顯示，灌溉稻使用的水占我國整個農業用水的65%以上，極大地浪費了水資源，灌溉稻所需要的水量并不全都是水稻生長過程中所必須的水量，有一部分是由于水稻未利用而浪費所致，在我國水資源不容樂觀的背景下，在水稻生產過程中有效節約水資源具有重要意義[2]。采用水稻根系育種方法就能夠提高根系對水的利用效率，在節省水資源的前提下，更好地滿足灌溉式水稻對環境的要求，從而產生出優質水稻。

2.4 有利于培養出性狀優良的水稻新品種

我國土地并不都是適合農作物生長的，其中有667萬km2的鹽漬耕地，約2 000萬km2的待開墾鹽漬荒地，因此，為有效利用我國土地，提高我國土地利用率，就需要培養出性狀優良的水稻品種，使其能夠適應鹽堿地環境。此外，要根據南北方差異，培養出適合南方種植的防洪澇災害能力強的水稻品種，采用水稻根系育種方法進行水稻品種培育能夠很好解決上述問題，培育出適合我國不同地區情況的水稻新品種，提高水稻質量和產量。

3 水稻根系育種的前景

3.1 水稻生產的可持續化

水稻根系育種應用前景廣闊，能夠實現我國水稻生產的可持續化，在育種過程中通過對根系生理性狀、根系特點、水稻在地上部的形態等進行詳細的研究分析，能夠將上述情況作為根系形狀的指標，更好地研究水稻的根粗、根長及根數量，做好水稻育種工作，確立水稻理想根型并實現水稻理想根性的培育工作，實現水稻生產的可持續化。

3.2 新根系塑造的優良化

水稻是植物的一種，每一種植物都會衰老，但他們的衰老也有相應的規律，通過對水稻根系育種的研究，有助于對水稻衰老的研究工作，能夠更好將水稻衰老規律應用于水稻根系改良工作中，實現新根系塑造的優良化[3]。此外，通過水稻根系育種能夠選育出抗洪、抗旱、肥料利用率高、環境適應性強的水稻品種，從水稻根系角度篩選出具有良好抗倒伏的水稻品種，推動我國水稻生產工作的進程。

3.3 根系形態育種工作的高質化

在進行水稻生產時，不僅要保證水稻的產量，還要保證水稻生產的質量，只有較高的水稻生產質量才能滿足人們對水稻的需求，水稻根系育種借助了前人的研究成果，做好水稻根系育種工作能夠使水稻根系遺傳性狀和根系育種方面取得突破，能夠為我國水稻育種工作提供了一個良好的突破方向，有效實現根系形態育種工作的高質化，使我國水稻根系形態育種工作順利開展。

3.4 有助于根系形態育種工作取得突破

根系形態育種不僅能應用于水稻生產過程中，而且能有效應用于其他產品生產過程中，水稻根系育種工作不僅能提高我國水稻生產質量和效率，更能為其他農作物生產提供根系育種工作上的技術，更好利用現代生物技術手段實現優良的根系性狀的組合，優化生物的根系機能及根系綜合性狀，為我國整體生產水平的提高做出貢獻。

4 結語

水稻是人們生活的必需品，為滿足人們對水稻的需求，相關研究生產部門就要做好水稻生產工作，盡量培育出能夠廣泛適應的新品種，以更好地實現水稻的高質、高效、環保及優質生產工作，希望通過本文對水稻根系育種意義與前景的研究，能夠更好地促進我國水稻根系育種工作，滿足人們對水稻品種的要求。

參考文獻

[1]梁玉剛，李靜怡，張啟飛，等.免耕半固態直播對水稻的生長及產量構成的影響[J].湖南農業大學學報（自然科學版），2016（4）：354-358.

[2]衛海濱，夏輝，樓巧君，等.利用水稻抗旱種質研究馴化和育種對遺傳多樣性的影響[J].上海農業學報，2016（4）：1-5.

[3]王小虎，方云霞，張棟，等.水稻根基粗適宜取樣量及其與抗倒伏性狀的相關分析[J].江蘇農業科學，2016（5）：85-89.

（責任編輯：趙中正）