1977-2018年水稻品種審定數據分析

呂 鳳 楊 帆 范 滔 劉 京 李 乾 王林剛 龍曉波

（華智水稻生物技術有限公司，湖南長沙410011）

水稻是我國近七成人口的主食，亦是全世界大約一半人口的主要糧食作物。我國是一個農業大國，近百年來，在全國水稻科研工作者的共同努力下，水稻研究不斷創新進步，尤其是在丁穎、黃耀祥、袁隆平等一批優秀科學家的帶領下，水稻先后經歷矮化育種、雜種優勢利用、超級稻研發和水稻功能基因組研究等重要階段，促使水稻產量得到大幅提高[1]。同時，由于人口數量增長、環境惡化、耕地面積減少、耕地質量下降等因素[2]，要求育種家們能夠選育出廣適性強、高產優質的水稻品種。因此通過對1977-2018年審定水稻品種數據進行分析，以初步解析中國近40年來水稻品種審定的總體趨勢規律以及相關性狀的變化趨勢，旨在為水稻新品種選育提供參考。

1 1977-2018年品種審定總體情況

1.1 品種審定數量呈上升趨勢1977-2018年共審定水稻品種10628個，其中通過國家審定的品種數為1349個，地方審定的品種數為9279個（圖1）。審定品種數量呈現上升趨勢，前20年審定的品種數量相對少，總計為796個，而后20年達9832個，特別是2005年之后每年審定品種總數都超過400個。水稻總審定品種數從1999年的104個增至2018年的943個，增長9倍。這主要得益于2000年《中華人民共和國種子法》頒布實施，該法對培育種業多元市場主體、激活種子市場發揮了重要作用，種業領域全面進入政企、事企分開發展的市場化階段[3]。2011-2015年由于品種審定標準提高了對抗性和品質等方面的要求，種子市場收緊，經營主體數量逐漸減少，該時期水稻品種的審定數量有所下降，平均每年476.6個。2014年后，國家先后啟用了品種審定的綠色通道和聯合體試驗渠道，品種試驗的方式更加多元化，參試品種的數量因此迅速增加[4]。因此推測在未來一段時期品種數量也將持續上升。

圖1 1977-2018年水稻品種審定情況

1.2 品種類型水稻經歷矮稈革命后，20世紀70年代初期經歷了三系雜交育種，90年代初期經歷了兩系雜交育種[5]。從品種類型分析，粳稻審定數量所占比重下降（圖2），從1977年的66.7%降至2018年的22.7%（不包含秈粳交雜交稻）；常規稻審定數量占比下降，但在2012-2014年常規稻比重有所回升，雜交稻比例有所下降，說明常規水稻育種又逐漸被重視（圖3）；雜交稻審定數量所占比重大幅度上升，其中三系雜交稻比例下降，兩系雜交稻所占比重逐漸上升（圖4）。整體而言，秈稻品種審定數量所占比重大于粳稻。

圖2 秈稻和粳稻的占比圖

圖3 常規稻和雜交稻的占比圖

圖4 三系雜交水稻和兩系雜交水稻的占比圖

1.3 品種來源多層次化

1.3.1 科研院所類通過對水稻品種審定主體的統計發現（圖5），科研院所方面，廣東省農業科學院水稻研究所申請的水稻品種達687個，領先于中國水稻研究所的372個和福建省農業科學院的284個。此排名中大部分是省級和國家級的研究機構，但也發現市級單位如通化市農業科學研究院以129個排第10位。黃華占是廣東省農業科學院水稻研究所選育的，該品種被多個省審定，具有優良的耐熱性、廣適性和耐肥抗倒性，提高了蒸煮和外觀品質[6]。

圖5 科研院所審定品種情況

1.3.2 企業類企業作為審定主體的前20強排名中（圖6），隆平高科可謂一枝獨秀。在前20強中，有4家屬于隆平高科，其審定的水稻品種數目總計達600個，遙遙領先于其他企業。

1.4 親本引用情況對1977-2018年通過審定的品種的系譜進行分析（表1），發現作為親本被使用次數最多的材料是明恢63，累計被使用422次。在此排行中最早作為親本被引用參與審定的材料是珍汕97A，參審品種是汕優2號，審定的時間為1978年；最近一次作為親本材料育成的品種參與審定時間為2018年，跨度40年，可謂經久不衰。

圖6 企業審定品種情況

表1 親本使用前十排名

表2 父本使用前十排名

對父本使用情況進行統計（表2），作為父本被使用次數最多的材料是明恢63，是我國人工制恢工作中第一個取得突破的優良恢復系。該品種恢復譜廣、恢復力強、配合力強，具有優良的綜合農藝性狀，抗稻瘟病且制種產量高。它不僅是我國雜交水稻組合配組中應用最廣、持續應用時間最長、效益最顯著的恢復系，還是我國新恢復系選育中貢獻最大的優良種質[7-8]。雖然華占2008年作為親本材料參與品種審定，但僅僅11年時間就已被引用179次，華占現象已經十分明顯（表3）。華占作為直接引用父本審定的品種總數為138個，2008-2012年為13個，這屬于華占剛開始作為父本的階段，僅使用三系雜交育種法進行選育；2013-2018年這6年間，華占現象凸顯，作為直接父本審定的品種為125個，增長近10倍，國家審定數與前一階段相比超過10倍，同時也出現運用兩系雜交育種法育成的品種。將華占育成的品種主要性狀的統計值與同期所有品種比較發現，2013-2018年每667m2產量超出總平均值11.18kg，兩階段的畝有效穗數也超出總平均值（表4）。對于育種家而言，華占已被列入優勢父本的選擇隊列。

不育系方面，Ⅱ-32A是作為不育系審定最多品種的材料，累計達360次（表5）。最早以其作為母本審定的品種Ⅱ優63，出現在1990年，最晚出現在2018年審定品種潢達A的系譜中（Ⅱ-32A/潢達B）。

表3 以華占作為直接父本審定的品種情況

表4 主要農藝性狀的表現

表5 不育系使用前十排名

1.5 珍汕97A作為直接母本引用情況在這些廣泛應用的親本中，珍汕97A是較早用于母本使用的材料，目前仍在使用，而華占是2008年作為父本使用的材料，歷經10年榜上有名。對直接引用珍汕97A為母本審定的品種進行分析，結果顯示從1978年開始出現以珍汕97A為直接母本配組選育的品種，其中1987年選育的品種占總審定品種的 18.3%，由此可見珍汕97A在當時發揮了重要的作用（圖7）。

在華智育種管家系譜查詢功能中，檢索到以珍汕97A作為直接母本的品種數為256個（圖8）。

圖7 珍汕97A作為直接母本審定的品種情況

圖8 珍汕97A作為母本的品種系譜圖

2 近40年審定品種的性狀表現情況

2.1 農藝性狀變化

2.1.1 品種產量在穩步增長如圖9所示，審定的秈稻、粳稻品種產量呈穩步增加趨勢。粳稻品種每667m2平均產量在2012年突破600kg，秈稻審定品種平均產量在2016年突破550kg，并處于穩步增長趨勢，預計不久后將突破600kg。

2.1.2 株高表現出增長趨勢由于水稻矮稈革命，在此期間育成的品種株高在80.0～90.0cm之間，在這期間重要的遺傳資源有桂朝2號等。而后株高表現出增長趨勢，秈稻平均株高增至113.5cm，粳稻平均株高增至102.0cm。整體而言，秈稻的平均株高要高于粳稻（圖10）。

2.1.3 平均穗長增加穗長是典型的數量性狀，是影響水稻產量的重要因子之一。通過對審定品種的穗長進行統計分析，發現秈稻穗長平均在20.0cm以上，從1978年的20.2cm增至2018年的24.1cm；粳稻平均穗長從1978年的14.0cm增至2018年的17.7cm（圖11）。我國北方第一個育成的粳型超級稻品種沈農265，其穗長為19.0～20.0cm。科研工作者對其穗部性狀進行了相關研究，并定位了多個控制穗部相關的QTL。由于穗部性狀的遺傳基礎復雜，克隆的基因/QTL相對較少，能夠應用到育種上的基因/QTL更少[9]。

圖9 水稻審定品種的平均產量情況

圖10 水稻審定品種的平均株高情況

圖11 水稻審定品種的穗長情況

2.1.4 畝有效穗數表現出減少趨勢畝有效穗數是直接影響水稻產量的因素。在統計中發現（圖12），粳稻畝有效穗數在1989-2000年間變化較大，可能是由于在這階段出現有效穗數兩極化現象，例如，出現鳳稻9號高有效穗數的品種，從而導致變化無規律；2000年后畝有效穗數大部分在20萬穗以上，在2014-2018年趨于穩定。秈稻畝有效穗數出現減少趨勢，可能與環境等其他因素有關。

2.1.5 每穗實粒數增加從圖13可知，秈稻和粳稻的每穗實粒數都處于增加趨勢，秈稻從1989年的92.0粒增加到2018年的139.1粒，粳稻從1989年的98.5粒增加到2018年的124.3粒。總體而言，秈稻的穗實粒數增長要大于粳稻增長速率，最終秈稻的穗實粒數要大于粳稻的穗實粒數。

圖12 水稻審定品種的畝有效穗數情況

圖13 水稻審定品種的每穗實粒數情況

2.1.6 結實率粳稻結實率從1989年的82.3%增至2018年的87.4%；秈稻結實率出現同比下降。粳稻結實率平均高于秈稻4.6%（圖14）。

2.1.7 千粒重秈稻千粒重從1983年的23.5g增至2018年的26.1g；粳稻變化不明顯，整體處于25.0～27.0g之間（圖15）。

2.2 審定品種的品質性狀

2.2.1 碾米品質碾米品質主要包括糙米率、精米率和整精米率。根據統計數據發現秈稻和粳稻的糙米率、精米率和整精米率未發生變化，處于相對穩定狀態。粳稻的3個性狀統計值都高于秈稻（圖16～17）。

圖14 水稻審定品種的結實率情況

圖15 水稻審定品種的千粒重情況

圖16 水稻審定品種的糙米率情況

圖17 水稻審定品種的精米率和整精米率情況

2.2.2 外觀品質

2.2.2.1 堊白度和堊白粒率在現階段水稻不再只是追求產量，而要側重于保證質量。高產、優質是作物育種永遠不變的目標。堊白度是影響水稻外觀的重要因素，從統計結果分析，秈稻和粳稻的堊白度都處于下降趨勢，秈稻的堊白度從1997年的23.6%下降到2018年的4.6%；粳稻的堊白度從1997年的4.2%下降到2018年的2.9%。秈稻堊白粒率從1997年的67.8%下降到2018年的23.2%，下降近3倍；粳稻堊白粒率在2000-2007年間出現不同程度的增長，最終還是處于下降趨勢。秈稻的堊白粒率下降最為顯著。整體而言，秈稻的堊白度和堊白粒率要高于粳稻，但秈稻的堊白度和堊白粒率下降速率要高于粳稻（圖18）。

圖18 水稻審定品種的堊白度和堊白粒率情況

2.2.2.2 透明度從圖19中可知，秈稻的透明度高于粳稻透明度，粳稻透明度處于1.0～1.6之間，秈稻透明度處于1.0～2.5之間。

2.2.3 蒸煮品質

2.2.3.1 膠稠度膠稠度影響大米的蒸煮，從而影響大米的食用品質。秈稻膠稠度從1987年的43mm增加到2018年的72mm，增加29mm；粳稻膠稠度未發生明顯變化。整體上看，粳稻膠稠度要高于秈稻，但最后趨于一致（圖20）。

2.2.3.2 堿消值和直鏈淀粉含量秈稻堿消值變化復雜，在1993-1996年、1998-2001年、2006-2010年、2017-2018年處于增長狀態，其他年間處于降低狀態；粳稻堿消值相對比較穩定，未出現大變化。秈稻和粳稻的直鏈淀粉含量處于下降趨勢，秈稻直鏈淀粉含量從1989年的20.9%降為2018年的16.7%；粳稻直鏈淀粉含量從1989年的17.2%降至2018年的15.7%。秈稻直鏈淀粉含量要高于粳稻直鏈淀粉含量（圖21）。

圖19 水稻審定品種的透明度情況

圖20 水稻審定品種的膠稠度情況

3 2018年水稻審定品種基本情況

3.1 國審水稻品種基本情況

3.1.1 國審水稻品種組成情況2018年9月18日國家農業農村部公布了2018年的國家農作物審定名單，其中有268個水稻品種通過了國家審定，這是歷年來數量最多的一年。在這些水稻品種中，秈稻228個，占85.1%；雜交稻234個，占87.3%（圖22）。

圖22 2018年國審稻品種構成情況

3.1.2 性狀表現對2018年通過國審的水稻品種的農藝性狀、經濟性狀和米質性狀等進行統計，統計結果反映了我國目前國審品種在各項主要指標上的平均水平（表6）。同時表明秈稻和粳稻在多項指標上存在明顯差異。

3.1.3 優質米情況自2011年起國家對水稻品質標準要求提高，原農業部制定《食用稻品種品質》等相關標準并不斷完善。2018年通過國家審定的268個水稻品種中，達到優質米部標的有134個，占比50%。

3.1.4 抗性情況病蟲害抗性方面：抗稻瘟病品種比例相對較高，有38個，占比為14.2%；抗白葉枯病品種為8個，抗褐飛虱品種為2個。

3.2 地方審定品種基本情況

3.2.1 地方審定水稻品種組成情況對地方審定品種進行統計分析，發現與國審品種組成相似，但所占比例不同，雜交稻435個，占64.4%，常規稻為240個，占35.6%；秈稻占70.7%，粳稻占27.7%，秈粳稻占1.6%（圖23）。

表6 2018國審水稻品種性狀統計

圖23 2018年地方審定品種組成情況

3.2.2 性狀表現通過對秈稻、粳稻及秈粳稻的性狀進行統計分析（表7），發現秈稻外觀性狀如平均堊白度和堊白粒率高于粳稻；農藝性狀如畝有效穗數、結實率、整精米率、產量低于粳稻；千粒重、穗長、長寬比要高于粳稻。秈粳稻大部分性狀處于秈稻和粳稻之間。

表7 2018年地方審定品種的性狀表現情況

3.2.3 優質米情況對2018年地方審定水稻品種的米質進行分析，發現達到部標優質米的品種數為166個，占24.6%，該比值低于國審品種部標優質米。

3.2.4 抗性情況對2018年地方審定水稻品種的抗病性進行統計，發現有255個品種具有抗稻瘟病特性，占37.8%；其他抗性品種數量相對較少，抗白葉枯病品種71個，抗稻曲病品種57個，抗紋枯病品種76個，抗條紋葉枯病品種43個。

4 討論

綜合分析近40年我國水稻審定品種的基本情況，發現水稻審定品種在持續增長，產量得到大幅提高，品質在不斷提升；種子企業、科研院所等機構也在不斷為我國自主研發提供重要的技術和生產服務。這無疑得益于國家政策的優化、科技的創新和育種家持之以恒的精神。農業農村部副部長余欣榮也表示，目前，在水稻等大宗作物用種上，中國已經實現了全部自主選育[10]。

長達近百年的研究工作中，育種家不僅需要考慮到產量，更要加大對品質、抗性的研究力度，對功能水稻也展開了重要的研究。我國水稻生產不僅要滿足國家糧食安全的需要，也要應對極端氣候頻發、耕地面積減少的情況，這就需要在水稻新品種選育過程中重點選育兼具高產、優質、多抗、廣適、適宜機械化、易制種等多種性狀的品種。如今，種業正處于“生物技術+信息化”的變革階段，我國應加大研發投入，吸引更多的科研人才投入到育種中，加快成果轉換速度，推動產業化轉化和開發。同時，結合分子育種技術輔助水稻育種，可縮短育種年限，達到精準育種。

根據圖3可知，雜交稻所占比例在增長，表明雜交優勢的利用在快速發展，出現秈稻和粳稻亞種間的優勢利用是必然的結果；結合表7，秈粳交雜交稻表現出分別優于秈稻和粳稻的表現，例如穗總粒數要高于兩者，產量均值高于秈稻，堊白度和堊白粒率都要低于秈稻。2018年審定的秈粳交雜交稻有甬優系列，如甬優7753、浙審稻中嘉優9號等，猜測在未來會出現更多秈粳交雜交稻。但是需要注意應建立父母本雜種優勢群，避免群內配組。育種實踐上，育種家利用秈粳交育種時，要充分考慮遺傳穩定性、抗病性、米質及環境敏感性等性狀；在雜種優勢利用中應多側重于結實率、畝有效穗數、米質和抗病性等性狀[11]。

本文使用的數據統計和圖片來自華智育種管家數據中心[12]，原始數據來自國家水稻數據中心[13]。數據截止到2018年10月30日。