黑龍江省近10 年審定粳稻品種現(xiàn)狀與育種思路分析

劉寶海 高世偉 常匯琳 聶守軍 劉 晴 劉宇強 郭海英

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院綏化分院，綏化 152052）

水稻是我國第一大口糧作物，作為全國最大、最重要的粳稻主產(chǎn)區(qū)，黑龍江省粳稻產(chǎn)量占全國50%以上，在糧食生產(chǎn)和保障國家糧食安全方面起到了舉足輕重的作用，具有重要的戰(zhàn)略地位[1]。水稻新品種選育和應(yīng)用對黑龍江省水稻單產(chǎn)提高、品質(zhì)改善、總產(chǎn)持續(xù)增加和綜合生產(chǎn)能力穩(wěn)定提升作出了突出貢獻(xiàn)[2]。為推動黑龍江省水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展，通過對黑龍江省2009-2018 年審定通過的187 個粳稻品種現(xiàn)狀進(jìn)行分析，旨在梳理品種選育存在的問題，并提出水稻育種思路，以期為今后黑龍江水稻新品種選育和應(yīng)用提供參考。

1 審定品種現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計，2009-2018 年通過黑龍江省審定水稻品種共207 個，其中常規(guī)稻205 個，雜交稻2 個。根據(jù)品種特性，常規(guī)稻可劃分為常規(guī)粳稻（以下簡稱粳稻）、粳型糯稻（以下簡稱糯稻）和粳型軟米稻（以下簡稱軟米稻）。

1.1 品種選育情況分析近10 年審定粳稻、糯稻和軟米稻品種數(shù)量為187、14 和4 個，分別占常規(guī)稻的91.2%、6.8%和2.0%（圖1A），說明常規(guī)粳稻品種是審定數(shù)量和比例最大的品種類型，該類型品種支柱地位已明確，具有典型代表性，其農(nóng)藝性狀優(yōu)劣變化將直接影響黑龍江省水稻種植生產(chǎn)情況。粳稻品種中，通過雜交育種方法選育品種182 個、系統(tǒng)選育方法育成品種4 個、輻射誘變方法選育品種1個，分別占187 個粳稻品種的97.3%、2.1%和0.5%（圖1B），說明通過親本雜交后代基因重組、創(chuàng)造豐富變異和系譜選擇的雜交育種方法，已成為黑龍江水稻育種主要技術(shù)和成效最大的育種方法，輻射誘變技術(shù)選育品種數(shù)量極少，其應(yīng)用和成效不太理想。雜交育種中，以F1花藥離體培養(yǎng)、誘導(dǎo)分化、加倍純合與系統(tǒng)選育相結(jié)合的水稻花培方法育成品種9個，占182 個雜交育種品種的4.9%（圖1C），說明具有縮短育種年限、提高選擇效率等優(yōu)點的水稻花培育種技術(shù)，在黑龍江省已成為最成熟、實用和有效的生物技術(shù)育種方法之一。雜交育種中，以親本單交、復(fù)交（三交、多交）組配方式非花培方法（以下簡稱常規(guī)雜交）選育的品種173 個，占182 個雜交育種品種的95.1%，其中以2 個親本成對雜交的單交方式選育品種155 個，以3 個親本雜交的三交方式選育品種11 個，以3 個親本以上雜交的多交方式選育品種7 個，分別占173 個常規(guī)雜交品種的89.6%、6.4%和4.0%（圖1D），說明采用常規(guī)雜交方法和單交雜交方式是目前黑龍江省水稻育種應(yīng)用最廣泛、成效顯著的技術(shù)路徑。以上結(jié)果說明，粳稻類型品種占據(jù)黑龍江省水稻主導(dǎo)地位，采用單交方式進(jìn)行常規(guī)雜交育種是黑龍江省水稻主要育種技術(shù)，同時花培技術(shù)是黑龍江省主要生物技術(shù)育種方法。

1.2 品種時空變化分析從圖2 可知，近10 年黑龍江省第1、2、3、4 積溫帶審定粳稻品種數(shù)量為60、56、43 和28 個，分別約占187 個粳稻品種的32.1%、29.9%、23.0% 和15.0%，不同積溫帶品種數(shù)量多少依次排序為1>2>3>4，表明4 個積溫帶審定品種數(shù)量呈現(xiàn)遞減趨勢，第4 積溫帶品種數(shù)量與所占比例最少，其育種能力有很大的提升空間。從年度審定粳稻品種數(shù)量來看，2009-2018 年各年度品種數(shù)量分別為13、16、8、14、17、24、16、16、29 和34 個，分別約占187 個粳稻品種的7.0%、8.5%、4.3%、7.5%、9.1%、12.8%、8.5%、8.5%、15.5%和18.2%，不同年度品種數(shù)量多少依次排序為2011<2009<2012<2010<2015=2016<2013<2014<2017<2018，2018 年品種數(shù)量是2011 年的4倍多，表明品種數(shù)量年度間變化呈現(xiàn)波動式逐年增加趨勢。從不同年度積溫帶間審定品種數(shù)量來看，2014 年第2 積溫帶、2018 年第4 積溫帶、2017 年第2積溫帶品種數(shù)量分別為11、10 和9 個，數(shù)量位列前三；2013 年第4 積溫帶審定品種0 個，居末1位；2010 年第4 積溫帶和2011 年第2、4 積溫帶品種數(shù)量均為1 個，居末2 位；2009 年第2、4 積溫帶，2012 年第3、4 積溫帶，2014 年第4 積溫帶和2015 年第4 積溫帶品種數(shù)量均為2 個，居末3位。表明審定品種數(shù)量受積溫帶和年度互作因素影響而出現(xiàn)差異，但其變化無明顯特點。以上結(jié)果說明，審定品種數(shù)量總的變化趨勢是從第1～4積溫帶呈遞減趨勢，且2009-2018 年呈波動式逐年增加趨勢，其受積溫帶、年度二因素互作效應(yīng)和主效應(yīng)影響存在差異，且互作效應(yīng)表現(xiàn)為無明顯特征。

1.3 品種育成單位分析從圖3 可知，根據(jù)近10年審定品種單位性質(zhì)，將其劃分為公益科研（農(nóng)業(yè)科研院所、大學(xué)等單位）、種業(yè)公司（從事種子經(jīng)營企業(yè)）、民營科研（民營農(nóng)業(yè)科研所）和科企合作（公益科研與種業(yè)公司雙方）4 個類型。從不同單位品種數(shù)量來看，2009-2018 年公益科研、種業(yè)公司、民營科研和科企合作單位分別為90、38、19 和42 個，其所占比例為47.6%、20.1%、10.1%和22.2%，表明公益科研單位占據(jù)品種審定主導(dǎo)地位，其次是種業(yè)公司也呈現(xiàn)出較強的品種審定能力。從不同年度單位間品種數(shù)量來看，公益科研單位2016 年品種數(shù)量最少僅為4 個，2018 年品種數(shù)量最多達(dá)18 個，2009-2016 年品種數(shù)量呈波動下降趨勢，2017-2018年顯著上升，總體呈現(xiàn)較大幅度波動上升趨勢；種業(yè)公司2009 年、2011 年、2016 年品種數(shù)量為0 個，2014 年、2018 年品種數(shù)量達(dá)8 個和7 個，2017 年品種數(shù)量最多達(dá)14 個，呈現(xiàn)大幅度波動上升趨勢；民營科研單位2011 年、2012 年、2015 年品種數(shù)量均為1 個，2014 年、2016 年品種數(shù)量均為3 個，其他年度均為2 個，呈現(xiàn)無明顯變化趨勢；科企合作單位2009 年、2012 年品種數(shù)量均為0 個，2016 年品種數(shù)量最多達(dá)9 個，2015 年、2018 年品種數(shù)量均為7 個，呈現(xiàn)較小幅度波動上升趨勢。以上結(jié)果說明，黑龍江省水稻品種審定單位比較集中，公益科研單位是主力軍，且年度間呈現(xiàn)較大幅度波動上升趨勢，種業(yè)公司也彰顯出較強的品種審定能力，且年度間呈現(xiàn)大幅度波動上升趨勢，其品種審定能力有很大的提升空間，民營科研單位年度間變化不明顯。

2 存在的主要問題

2.1 育種思路還有待進(jìn)一步理清由于受黑龍江省特殊生態(tài)環(huán)境限制，以及稻谷市場產(chǎn)大于需的現(xiàn)狀影響，水稻品種特征特性的優(yōu)良性越來越受到重視，但在育種目標(biāo)上也存在有些科研育種者熱衷于從品種本身的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗等某個或幾個性狀出發(fā)來確定，而沒有從涉及品種使用者需要的角度優(yōu)化育種目標(biāo)，如果審定的新品種不能滿足種植、加工、消費等各經(jīng)濟(jì)主體的共同需要，這個新品種推廣壽命會受到很大不利影響或者面臨審定了卻不能推廣的尷尬局面。

2.2 育種手段和方法還比較單一黑龍江粳稻品種育種技術(shù)主要以常規(guī)有性單交的傳統(tǒng)方法為主，生物技術(shù)運用上也僅停留在花藥培養(yǎng)育種技術(shù)方面，同時關(guān)于寒地水稻育種理論與技術(shù)研究創(chuàng)新還不夠深入，缺乏關(guān)鍵性的原始創(chuàng)新與突破。雖然分子育種技術(shù)研究有一定基礎(chǔ)，但其實用化程度還比較低，基因發(fā)掘、克隆與編輯等技術(shù)與育種實踐結(jié)合得還不夠緊密，呈現(xiàn)出能廣泛且有效應(yīng)用于育種實踐的現(xiàn)代生物科技技術(shù)較少的現(xiàn)狀。

2.3 育種科企合作融合度還不夠目前，采用科企合作方式開展新品種選育的工作初見成效，但也存在科企合作層次不夠深入或僅僅停留在表面的問題，一是農(nóng)作物新品種選育是一項投資大、時間長、見效慢的工程，企業(yè)在合作中急于求成的心態(tài)，導(dǎo)致一旦成果無法達(dá)到預(yù)期便終止合作；二是科企合作雙方同時與多家單位建立合作關(guān)系，雙方合作關(guān)系并不固定，且非利益共同體，出現(xiàn)問題往往不歡而散；三是科研單位主動意愿不強，存在育種材料和資源流動到企業(yè)后“教會徒弟餓死師傅”的擔(dān)憂。

3 今后育種思路

3.1 以滿足市場需求為導(dǎo)向，實施育種多目標(biāo)優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中各經(jīng)濟(jì)主體之間收益分配問題變得越來越重要[3]。隨著水稻產(chǎn)業(yè)不斷深入發(fā)展，由于其產(chǎn)業(yè)鏈中種植、加工、消費等各主體對市場收益最大化的訴求，而對品種優(yōu)良的特征特性則提出新的更高要求。就黑龍江水稻品種選育而言，在堅持常規(guī)粳稻育種為主的基礎(chǔ)上，必然走育種多目標(biāo)優(yōu)化之路，才能滿足“好種、好加工、好消費”的有機結(jié)合與統(tǒng)一。“好種”就是指農(nóng)民種植的水稻要高產(chǎn)、抗病、抗倒伏，且以稻谷種植經(jīng)濟(jì)收入最大化為目標(biāo)；“好加工”就是指加工企業(yè)加工稻谷的糙米率、整精米率高，且以加工成本最小化為目標(biāo)；“好消費”就是指消費者購買的稻米要味美價廉，且以消費者購買稻米意愿最大化為目標(biāo)。同時在主要開展常規(guī)粳稻品種選育基礎(chǔ)上，也要注重功能型專用水稻品種選育。要協(xié)調(diào)好品種審定數(shù)量與質(zhì)量的關(guān)系，以及控制年際間品種審定數(shù)量的大幅度波動，并加大第3、4 積溫帶品種選育力度，從而保障優(yōu)良品種的持續(xù)有效供給。

3.2 以提高育種效率為導(dǎo)向，開展育種技術(shù)融合實踐從育種技術(shù)來說，中國的科研院所、大學(xué)院校均已經(jīng)沒有了邁不過的技術(shù)門檻，分子標(biāo)記輔助選擇、全基因組選擇、基因編輯、轉(zhuǎn)基因技術(shù)都有能力去應(yīng)用[4]。有性雜交育種是利用不同親本材料雜交，充分發(fā)揮基因重組作用，育種效率一般比較高，作為主流水稻育種方法得到廣泛應(yīng)用[5]。就黑龍江水稻選育技術(shù)而言，應(yīng)該加強頂層設(shè)計育種，在不同育種階段融合相應(yīng)的育種技術(shù)，以期提高育種效率。采用輻射誘變、化學(xué)誘變等方法發(fā)掘創(chuàng)新優(yōu)異稻種資源，采用育種親本類群劃分選擇法[6]開展常規(guī)有性單交，結(jié)合花藥培養(yǎng)、分子標(biāo)記、基因編輯等現(xiàn)代生物技術(shù)，以及“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型雜交后代選擇”（作者尚未公開發(fā)表）等方法提高雜交后代選擇效率，從而建立起稻種資源創(chuàng)新評價、親本雜交選配、后代高效篩選為一體的實用、高效、定向育種技術(shù)體系，選育出符合育種目標(biāo)要求的突破性寒地水稻新品種。

3.3 以增強優(yōu)勢互補為導(dǎo)向，推動科企合作共贏發(fā)展科企合作是推動科研機構(gòu)事業(yè)改革，提升企業(yè)創(chuàng)新能力的重要路徑[7]。黑龍江省共有72 家涉農(nóng)科研院所，以黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、黑龍江省農(nóng)墾科學(xué)院為代表的農(nóng)業(yè)科研機構(gòu)科研優(yōu)勢顯著[8]，應(yīng)鼓勵企業(yè)創(chuàng)新，整合現(xiàn)有育種力量和資源，逐步建立以企業(yè)為主體的商業(yè)化育種新機制，從而加快商業(yè)化育種進(jìn)程[9-10]。就黑龍江科企合作育種而言，借助公益科研單位種質(zhì)資源、經(jīng)驗和人才長期積累的育種優(yōu)勢，以及種業(yè)公司育種商業(yè)化的市場敏銳性優(yōu)勢，構(gòu)建科企合作利益與風(fēng)險捆綁的共同體，可以根據(jù)企業(yè)發(fā)展需要，以技術(shù)服務(wù)經(jīng)費、一次性購買、收益分成、成果再開發(fā)等方式開展科企合作，可以根據(jù)科研單位科研積累優(yōu)勢，共同搭建研發(fā)平臺，合力攻關(guān)，形成集科研創(chuàng)新、成果評價推廣與收支共享為一體的科企合作方式，也可以探索建立優(yōu)勢科研機構(gòu)與優(yōu)勢種子企業(yè)之間以知識產(chǎn)權(quán)與資本共同持股為紐帶的持續(xù)性戰(zhàn)略伙伴關(guān)系，從而推動科研成果產(chǎn)業(yè)化，最終實現(xiàn)科企合作優(yōu)勢融合共贏。