提升水稻品種潛力 保障口糧安全

■ 王敬國

科技是第一生產力，農業科技自然就是農業的第一生產力。種子作為農業科技中重要的一環，隨著時代的進步和科技的發展，它的地位也從“農業八字憲法”的第四位提升到了農業“芯片”的高度，成為了保障國家糧食安全的重要籌碼。

農業農村部的數據顯示，我國農作物自主選育品種面積占比超過95%，水稻、小麥兩大口糧作物品種能實現100%自給，玉米、大豆等種源立足國內有保障，我國種子供應總體上有保障，而且風險可控。幾十年來，雖然我國現代種業發展成果顯著，但是種業自主創新能力相對較弱，一些領域和環節受制于人的現象有逐漸加重的趨勢。因此，必須盡早突破關鍵技術，在農業“芯片”領域全面清除“卡脖子”現象。

近期國家層面召開的多次會議，都反復提及種子和耕地的問題。今年的全國“兩會”，種子問題廣受關注。農業農村部也表示，正在會同有關部門研究制定打好種業翻身仗行動方案，力求用10年左右的時間，實現重大突破。

確保谷物基本自給，保證口糧絕對安全，關乎國家和民族的生存與發展。隨著人民生活水平的不斷提高，我國稻米市場對粳米的需求還將持續增長。黑龍江省是全國粳稻第一大省，產量潛力大、米質優、商品率高，內銷外貿前景廣闊，在保障我國糧食尤其是“口糧”安全方面，具有舉足輕重的地位。然而新形勢下，水稻種植面積很難再擴大，而單產又長期沒有突破性提高，未來可能面臨優質粳米難以滿足人口增長實際需求的窘境，更可能無法滿足主糧消費提檔升級的發展趨勢。千方百計地發展粳稻生產，特別是黑龍江省的優質粳稻生產，增加優質粳米總產量，對于確保我國口糧安全和社會穩定，都將具有重要戰略意義。

一、關于水稻種質資源和黑龍江省水稻品種

（一）中國水稻種質資源的收集、評價和利用情況

國家種質資源庫長期庫中保存有7.2萬份左右的水稻種質資源，大約占世界保存量的17%。主要包括地方品種、選育品種、國外引進種質、三系資源、野生稻、遺傳材料等幾大部分。其中，地方品種占比最大，達到71%左右，國外引進資源占12.5%左右，育成品種占8%左右；秈稻大約占63%，粳稻大約占37%。

這7.2萬份的種質資源全部完成了形態性狀和生物學特性的鑒定，38%左右的資源完成了抗鹽、抗冷、抗旱等抗逆性鑒定，85%左右的資源完成了稻瘟病、白葉枯病、稻飛虱等抗病蟲鑒定，45%左右的資源完成了主要品質性狀的測定，也開展了針對以上性狀的數量性狀位點和基因研究。

雖然開展了比較廣泛的資源評價和遺傳研究，但是這些保存的種質資源幾乎95%以上從未在育種中被利用。很多種質資源常常存在不利基因的連鎖，采用常規方法很難打破這種連鎖，這就增加了種質資源利用的難度。要利用種質資源中的有利基因，現在更提倡借助分子標記實現其重組和向優良品種背景的轉育。

（二）黑龍江省水稻種質資源情況

黑龍江省因為極端的氣候條件，而被學術界定義為寒地稻作區。生長季節短，熱量條件差，從南到北相差10 個緯度，大于10℃的活動積溫從2900℃左右迅速降低至1900℃左右，只能種植早熟粳稻。此外，由于黑龍江省遠離亞洲栽培稻的起源中心，而且現代稻作歷史僅有100 余年，因此可供育種利用的種質資源來源范圍非常有限，主要是：第一，日本和朝鮮半島；第二，吉林和遼寧；第三，極少數量的地方品種；第四，其他粳稻種植省份或國家。

黑龍江省育成的品種和創制的種質資源數量相對于國內其他省份來說非常少。例如，在國家種質資源庫長期庫中保存的7.2 萬份資源中，來自于黑龍江省的種質資源僅有幾百份。

（三）黑龍江省水稻品種選育與應用情況

截至2020年，黑龍江省共審定568個水稻品種（含認定）。其中20 世紀60 年代育成9 個，70年代育成6個，80年代育成23個，90年代育成49個，21世紀前10年育成110個，21世紀第二個10年育成371個。其中，兩個品種在中國推廣面積最大的常規稻中，排名第二位和第四位；9 個品種被農業農村部認定為超級稻品種。

2020年，全省水稻種植面積為5951萬畝，應用了443 個水稻品種。其中11 個品種推廣面積在100 萬畝以上，15 個品種推廣面積在50 萬畝以上，70個品種推廣面積在10萬畝以上。

二、黑龍江省水稻育種的瓶頸

廣袤的黑土地、雨熱同季的光溫水資源、高水平的農業機械化、強勁的科技支撐、快速進步的生產技術，這些優勢成就了黑龍江省優質粳稻生產第一大省的地位。但是，在水稻育種研發層面還存在著亟須解決的瓶頸問題，主要表現在以下幾個方面：

（一）遺傳基礎狹窄

黑龍江省因為特殊的地理位置和品種特性，可供育種利用的親本和優異種質數量少，地理來源和親緣關系相近，難于創造和利用強雜種優勢，因此造成后代性狀變異幅度小、品種遺傳基礎狹窄，制約了品種生產潛力的大幅度提升和突破性大品種的選育，并對黑龍江省水稻的安全生產帶來潛在的威脅。例如，在品種抗性遺傳基礎上導致稻瘟病和冷害的大面積發生。

（二）種質資源評價和創新進展緩慢，方法單一

很長時間以來，黑龍江省水稻種質資源的評價和利用主要依靠各家育種單位完成，研究力量不集中，重復工作嚴重。資源引進、創制的受重視程度高，但實際效果與預期仍有差距。資源研究和評價主要利用人工方式完成，多局限于形態特征及農藝性狀的鑒定與描述，對育種指導作用有限。

黑龍江省水稻品種選育和種質創新的方法單一。在截至2020 年審定（認定）的568 個水稻品種中，僅有2個品種采用外源總DNA轉導技術育成。其余566 個品種中，541 個由雜交育種育成，25個由選擇育種育成。評價和創新的不足，限制了資源利用水平和效率的進一步提高。

（三）種業領域與現代農業要求不完全適應

創新能力方面，育種材料深度評價不足，育種力量分散，復合型人才缺乏，技術、人才和資源主要集中在大專院校和科研院所，向企業流動不暢。種業企業方面，商業化育種體系尚未完全建立，種企數量多，但大多數規模小、研發能力弱、競爭能力不強。種子生產能力方面，良種繁育基地建設滯后，繁育基礎設施薄弱，抗自然災害風險能力不高。

（四）知識產權保護仍需加強

知識產權是種業發展的生命線。種業知識產權中最常見的是植物新品種權。2019 年，農業農村部受理農業植物新品種權申請首次突破5000件，相當于最初十年的申請總和，年度申請量連續3 年位居世界第一。但是無法確定的是到底有多少品種被侵權。水稻作為自交作物，很容易發生資源材料的丟失和侵權現象。我國現行法律側重品種保護，但是對種質資源保護不夠，也對原始育種創新保護不足。

三、黑龍江省水稻種業發展亟待解決的問題

由于邊疆省份的實際情況，黑龍江省從事水稻科研的各家單位對高素質人才的吸引力偏低，與國內領先學術機構之間業務交流和聯系仍然不夠密切，在平臺建設、人才培養、資源利用與分子育種領域存在巨大的合作和提升空間。

（一）建設高水平創新團隊

重視農業高校在種業人才培養上的基礎作用，發揮科研單位和農企在種業人才培養上的提升作用。創新人才、智力和技術在高校、科研單位和企業間的共享與流動機制。以我省在寒地粳稻研究領域的優秀科研平臺為基礎，積極申報各級重點實驗室，尤其是國家級重點實驗室。以重點實驗室建設為依托，以穩定的經費支持為保障，以高端人才聚集與培養為目標，形成銜接有序、配置合理的創新團隊，為水稻產業的可持續發展提供智力儲備和人才支撐，全面促進黑龍江省水稻科研創新能力建設。

（二）建設種質資源創新合作平臺

全面掌握現有資源信息是資源創新和品種選育的基礎，因此亟待建設省級種質資源創新合作平臺，為資源合理利用、我省獨特資源的知識產權保護、重要基因挖掘提供研發平臺，并闡明其育種價值。平臺開展的主要工作包括：有針對性地引進種質資源；利用表型組學技術開展資源性狀評價；利用多組學技術探明性狀遺傳基礎，發掘優異基因源；通過輪回選擇、群體改良、輔助選擇、基因編輯等技術加強資源的創新與利用，以便更有效地服務育種實踐。

平臺的建設，應涵蓋高校、科研單位和種子企業等不同單位，以充分發揮各單位的定位、職能和優勢。建議確保平臺的公益屬性，突出人才培養和社會服務的雙重功能，兼顧基礎研究和應用研究兩個重點，使平臺的社會效益和經濟效益最大化。

（三）提升分子育種技術應用的廣度和深度

建立分子育種公共技術平臺，面向社會提供全面的技術服務。針對重要性狀，挖掘定位相關基因位點及有利等位基因，開發功能標記，實現高通量輔助選擇；對有重大應用前景的優異基因進行精細定位、克隆及轉基因研發；加速基因編輯手段在寒地粳稻種質創制和新品種選育中的應用；建立規模化高效單倍體育種技術體系。

（四）提高單產，改善品質，選育突破性品種

加強育種理論與技術研究，提升育種能力，探索進一步提高水稻生產潛力和改善品質的可行途徑。針對我省不同生態區的需求，加強育種材料的創新，培育產量潛力高、適應性廣的超級稻品種；加強品質育種研究，培育適于高端消費市場需求的優質品種；適度培育適于輕簡栽培的品種；加快選育滿足生產需求的突破性品種，促進水稻產業的健康快速發展。