水稻育種研究進展

王晶

（樂東黎族自治縣農業技術推廣服務中心，海南 樂東 572500）

水稻是我國最受廣大人民群眾喜歡的糧食作物，同時它的總產量、總的種植面積以及單位面積的產量也是全國所有農作物中排名最高的谷類作物，在中國糧食生產和中國農業的發展歷史中一直占據著很重要的戰略地位。因為，水稻的產量大大提高可以有效地解決全國人民的糧食產能問題。隨著當前社會的不斷發展以及技術的不斷進步，水稻的育種技術也在不斷提高，因此水稻的產量也在大幅度增加，使得水稻育種技術成為近代農業科技中最突出的成果。

1 水稻抗病育種的重要性及育種目標

在查閱資料發現，中國近代農業科技的發展分為四個階段：第一階段，1898年到1910年，主要是引進西方近代農業科技；第二階段，1911年到1927年，主要是開展田間育種研究實驗，并取得了一定的研究成果；第三階段，1928年到1936年，中國農業實驗所以及其他農業研究機構相繼成立，大大加快了中國近代農業科技的發展步伐，逐步縮短了與國外農業研究的差距；第四階段，1937年到1949年，發生了日本侵華戰爭以及國民黨內戰，農業科技在這艱苦的環境下，仍然取得了一定的進步。正是經歷了這四個階段的發展，中國近代農業技術取得了一定的成果，為新中國成立后的農業現代化建設打下了基礎。

全世界危害水稻生長的病害大約有300多種，其中部分的病害只分布在局部地區，不會在世界出現大范圍的病害傳播。國內的水稻病害大約有29種，其中影響最大的是稻瘟病、白葉枯病以及紋枯病這三種。正是因為這些病害的盛行，才嚴重影響著水稻的年產量。在通常情況下，一般會采用撒農藥的方式防治這些病害。但是，采用這種方式會對環境產生不利的影響，不符合綠色環保的理念。因此，需要采取最經濟、安全有效的措施來防治這些病害。而培育抗病能力強的水稻是首選的措施，這種措施可以讓水稻種植者在種植的過程中減少農藥的使用，大大減少生產成本，從經濟環保的角度實現水稻的優質、高產。

2 水稻三大病害抗病育種基礎理論及遺傳規律研究進展

2.1 稻瘟病抗病育種基礎理論研究

稻瘟病是由稻瘟病菌引發的，有著很強的異質、變異性的特點。從而使得其生理小種也變得越來越有著多樣性和復雜性的特點。根據近幾年的研究成果顯示，這種病菌在分子上也出現很強的易變特點，使得其基因在頻繁地發生突變，有著不斷克服抗病基因的可能性。因此，需要不斷加大對病菌致病性變異機制的研究，培育出優質的抗病水稻品種。

根據研究發現，主效基因控制著水稻對稻瘟病的抗性，多數抗病基因呈顯性，部分呈隱性，這些基因相互獨立也或者是存在相互合作的關系。

2.2 稻白葉枯病抗病育種基礎理論研究

研究發現白葉枯病，主要是由于黃單胞菌的變種引起的。這種病菌沒有異變的特性，水稻對其抗性也比較穩定，但是也存在致病性分化的特點。在我國白葉枯病的致病能力在南方最強，北方最弱。水稻對這種病的抗性容易受到主效基因的控制。研究發現，在水稻不同的生長階段，水稻對該病的抗性也表現不同。根據研究，其抗性可以分為苗期抗性、成株期抗性和全生育期抗性。

研究發現，水稻對白葉枯病的遺傳大多是受到單基因控制。這些抗病基因有的呈現顯性、有的呈現隱性，且基因間相互獨立。

2.3 稻紋枯病抗病育種基礎理論研究

稻紋枯病是全世界水稻培育中都會出現的病害，它是一種真菌性病害，通常存在于土壤中，呈現菌絲或菌核形態。在研究中發現紋枯病菌也有著同稻瘟病一樣多變性的特點，主要是由于絲核菌容易出現異核現象。紋枯病菌有著腐生性強、寄主范圍較寬的特點，很難有效地建立該病菌的調查方法，從而造成了在許多國家尚未出現抗紋枯病的水稻育種研究。

在現有的研究中可以發現，水稻對該病的抗性是弱專化抗性，其遺傳原理比較復雜，水稻對該病的抗性受到主效基因和微效基因共同控制。

3 育種途徑及方法

3.1 種質資源

常用的育種方法有常規育種和生物技術育種，通常情況下，水稻育種是將這兩種方法相結合，通過多技術結合、多親本配組等方式，開展分子標記輔助育種、轉基因育種，目的是研究出更多的優質、高抗以及超高產品種水稻。

3.2 常規雜交及其派生轉育法

在抗病育種中，水稻育種人員使用最多且最有效的方法是雜交育種法，這種方法可以選育出許多高抗品種。

通常在采用雜交育種的方法時，具體需要兩個步驟。一是篩選抗源親本，二是組配雜交、選擇。篩選抗原的原理是在系統選育的條件下，篩選出具有高抗性的農作物植株。如果選出的植株在實驗研究后發現植株的其他性狀都比較良好，則可以將它直接用于生產。

隨著雜交技術的發展，根據實際生活中不同的需要，組配雜交在單交的基礎上發展了許多的方式，主要包含頂交和雙交等方式。通過這種方式的選育，可以將各種抗病基因綜合在一體，最終選育出高抗、優質的水稻品種。

雙列選擇交配體系。步驟如下：先雜交一切可以組合的抗性親本，再對組合FI群體采取互交，然后按照抗性篩選FI后代，最后將抗性最好的植株采用互交、雜交方式，然后持續下去，一直到抗性增強了為止。

回交法。該方法多用于選育垂直抗性的品種。步驟是：先將待改良品種與高抗品種進行雜交，然后再用待改良品種作為育種的輪回親本，回交4～5次，最終選育出高抗、優質的品種。

3.3 生物技術方法

3.3.1 水稻分子標記輔助選擇

分子標記輔助選擇，是當前農業育種研究中應用較多的方法，簡而言之就是需要用到分子標記技術，實現對目標性狀的選擇。分子標記方法的適用比較廣，可以在水稻全生育期，甚至是種子期，都可以鑒定出抗病基因。因此，這種方法大大地提高了研究員選擇水稻抗病基因的效率和準確性，為水稻抗病育種的研究提供了新的方法，拓寬了研究員的實驗方法和途徑。

3.3.2 花培技術

采用此技術育種，可以選擇抗病單株，也可以利用花粉植株的再雜交、再培養的方式，選育出抗病性強的品種。它是一種可以利用多種抗性基因進行復合雜交的方法，具有選擇速度快、效率高的特點，值得廣泛推廣。

3.3.3 細胞篩選

細胞篩選就是對植株的體細胞或者實行細胞實施專化組織培養，然后從細胞層面上進行篩選。具體步驟是：①配置含有病菌粗毒素提取液的培養基；②選取水稻的莖尖或者是胚，并將其消毒；③采用接種的方式，培養這些消毒后的水稻部分組織，然后再分化再生植株；④鑒定再生出來的植株，擇抗病突變體。

3.3.4 胚治療法

實施步驟：①將需要培養研究的品種與收集到的具有特殊抗病性的野生水稻，進行雜交實驗；②取下幼胚，將其放在培養基上進行培養觀察，然后從分化后的再生植株中，鑒定選擇抗病性好的植株。

4 水稻育種出現的問題

4.1 育成品種遺傳基礎狹窄，種質資源研究和利用受限

通過采用分子標記的方法，檢測我國主要水稻產地秈稻品種間的遺傳性特點，結果顯示它們之間親緣關系很近。目前，國內在水稻育種上存在著很嚴重的問題。問題如下：可以對水稻造成很嚴重病害的高抗種質很缺乏；不重視農家種或者是野生種基礎性研究，整體上比較落后；另外，中國的野生稻種質資源喪失比較嚴重。

4.2 企業參與育種創新積極性不高

在調查研究后發現，我國大部分的水稻品種權申請都是農業科研單位申請的，企業在水稻育種領域申請量比較少，尤其是最近幾年企業申請量呈現大幅度減少的趨勢，跟跨國公司相比，企業在育種領域的申請量嚴重不足。當前，企業應該積極主動地在育種創新領域做出自己的貢獻，因此需要設立制度，推進企業在育種領域的創新研究。

5 應采取的對策與措施

5.1 加強制度創新，適當限制派生品種

當前的首要任務就是建立新的品種保護制度，來加強對育種創新保護。首先是考慮為衍生品種建立一個保護期；其次，在修訂DUS測試指南時，需要根據不同作物的不同性狀制定出規則；最后，需要考慮衍生品種對原始品種的利益分配。因此，國內需要盡快地修訂新品種保護條例，有效解決衍生品種帶來的部分問題。

5.2 加強投入，推動種子企業發展

在育種領域的創新是一項長期而又費力的工作，需要充分發揮新品種保護制度的作用。為了促進企業逐漸成為育種領域創新的開拓者、引導者，一是政府要加強資金投入，起到帶頭作用，鼓勵企業加大對育種創新的資金投入；二是設立制度，保障育種創新環境公平有序，調動企業參與育種創新的積極性；三是加強推廣大學或者科研機構培育出的優質、高抗品種，積極擴大產學研用的力度。

6 結論

在我國，水稻的種植區域比較廣闊，稻區的自然環境也復雜多樣，溫度、光照、水分等條件也有著很大的差異。同時，跟其他農作物相比，孕育的新的水稻品種適合種植的區域亦是不大。目前的水稻種植區域分布較廣，但是適應性較小，尤其是新的育種，在適應性上很難超越親本植株。因此，需要劃分區域，實施分別育種的舉措，然后再根據各地自然條件分別開始試驗。