湖北優(yōu)質長粒秈稻品種創(chuàng)新與品牌打造

萬丙良 杜雪樹 徐華山 陳少愚 游艾青

（湖北省農業(yè)科學院糧食作物研究所/農業(yè)農村部作物分子育種重點實驗室/糧食作物種質創(chuàng)新與遺傳改良湖北省重點實驗室，武漢 430064；#共同第一作者；*通信作者：aq_you@163.com）

水稻是世界主要糧食作物之一。在長期的生態(tài)進化、品種改良和經濟文化演變中，世界各地逐漸形成了各自的地域特色和稻作文化特色，如印度香米、泰國香米、日本大米等均是世界著名的地域特色稻米。中國是水稻的發(fā)源地，稻作歷史悠久，生態(tài)環(huán)境多樣，水稻地域特色十分明顯，素有“南秈北粳”之說。如今，我國已形成東北粳米、江蘇軟香粳、廣東絲苗米等幾大地域特色稻米品牌。這些品牌均以地域特色品種為基礎，與地域生態(tài)環(huán)境相適應，與地域經濟文化相融合，特色鮮明，促進了當地稻米產業(yè)的發(fā)展[1-3]。

湖北地處長江中游，是我國水稻主產區(qū)之一，水稻種植面積233.33 萬hm2左右，其中秈稻面積220 萬hm2，粳稻13.33 萬hm2。在長期的稻作歷史演變中，湖北逐漸形成了以優(yōu)質長粒秈稻為特征的地域品種特色。但與東北粳米、江蘇軟香粳、廣東絲苗米等地域品牌相比，湖北優(yōu)質長粒秈稻品牌特色不明顯，知名度不高，還需從品種標準制定、核心品種選育、品牌建設等方面入手，打造湖北優(yōu)質長粒秈稻地域品牌，推動湖北優(yōu)質稻產業(yè)的高質量發(fā)展。

1 湖北優(yōu)質長粒秈稻地域特色的形成

1.1 湖北優(yōu)質稻產業(yè)發(fā)展歷程

湖北生產優(yōu)質秈米歷史悠久，歷史上有“京山橋米”“蘄春珍米”“竹溪貢米”等知名稻米產品。京山橋米原產于湖北京山縣孫橋鎮(zhèn)，在明朝嘉靖年間被御定為貢米，其米青梗如玉，顆粒細長，晶瑩剔透，2004 年獲批“國家地理標志產品”[4]。“蘄春珍米”米粒晶瑩透亮，光澤度好，粒型細長，米飯清香爽口，口感細膩，軟而不粘，富有彈性。據《本草綱目》記載，珍米可以“溫中益氣，養(yǎng)胃和脾，常食之可以健身”。“竹溪貢米”原產于湖北省竹溪縣中峰鎮(zhèn)，清朝乾隆年間被定為貢米。2009年“蘄春珍米”和“竹溪貢米”獲批“國家地理標志產品”。

湖北優(yōu)質長粒秈稻產業(yè)的快速發(fā)展始于20 世紀末。20 世紀90 年代我國糧食生產連年豐收，糧食緊張局面大幅緩解，但同時出現了水稻價格下降、賣糧難等問題。為調優(yōu)水稻種植結構，湖北省委、省政府把發(fā)展優(yōu)質稻產業(yè)放在了突出位置，從1999 年開始啟動優(yōu)質水稻工程，自此湖北優(yōu)質長粒秈稻品種創(chuàng)新進入新階段。此后，湖北省在發(fā)展優(yōu)質稻產業(yè)方面持續(xù)發(fā)力，“十一五”實施《湖北省優(yōu)質稻產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2006—2010年）》，組織開展優(yōu)質糧產業(yè)化示范工程，持續(xù)推動發(fā)展江漢平原、鄂東等地的優(yōu)質稻產業(yè)；“十二五”優(yōu)化優(yōu)質稻產業(yè)布局，建立完善水稻產業(yè)技術體系；“十三五”啟動和實施《湖北省水稻產業(yè)提升計劃（2016—2020年）》，優(yōu)化生產布局，調優(yōu)品種結構，調高模式效益，打造稻米品牌，發(fā)展稻田綜合種養(yǎng)、再生稻或一季中稻，推動優(yōu)質稻產業(yè)化訂單生產，建設地方特色品牌、區(qū)域公共品牌，支持龍頭企業(yè)做強知名品牌；“十四五”建設優(yōu)質稻米重點農業(yè)產業(yè)鏈，強化政策支持，從良種繁育、基地建設、精深加工、龍頭培育、品牌建設等方面實施延鏈補鏈強鏈，做強湖北優(yōu)質稻米產業(yè)。

1.2 湖北優(yōu)質稻產業(yè)進展

經過近20 多年的發(fā)展，湖北優(yōu)質稻產業(yè)發(fā)展取得顯著進展。一是稻米品質優(yōu)質率大幅提升。優(yōu)質品種種植面積比例從2005 年的50.0%提升到2022 年的90.0%以上，收儲入庫稻谷品質指標全項達標率從2005 年的4.3%提升到2021 年的50.3%（數據來源于湖北省糧食局糧食質量和品質報告，http://lsj.hubei.gov.cn/）。二是水稻種植結構明顯改善，早稻面積減少，中稻和一季晚稻面積擴大。根據國家統(tǒng)計數據網站（https://data.stats.gov.cn/index.htm）和湖北省統(tǒng)計年鑒資料，品質較差的早稻面積由1991 年的75.82 萬hm2減少至2022 年的12.63 萬hm2，雙季晚稻面積也由1991 年的89.56 萬hm2減少至2022 年的14.19 萬hm2，而中稻和一季晚稻面積由1991 年的96.90 萬hm2增加至2022年的199.58 萬hm2（圖1）。三是品種結構發(fā)生顯著改變，粳稻面積減少，優(yōu)質秈稻面積增加。20 世紀湖北早晚稻以早秈晚粳為主，高峰時粳稻面積達53.33 萬hm2，由于雙季晚稻面積大幅減少，導致粳稻面積隨之大幅縮減，形成了現在以中秈稻為主的品種結構。20 世紀90 年代湖北秈稻品種以品質較差的三系雜交稻品種為主，從21 世紀初開始逐漸更替為以品質較優(yōu)的兩系雜交稻和常規(guī)稻為主。目前，湖北兩系雜交稻約為133.32 萬hm2、三系雜交稻約為33.33 萬hm2、常規(guī)稻約為66.67 萬hm2。四是品牌建設加快，湖北大米在省外影響力不斷增強。“國寶橋米”躋身全國十大大米知名品牌，涌現出“遠安瓦倉”“莊品健”“湖北洪森”和“洪湖春露”等一批地方名優(yōu)特色品牌，以及“京山橋米”“潛江蝦稻”“孝感香米”等一批區(qū)域公共品牌。

圖1 1991—2022 年湖北水稻播種面積變化情況

1.3 湖北優(yōu)質稻產業(yè)存在的挑戰(zhàn)

湖北優(yōu)質稻產業(yè)發(fā)展盡管取得了顯著進步，但距離高質量發(fā)展目標還存在差距。一是雖然大米加工產業(yè)體量大，大米加工量、輸出量均居全國前列，但以中低端產品和原料產品為主，品牌價值有待提高；二是大米原料品種多，每年水稻生產上的品種多達300 多個，品質很難統(tǒng)一；三是地方品牌多，但知名度不高，市場競爭力不強，缺乏叫得響的省域特色公共大米品牌；四是支撐優(yōu)質稻產業(yè)高質量發(fā)展的核心品種還未完全形成，高端優(yōu)質食味品種、中端高產優(yōu)質品種創(chuàng)新均有待加強。

1.4 湖北優(yōu)質長粒秈稻品種特征

在優(yōu)質稻產業(yè)發(fā)展過程中，湖北水稻生產逐漸形成了以中等優(yōu)質雜交稻品種為主，高端優(yōu)質常規(guī)稻品種為輔的品種結構，同時也逐漸形成了湖北優(yōu)質長粒秈稻品種的共性特征：長粒（糙米粒長7 mm 以上，長寬比3.0 以上）、較大千粒重（25 g 左右）、中等直鏈淀粉含量（13%~20%）、低堊白。這些特征與北方短粒型粳稻、江蘇軟粳稻和南方小千粒重絲苗米具有明顯差異，呈現出明顯的湖北地域特色。

2 打造“湖北長粒秈”省級地域品牌建議

2.1 打造“湖北長粒秈”省級地域品牌是湖北水稻產業(yè)高質量發(fā)展的需要

打造地域品牌是提升水稻產業(yè)價值的有效途徑。吉林省從2013 年起開始打造“吉林大米”地域品牌，通過制定“吉林大米”標準，統(tǒng)一品質，統(tǒng)一品牌形象宣傳，提升吉林大米價值，實現了從“好米”到“名米”的華麗轉變，加工產值由2013 年的130 億元提高至2021年的260 多億元[5]。江蘇省從2018 年開始啟動“水韻蘇米”省域公用品牌建設，發(fā)布全產業(yè)鏈標準，認定核心企業(yè)，把江蘇優(yōu)質粳稻資源優(yōu)勢轉化為產業(yè)經濟的高質量發(fā)展，至2021 年底，50 家核心企業(yè)生產基地面積達到14.67 萬hm2，銷售收入從2019 年的78.28 億元躍升至2021 年的157.81 億元[6]。“十四五”湖北優(yōu)質稻產業(yè)目標是綜合產值超1 500 億元，其中加工業(yè)產值超1 000 億元，而2021 年湖北稻米加工產值僅500 多億元[7]。因此，湖北要實現從稻米產業(yè)大省向產業(yè)強省的飛躍，必須借鑒“吉林大米”“水韻蘇米”“廣東絲苗米”等地域品牌打造經驗，以“湖北長粒秈”為標識，打造湖北大米省級地域品牌，塑造湖北大米整體品牌形象，提升湖北大米品牌的影響力和市場價值。

2.2 打造“湖北長粒秈”品牌的有利條件與優(yōu)勢

一是湖北優(yōu)質長粒秈稻品種品質性狀的地域特征鮮明，與東北大米、廣東絲苗米、江蘇大米等具有明顯差異。二是具有良好的品種基礎。始于20 世紀末的湖北優(yōu)質秈稻品種創(chuàng)新，到“十三五”取得了顯著成效，育成了鄂中5 號、廣兩優(yōu)476、廣兩優(yōu)香66 等一批優(yōu)質中秈稻新品種，品種創(chuàng)新成果獲得2017 年度“湖北省科技進步獎一等獎”、2020 年度“國家科技進步獎二等獎”。“十四五”期間，湖北已經審定了一批優(yōu)質長粒秈稻品種，如優(yōu)質常規(guī)稻蝦稻1 號、鄂中6 號、華夏香絲、潤香玉等，優(yōu)質長粒兩系不育系花1S、EK8S、E 農香11S 等，品質主要性狀指標均達國標2 級以上，為湖北優(yōu)質稻產業(yè)發(fā)展提供了品種支撐。表1 列舉了湖北部分代表性優(yōu)質長粒秈稻品種及特征。三是湖北優(yōu)質長粒秈稻得到省內外市場的認可。湖北長粒秈開始在國內權威稻米品鑒活動中屢獲大獎，2019 年鄂中5 號在第二屆全國優(yōu)質稻食味鑒評中獲金獎，2020 年蝦稻1號在第三屆中國黑龍江國際大米節(jié)品評品鑒活動中獲銅獎，2022 年華夏香絲在黑龍江大米節(jié)品評品鑒活動中獲得金獎。以鄂中5 號等優(yōu)質長粒秈稻為原料的“國寶橋米”品牌已成長為國內知名大米品牌。四是具有良好的行業(yè)基礎。優(yōu)質長粒秈稻已成為湖北糧食行業(yè)優(yōu)質大米的主要原料來源，長粒秈稻品種創(chuàng)新也已成為湖北種業(yè)企業(yè)水稻品種創(chuàng)新的主要方向。為打造湖北長粒秈品牌，湖北省農業(yè)科學院糧食作物研究所已注冊了“湖北長粒秈”商標，湖北省水稻協會正在制定優(yōu)質長粒秈稻的品種標準。五是湖北省委省政府高度重視優(yōu)質稻產業(yè)發(fā)展，將優(yōu)質稻產業(yè)納入“十四五”重點農業(yè)產業(yè)鏈建設，培育優(yōu)質稻米品牌正是產業(yè)鏈的重點建設內容。

表1 湖北部分代表性優(yōu)質長粒秈稻品種品質性狀

2.3 政府引導，行業(yè)主導，打造“湖北長粒秈”品牌

品牌建設離不開政府和行業(yè)支持，建議湖北省政府產業(yè)部門將“湖北長粒秈”品牌建設納入優(yōu)質稻米重點產業(yè)鏈建設內容。一是組織開展品牌策劃、宣傳、推廣和運營管理，發(fā)掘湖北稻作文化，提升品牌形象和價值；二是依托主要水稻科研單位、企業(yè)和行業(yè)協會制定“湖北長粒秈”品種和大米的行業(yè)標準；三是組織開展湖北長粒秈品種創(chuàng)新和篩選，并發(fā)布“湖北長粒秈”核心品種；四是布局“湖北長粒秈”核心產區(qū)和核心加工企業(yè)，組建“湖北長粒秈”產業(yè)聯盟，開展“湖北長粒秈”標準化生產、加工，統(tǒng)一使用“湖北長粒秈”標識進行市場推廣。

3 湖北優(yōu)質長粒秈稻品種創(chuàng)新

3.1 湖北優(yōu)質長粒秈稻品種創(chuàng)新現狀

“十三五”以來，湖北優(yōu)質長粒秈稻品種選育取得長足進步（表2）。一是品種數量大幅增長。“十二五”期間湖北省審定長粒秈型常規(guī)稻和雜交稻品種60 個，自“十三五”起，審定品種數量逐年增長，2016—2022 年共審定長粒秈型常規(guī)稻和雜交稻品種350 個，是“十二五”品種審定數量的5.83 倍。二是品種結構更加優(yōu)化，優(yōu)質常規(guī)稻品種比例不斷增加。2016—2019 年，常規(guī)稻品種審定數量共9 個，自2020 年起，每年審定常規(guī)稻品種10 個以上，到2022 年，常規(guī)稻品種數量達到了年審定品種總量的25%。三是稻米品質顯著提升。無論是常規(guī)稻還是雜交稻，自2020 年開始，達到農業(yè)行業(yè)優(yōu)質稻谷標準3 級以上的品種數量大幅增加。2016—2019 年優(yōu)質品種總數為35 個，而2020—2022 年優(yōu)質品種數量達到142 個，其中，60 個達到優(yōu)質2 級標準，1 個達到優(yōu)質1 級標準。優(yōu)質品種比例也顯著提高。2016—2019 年，優(yōu)質品種比例最高為39.13%，2020 年、2021 年、2022 年優(yōu)質品種比例分別提高到了57.69%、61.36%、68.25%。

表2 2016—2022 年湖北省審定的優(yōu)質長粒秈稻品種數量

盡管湖北優(yōu)質水稻品種育種取得了很大進步，但離“十四五”湖北優(yōu)質稻產業(yè)目標需求還存在差距。一是高端優(yōu)質食味品種不足。“十三五”以來，盡管優(yōu)質品種比例有了顯著提高，但僅有1 個品種達到農業(yè)行業(yè)優(yōu)質稻谷1 級標準。2004 年審定的鄂中5 號仍然是湖北高端優(yōu)質秈米主要原料來源，至今還沒有新品種在食味和品質穩(wěn)定性等方面全面超越鄂中5 號。二是雜交中稻品種優(yōu)質率還有待提高。2022 年湖北審定雜交稻品種的優(yōu)質率為63.04%，市場收儲稻谷優(yōu)質率不足60%。雜交中稻是湖北水稻生產的主要類型，2025 年要達到優(yōu)質稻米重點產業(yè)鏈建設目標確定的186.67 萬hm2優(yōu)質稻面積指標，提升雜交中稻品質是關鍵。

3.2 湖北優(yōu)質長粒秈稻品種選育問題分析

近年來湖北審定品種品質達不到優(yōu)質稻谷標準的主要原因是堊白度和堿消值未達標。分析2021—2022年品質不達標品種的品質性狀，94%的品種堊白度超標，60%的品種堿消值未達標，2%的品種整精米率未達標，直鏈淀粉含量和膠稠度全部達標。堊白和堿消值也是影響食味的2 個重要性狀指標。因此，降低堊白、提高堿消值應當作為今后湖北長粒秈稻品質改良的重要目標。

高端優(yōu)質食味品種選育長期難以突破的主要原因之一是高食味值的優(yōu)質水稻種質資源缺乏。目前食味值在80~90 分之間的優(yōu)質長粒秈稻品種資源較多，但食味值超過90 分的品種資源缺乏。鄂中5 號是利用西班牙引進的優(yōu)異種質材料選育而成，至今仍是湖北食味最好的秈稻品種。食味性狀難以改良的另一個原因是食味性狀復雜，受直鏈淀粉含量、堿消值、蛋白質含量、堊白及環(huán)境因素等影響，難以在低世代對其開展精準鑒定。

夏季高溫環(huán)境是影響稻米品質的一個重要因素[8-9]。湖北優(yōu)質稻品種種植面積比例超過90%，但稻谷優(yōu)質率不足60%，出現品種優(yōu)而稻谷不優(yōu)的現象，說明品種品質穩(wěn)定性差，易受種植環(huán)境的影響，特別是灌漿期的高溫會對品質形成造成嚴重不利影響。湖北中稻的灌漿充實期正處于夏季高溫時段，極易導致稻米堊白增加，整精米率和食味下降，因此，提高高溫環(huán)境下品種的品質穩(wěn)定性是提升稻米品質的重要育種目標。

粒型也是影響稻米堊白、整精米率等品質指標的重要因素。與小粒型的廣東絲苗米相比，千粒重大的大粒型品種要形成無堊白透明的外觀品質更加困難[10]，因此對優(yōu)質湖北長粒秈品種千粒重標準的設定，應當大中取小，筆者認為23~28 g 較為合適，同時在選育過程中對親本材料和后代材料的堊白性狀要嚴格選擇。另外，稻米越細長，透明度越好，但細長粒品種的整精米率往往較低，因此湖北優(yōu)質長粒秈品種在追求長粒型的同時，應適當增加粒寬、粒厚，以提高整精米率。綜合考慮以上因素，筆者認為高端優(yōu)質品種的長寬比為3.5~4.0、中端優(yōu)質長粒型品種的長寬比為3.0~3.4 比較適宜。

不育系是湖北長秈型優(yōu)質雜交稻品種選育的制約因素。得益于優(yōu)質常規(guī)稻選育的快速進展，近年來湖北雜交稻恢復系的品質得到極大改善，但不育系品質不優(yōu)的問題還未完全解決。目前主要推廣的不育系有隆科638S[11]、晶4155S[12]、廣占63S[13]、Y58S[14]、1892S[15]、豐39S[16]、荃9311A[17]等。近年來湖北選育的兩系不育系也基本是在以上不育系基礎上對農藝性狀和抗性的改良，品質性狀改善不大。這些不育系品質性狀總體較優(yōu)，但大多數不育系粒型偏短，堊白較多，食味值偏低，與打造優(yōu)質“湖北長粒秈”品牌對品質性狀的要求相比還存在一定差距。

3.3 優(yōu)質湖北長粒秈稻品種創(chuàng)新思路

基于優(yōu)質稻產業(yè)發(fā)展需求和品種創(chuàng)新現狀，未來湖北優(yōu)質長粒秈稻品種的創(chuàng)新方向主要有以下3 個方面（超高產秈粳亞種間雜交稻、功能稻等方向不在本文之列）：

一是從提升食味入手，開展高端優(yōu)質食味品種創(chuàng)新，為提升“湖北長粒秈”品牌形象提供品種支撐。品種品質達NY/T 593—2021《食用稻品種品質》1 級，產量穩(wěn)定達到7 500 kg/hm2。高端優(yōu)質食味品種創(chuàng)新依賴于優(yōu)異資源的利用。要廣泛收集篩選國內外優(yōu)質食味品種資源作為親本，以提升優(yōu)質品種的食味值，同時對影響食味的直鏈淀粉含量、蛋白質含量、堿消值等性狀基因在低世代進行分子標記選擇。

二是從提升產量入手，選育高產優(yōu)質常規(guī)稻品種，提升水稻種植效益。品種產量要求穩(wěn)定達到9000kg/hm2，品質達NY/T 593—2021《食用稻品種品質》2 級。湖北優(yōu)質常規(guī)稻親本主要來自廣東優(yōu)質常規(guī)稻材料，遺傳基礎狹窄。選育高產優(yōu)質常規(guī)稻，必須拓寬品種的遺傳基礎，可以引入長江中游具有粳稻血緣的高產雜交稻恢復系，提升常規(guī)稻品種的產量水平。

三是從優(yōu)質長粒不育系入手，選育高產優(yōu)質雜交稻品種，在保持現有雜交稻產量基礎上，整體提升湖北水稻優(yōu)質率。雜交中稻品種要求產量穩(wěn)定達到9750kg/hm2，品質達NY/T 593—2021《食用稻品種品質》2 級。湖北現有兩系不育系主要是利用不育系與不育系雜交選育，而現有主要不育系親本稻米品質難以達到優(yōu)質長粒秈稻的要求。因此，在不育系選育過程中，應當有目的地引進常規(guī)優(yōu)質稻資源，改良不育系稻米品質。

四是在品種選育技術上，綜合運用基因組育種、單倍體育種和常規(guī)育種技術，提升育種效率。以長粒、中等直鏈淀粉含量及抗主要病蟲為基礎，重點對堊白、堿消值、蛋白質含量、食味和耐熱性等進行嚴格的基因型和表型選擇，聚合優(yōu)良性狀基因（粒型基因gs3、GS5、GL7、SLG7/GW7和gw8等[18-19]；直鏈淀粉含量基因Wxb、Wxla或Wxmw[20]；堊白基因CHALK5[21]、WCR1[22]；堿消值基因ALK[23]；蛋白質含量基因qGPC-10[24]），選育出符合湖北優(yōu)質長粒秈品質要求的新品種。

4 湖北優(yōu)質稻產業(yè)發(fā)展展望

湖北已經繪就“十四五”優(yōu)質稻米產業(yè)鏈建設藍圖，優(yōu)質稻產業(yè)發(fā)展的目標是：到2025 年優(yōu)質稻面積達到187 萬hm2以上，加工產值達到1 000 億元，綜合產值達到1 500 億元；培育發(fā)展行業(yè)領軍企業(yè)2~3 家，力爭上市企業(yè)1 家；重點培育2~3 個地域核心品牌、5個知名品牌，著力打造一批地方特色品牌。

打造“湖北長粒秈”品牌是優(yōu)質稻米產業(yè)鏈培育優(yōu)質稻米品牌建設內容的應有之義，是推進湖北優(yōu)質稻米產業(yè)鏈建設的有效載體。“十四五”期間，湖北優(yōu)質長粒秈稻新品種培育將圍繞高端優(yōu)質食味品種、高產穩(wěn)產優(yōu)質常規(guī)稻品種和高產優(yōu)質雜交稻品種三個方向開展，為建設“湖北長粒秈”品牌提供品種支撐。通過發(fā)布核心品種，圍繞核心品種建設核心生產企業(yè)和核心生產基地，加強生產加工標準化和品牌標識統(tǒng)一化，提升湖北長粒秈稻整體品質，樹立“湖北長粒秈”整體品牌形象，發(fā)揮湖北稻米品牌整體競爭優(yōu)勢，極大提升湖北地域品牌和地方特色品牌的市場影響力，確保優(yōu)質稻產業(yè)鏈建設目標的順利實現，推動湖北水稻產業(yè)高質量發(fā)展。