我国超级稻研究的主要成就与展望

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【摘要】：我国超级稻研究的主要成就与展望柳美南　钟海明　陈锦桥　李季能　刘建萍　胡敏［摘　要］综述了我国超级稻研究的主要成就，并就相关问题进行了讨论和展望。据不完全统计，1999－2005年，我国已在生产上累计推广种植超级稻约2亿亩，累计增产稻谷120亿公斤，为保障我国的粮食安全作出了重要贡献。

我国超级稻研究的主要成就与展望

柳美南　钟海明　陈锦桥　李季能　刘建萍　胡敏

(江西省萍乡市农业科学研究所　江西，萍乡337000)

［摘　要］综述了我国超级稻研究的主要成就，并就相关问题进行了讨论和展望。

［关键词］超级稻;研究成果

超级稻研究是目前水稻育种领域的研究热点，我国自1996年立项“中国超级稻”育种计划以来，超级稻的研究已经取得了举世瞩目的成就，超级稻的选育技术理论研究日臻完善，提出了不同生态区的超级稻理想株型模式，超级稻的试种示范及推广应用技术也日益成熟，选育出了一批超级稻品种并产生了很大的社会经济效益。

1超级稻的选育技术理论研究

1.1扩大遗传差异，提高杂种优势水平与形态改良相结合

水稻杂种优势利用可分为3个战略发展阶段，即品种间杂种优势利用、亚种间杂种优势利用和远缘杂种优势利用。目前，水稻品种间的杂种优势已经得到了充分的利用，亚种间的杂种优势还只是实现了部分利用。从优势水平上来看:粳/粳＜籼/籼＜粳/爪＜籼/爪＜粳/籼，说明遗传差异越大，杂种优势越强。袁隆平认为，超级稻的育种必须从两个方面入手:一是充分利用双亲优良性状的互补作用，在形态上作更为完善的改良;二是要适当扩大双亲的遗传差异，以进一步提高杂种优势水平。超级稻的选育必须注重扩大双亲的遗传差异，提高杂种优势利用水平与形态改良相结合。

1.2选育超级亲本，培育超级杂交稻

陈立云提出了超级亲本概念，认为超级杂交水稻的亲本和一般杂交水稻的亲本不同，超级杂交水稻的亲本必须是超级亲本。以前我们进行一般杂交水稻育种时，往往过于强调亲本的一般配合力，强调杂种的优势效应，而不太重视亲本性状的优良。然而，当杂交水稻从一般育种进入到超级稻育种阶段后，杂种优势的效应已经难以满足超级稻育种的要求，超级稻育种必须在实现亲本性状全面改良的基础上，通过超级亲本的选育，并科学地利用杂种优势，才能实现超级稻选育的重大突破。

陈立云认为超级亲本应有以下一些优良性状:①农艺性状特别优良。强调母本矮秆，茎秆坚韧，株叶形态好，分蘖强，生长量大，生物产量高;②经济性状特别优良。无论母本还是父本，都要达到或基本达到各级区域现有的对照杂交稻组合的产量水平或库容量;③一般配合力好，双亲要有适度的遗传距离;④稻米品质好。要求整精米率高(母本50%以上，父本60%以上)，垩白粒率低(20%以下)，直链淀粉含量中等(16%～20%)，适口性好;⑤抗性强。对稻瘟病达到中抗水平以上，耐高温和低温阴雨等。⑥不育系要求育性稳定，制种安全，结实特性好，繁殖制种高产稳产。

2超级稻的理想株型研究

超级稻要实现较高的产量，必须具备良好的株型结构，充分提高群体的光能利用效率，以便在增加生物产量的同时，适当提高经济系数，达到有效增源，物流畅通，库源协调的目的。我国育种家针对超级稻的形态改良，提出了以下一些超级稻的理想株型模式:①杨守仁的“偏矮秆、叶挺长、大穗直穗”模式。是针对我国北方粳稻提出来的理想株型理论，强调偏矮秆与大穗相结合，强调直立穗型，强调上部几片叶不能矮而应偏长。②黄耀祥的“半矮秆丛生快长”超高产模式。是在矮化育种、丛化育种的基础上，从生态育种角度提出的华南籼稻区理想株型理论。在华南气候条件下，早、晚稻每季生育时期相对较短，植株的生长速度必须快，以尽可能利用生育前期的温光条件达到高产。③周开达提出的重穗型超高产模式。主要强调单穗重5克以上以及剑叶和倒二叶的长度达40厘米左右。这一模式是基于四川盆地少风、多湿、高温、常有云雾的具体条件下提出来的。④袁隆平的“高冠层、矮穗层、中大穗、高度抗倒”理想株型。是针对长江中下游的中稻提出来的。强调高冠层，要有较大生物产量;矮穗层，穗部离地较矮，穗弯曲，叶下禾，利于抗倒;上部叶片修长、挺直、窄凹较厚。倒二叶比剑叶长10厘米以上，并高过穗尖，剑叶、倒二叶和倒三叶的角度分别为5°、10°、20°。⑤程式华的“后期功能型超级杂交稻”模式。其核心是强调水稻生育后期有效增源的重要性，要求同时在干物质生产、光合效率、根系生长等生理特性上表现出明显的优势。⑥陈友订的动态理想株型。是在众多华南超级稻品种(组合)研究的基础上提出来的，其核心在于强调整个生育期的有效增源，根据水稻生长发育具有明显阶段性和连续性的基本规律，确定每一阶段都应具有最佳的群体形态结构与相应的生理性状。动态理想株型的塑造，既要从遗传育种的角度加以改良，又要辅之以相应的栽培技术措施。⑦张启发提出“绿色超级稻”概念。强调培育抗病、抗虫、抗旱和肥料高效利用的超级稻新品种。

上述的超级稻理想株型模式，都具有以下两个共同的特点:①要求超级稻具有较高的生物产量和较高的经济系数，植株较高，经济系数达到0.55～0.60;②强调通过增加穗粒数和粒重作为提高产量水平的主要途径。

3超级稻品种选育的成果

3.1选育的超级稻品种

到2006年底，农业部认定的超级稻品种(组合)共计49个，其中常规稻品种14个，杂交稻组合35个，杂交稻组合中超级杂交中稻组合超过20个(含两系杂交组合4个)。2007年又通过认定了12个超级稻品种，使目前认定的超级稻品种达到了61个。这些组合有:两优培九、沈农265、II优明86、协优9308、D优527、两优276、两优122等。两优培九和协优9308的育成及相关研究分别荣获2004年度国家技术发明二等奖和国家科技进步二等奖。据不完全统计，1999－2005年，我国已在生产上累计推广种植超级稻约2亿亩，累计增产稻谷120亿公斤，为保障我国的粮食安全作出了重要贡献。

3.2几个突出的超级亲本

超级亲本是选育超级杂交稻的遗传工具。目前我国已选育出了很多优良父本和母本，为超级杂交水稻的选配奠定了基础。超级杂交水稻先锋组合两优培九的父本9311(扬稻6号)就属于超级父本，产量性状优良，9311本身又是大面积推广的常规品种，其产量水平与杂交稻组合汕优63相当。以9311为父本的超级稻有两优培九，扬两优一号，扬两优6号等。超级父本蜀恢527已配制出了36个省级以上审定的组合和15个通过全国审定的组合，其中有5个组合被农业部认定为超级稻。明恢86及其衍生恢复系(航一号)已配制出4个农业部认定的超级稻组合。在不育系方面，中九A、中浙A、培矮64s、GD－1s、广占63s、Y58s、株1s等都是配组选育超级稻的优良亲本。可见，亲本的高水平育种，提高了杂交稻组合的整体水平，增强了杂交水稻组合的综合竞争优势。

4超级稻的推广应用技术研究

4.1南方超级早晚稻推广产学研结合模式示范

为了加速超级早晚稻的推广，探索超级稻推广产学研结合模式与机制，探索超级稻良种到户、到田、到位新举措，推进整乡、整县水稻单产提高，2007年，农业部支持在江西、广东两省的上高、都昌、兴宁、高要四县开展南方超级早晚稻推广产学结合模式示范。以农业行政主管部门为主导，农业科研、教学、推广、企业和农民共同参与。省级农业科研单位、大专门院校、推广总结等技术单位负责推广品种的筛选和确定、良种良法配套、县乡农技员培训、千亩示范片建立。县农业技推广部门负责有关百亩片建立，科技示范户培训，生产过程全程技术指导。乡农技员负责对科技示范户和辐射户到户、到田、到位技术指导。种业企业按推荐和推广要求制、繁、供种，农资企业按要求配、供配方肥和对口肥，收储企业按订单收购。

面上产量指标为:2007年示范推广80万亩，较前三年平均单产提高60公斤;带动示范县水稻单产水平整体提高20公斤。经过3年的努力，示范县水稻单产水平整体提高50公斤，示范方的产量超过600公斤/亩。示范点产量指标为:百亩核心方，早稻550公斤，晚稻600公斤;千亩示范方，早稻500公斤，晚稻550公斤。

4.2超级稻“种3产4”丰产工程

“种3产4”丰产工程是袁隆平院士2006年提出的“超级杂交水稻”推广工程。所谓“种3产4”，就是运用超级杂交稻的技术成果，用3公顷土地产生现有4公顷土地的粮食，节余1/4的面积，也就是等于增加1/4的粮食耕地。用5年的时间，到2011年全国推广超级杂交稻400万公顷，产生现有533万公顷的粮食，等于增加了133万公顷粮食耕地，可多养活300多万人口。2007年，湖南省已全面启动了该项目，制定了《湖南省超级杂交稻“种3产4”丰产工程实施方案》:到2011年，计划累计推广超级杂交早、中、晚稻273.3万公顷，单产产量指标分别达到亩产500千克、613千克、533千克，均比2001年到2005年平均单产提高33%左右。

5有关问题及展望

经过10多年的努力，我国超级稻的研究水平已经取得了巨大进展，产生了巨大的社会经济效益。但在育种实践中，我们还必须注意以下几方面的问题:

5.1要挖掘利用特异种质资源，提高超级稻品种的综合抗性

在已经认定的超级稻品种中，综合抗性不强限制了快速推广应用。2006年通过专家评审确认的8个超级杂交中稻组合中，仅有新两优6号表现抗病，其余均为感或中感、甚至高感稻瘟病;近几年来，高温对水稻生产的危害开始突显出来，但生产上缺少耐热性强的超级稻组合。耐热性差不仅影响超级稻组合的大面积推广应用，而且不利于水稻生产的高产稳产。

5.2要进一步提高超级稻的稻米品质

新选育的超级稻组合，尽管有部分组合的米质比原来的汕优、威优系列组合的米质有明显改善，但整体上还不能满足人们对米质的要求。2006年评审的8个超级杂交稻中稻组合中，仅有Q优6号、新两优6号的米质达到了国标3级优质稻谷标准，而D优202、黔南优2058的垩白米率分别高达78%和72%。

5.3传统育种方法与现代生物技术相结合，推动超级稻产量水平上新的台阶

我国已在2004年提前一年实现了超级杂交稻第二期研究目标(亩产800公斤)，现在正在攻坚亩产900公斤的第三期目标。但是，目前的产量水平已经到了很高的程度，杂种优势效应进一步发挥，继续提高产量水平，实现产量潜力、米质和抗性的全面提高，现有的常规技术已显不足，传统育种方法必须与分子育种技术相结合，推动超级稻的研究上升到新的水平。

参考文献

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［11］危朝安.我国超级稻研究要上新水平，推广要有大成效［EB/OL］.http://www.agrigov.cn/xxlb/t20060918-688729.htm，2006－10－20.