基因导入超级杂交稻-CCTV.com

《基因导入超级杂交稻》（2004.12.31）

央视国际 2004年12月23日 15:33

　　民以食为天。然而，在人类赖以生存的地球上， 60亿人口，只有耕地16亿公顷。在我国，13人口，人均耕地不足1.3亩。人口在不断的增长，而耕地却逐年减少。

　　因此人类粮食需求的惟一出路就是要依靠先进的科学技术，大幅度提高农作物的单位面积产量。

　　那么水稻单位面积产量能不能再提高呢？能提高多少呢？这是世人关注的问题。

　　日本著名水稻生理学家吉田昌一先生认为：水稻在热带地区最高亩产可达1060公斤；在温带地区亩产可达1200公斤.

　　从水稻的光能利用率来看，这种推断，并不是一句空话，因为在我国云南省永胜县小面积种植的常规稻已获得亩产1000公斤，超级杂交稻亩产1200多公斤的成功实践。

　　然而，目前的现状是：全世界水稻平均亩产只有253公斤。我国普通水稻平均亩产为420公斤。

　　为了进一步提高水稻的单位面积产量，我国的育种家们开始了艰苦的研究探索。 杂交水稻之父袁隆平院士把一个水稻优良品种产生，比做一个优秀的篮球运动员。一个优秀的篮球运动员，必须具备两个基本条件：一是高大的身材；二是充沛的体力。同样的道理，一个高产的品种，一是要具备优良的株型；二是要有很强的杂种优势。

　　在这一认识的基础上，袁隆平院士提出了一整套行之有效的超级杂交水稻育种技术，一是能高效利用光能的形态改良；二是利用强大的亚种间杂种优势；三是通过生物技术利用远缘的有利基因。

　　在形态改良方面，袁隆平院士强调在扩库的同时，更加注重增源。每粒谷子就好比是一个储藏营养物质的仓库，扩库就是要穗头大、籽粒多，以增加仓储容量。增源，顾名思义，就是要增加营养物质的来源。叶片是植物进行光合作用的主要器官，是制造营养物质的源泉。增源就是要通过形态改良，充分发挥叶片制造营养物质的作用。

　　根据这一思路，袁隆平院士将超级杂交水稻的形态改良定位在高冠层、矮穗层和中大穗三大特点上。

　　高冠层。冠高120cm以上，它的上三叶的叶片具有长、直、窄、凹、厚五个显著特点。这种高冠层形态结构，能高效利用光能进行光合作用，为填满大库提供充足的营养源。

　　矮穗层。一般水稻成熟期，株高100厘米，易倒伏会带来严重减产 ，而超级杂交水稻成熟期，穗尖离地面只有60～70厘米。穗头矮、植株重心低、抗倒能力是一般水稻品种的一倍左右。高度抗倒是水稻超高产最重要的性状之一。中大穗。一般每穗重5克左右，每亩18～20万穗，这样,亩产可达900至1000公斤。

　　农民称誉这样的理想株型是“冠高三叶遨长空，穗矮叶下藏黄金。”这三个要素要统一起来，其中的关键就是杂交优势。

　　很早以前，我们的祖先就用马和驴杂交，产生后代骡子。骡子身强力壮，在体力、耐力等方面都大大胜过马和驴。植物杂交是同样的道理。普通栽培稻有两个亚种，即籼稻和粳稻。籼稻和粳稻两个亚种间杂交由于亲本的亲缘关系相对较远，遗传差异较大，遗传多样性更丰富，具有强大的杂种优势。这种优势具体表现在库存大货源足，根系发达，生命力强等多个方面。有人很形象的比喻它是“水稻中的骡子”。两种基因的不同，形成另一个物种，但这个物种还不完善。主要原因是由于籼稻和粳稻的不亲和性，就好比油和水互不相溶，导致杂交种的受精过程不正常，结实率一般只有10-30%，实际产量很低。这就有点像远缘杂交的骡子，虽有强壮的身体，但是由于生殖系统发育不正常，就没有生育的能力。怎么办，难道这种杂交不能成功吗？

　　通过进一步研究，袁隆平院士和他的助手们,在大量反复的育种实践中还发现:要彻底解决亚种间杂交稻结实率低的难题,除了需要有主效广亲和基因外,还必须要有辅助亲和基因的配合。着就需要一种具广谱广亲和性的优良不育系。国家杂交水稻研究中心选育的光温敏不育系“培矮64S”就是一个优良不育系。它与多个籼稻、粳稻品种配组，不仅结实率都很正常，而且表现出强大的杂种优势。正是这样，将亲缘关系比较远的物种中的有利基因转移到栽培稻中，可望使水稻的产量潜力获得新的突破。当然，这是分子育种技术的功劳。野生稻不仅含有栽培稻中可能没有的抗性基因，而且含有高产基因。国家杂交水稻研究中心与美国康奈尔大学合作，专家研究发现，在国际上首次从普通野生稻中发现2个增产基因。其中每个基因比我国培育的“威优64”有18%和17%的增产效应。

　　通过转育出含有该增产基因的新恢复系“Q611”。根据田间试验的结果，Q611也有不稳定的时候，所以国家杂交水稻还将稗草的遗传物质DNA导入杂交稻恢复系“先恢207”中，在变异后代中又选育出新恢复系“RB207”。“RB207”的每穗粒数和粒重都大大提高了。“RB207”与多个不育系杂交，其中“GD-S/RB207”表现十分突出，理论产量每亩可达1050公斤。基因的导入竟有如此大的作用，充分证明了科技就是第一生产力。

　　超级杂交稻的研究成功，是我国育种专家们献给全人类的一份无比厚重的礼物，超级杂交稻正昂首阔步走向世界。先后在越南，菲律宾，印度尼西亚，巴基斯坦，孟加拉，几内亚，马达加斯加等异国他乡，喜结硕果。