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国内外水稻育种研究现状

发布时间: 2013-03-01 11:43:56   作者:郑淋   来源: 百度文库   浏览次数: 19次   我要评论(0条)
摘要: 种子是生命之源、人类生存的物质基础、世界第三次农业革命成功的内在动力。

 

引言:

面对日益严峻的世界粮食安全问题20世纪80年代日本国际水稻研究所实施水稻超高产育种即超级稻育种计划以后1996年中国也正式启动了水稻超高产育种项目[1]我国水稻超高产育种起步稍晚,但无论是应用基础研究还是育种实践都取得重要进展,处于国际领先水[2]。本研究简要介绍国内外水稻研究现状及其水稻育种的发展趋势。

1 国外水稻研究现状

进入新世纪, 由于跨国垄断资本的输出和生物工程技术应用与市场经济的飞速发展,育种业全球化的步伐不断加快,发达国家育种业面临全球化、产业化、高技术化。转基因技术(基因工程)在育种上的应用目前世界上基本由美国主宰,特别是转基因玉米和大豆育种最引人注目,美国在玉米育种上,已经打破了传统的育种方法,基本上实现了高品质、特用专用、高产量、多用途的转基因育种,实现了目标育种和定向育种。国外水稻超新育种, 日本的“753”计划, 即超高产育种计划。1981年日本开始历时15年的大型合作研究项目— — 超高产水稻开发及栽培技术的确立简  称“超高产计划”,其主攻方向是培育、选育产量潜力高的品种为主,辅之相应的栽培技术,以及选育抗寒、抗倒伏早熟高产的品种。3虽育出的品种产量高,但品质较差, 品种的商品价值较低,日本终止了高产育种计划,重新回到了实用性品种的选育上。国际水稻研究“(IRRI)的新株型育种”计划。进入20世纪80年代后期,国际水稻所的育种、生理、栽培等学科的科学家合作研究联合攻关,根据水稻形态、生理、物质生产等与产量的关系的研究结果,提出了培育“超级稻”后又称新株型的超高产育种计划,经过努力主攻目标是这种新株型分蘖少(一般一株46),适宜直播可以移栽,具备发达的根系,能更有效地从土壤中吸收养分,株高90-100cm,生育期100130天,茎秆坚硬,叶片挺而厚,叶色深绿,每株200-250粒,加工品质好,抗多种病虫。41994年虽然完成了一批新株型,但这些新品系、新株型仍然没有完全稳定,虽然穗系很大,但普遍存在结实率低,籽粒不饱满,抗性弱等缺陷,离投产尚有一定的距离,离计划目标的差距还很大,TRRL 的育种家们正在继续努力改变其缺点,希望在2005年培育成亩产达到(800lO00kg667m ) 1315 吨/公顷的超级稻新品种, 以满足国际水稻生产的用种需求。5目前世界上美国、日本等国家在水稻育种方面处于领先地位,而我国在杂交水稻育种方面处于当今领先地位。

2 我国水稻的现状

我国水稻育种业比欧美发达国家有很大差距,但属发展中国家,在第三世界中处领先地位。中国高产育种的现状—— “超级稻计划”。1996年农业部决定开始组织立项为期l0年的“中国超级稻研究”的重大项目,攻关目标是通过各种途径的品种改良和配套栽培技术体系在67Ill连片的土地上进行,到2002年稳定实现单产700kg/亩;在2005年增产30%以上,即910公斤/亩;到2015年增产50%以上, 即1050公斤/亩。6

2.1我国常规稻的超高产育种现状

中国常规稻的超高产育种—— 水稻育种专家黄耀祥院士提出的矮生早长或丛生早长育种计划。主要方法是在矮化、丛化育种的基础上,90年代提出了早长育种的新构思,使穗数和穗重在更高的水平上协调和统一起来。他认为矮生早长类型水稻的特点应是在营养生长前期就长出较长、较厚、较大的叶片和叶鞘,相应地提高了茎秆的粗壮度和叶面积指数,以利于营养物质的大量合成和贮存,为孕育穗大粒多提供物质保证。并育出了一批理想的品种。沈阳农学院杨守仁教授提出的“理想株型与优势利用的超高产育种”,即“三好理论”。杨守仁教授认为,杂交后代选择的标准是“植株高矮好,稻穗大小好和分蘖强弱好”的“三好”理论(好即最适的意思),水稻的产量构成因素又简化为单位面积上的穗数和穗大(指平均穗重),穗多与穗大的矛盾用分蘖来调节,利用这种理论已育出了一部分品种。7

2.2我国杂交稻的超高产育种现状

杂交水稻的超高产育种— — 我国国家杂交稻工程技术研究中心袁隆平院士提出的三系、二系、一系育种法,把杂交水稻概括地划分为三个战略发展阶段, 即三系法为主的品种间杂种优势的利用,两系法为主的亚种间杂种优势的利用,一系法边缘杂种优势的利用取得了明显的育种效果,并培育出部分新品种,得以在国内南方稻区大面积推广达2亿亩以上,取得了显著的社会经济效益。8我国著名水稻育种专家谢华安教授(研究员)育出的“II优明86籼稻在云南省寿原县,“南方各省超级稻联合区域试验点” 的112亩一季亩产达到l1965公斤,超过了印度1974年创造的亩产l1848公斤的世界最高单产。四川大学周开达教授提出的亚种间垂穗育种— — 他认为重穗型品种每株的功能叶面积大于轻穗型品种。单位叶面积的生产能力比较,轻穗型品种高出近1倍以上,因此重穗型品种更能发挥功能叶面积的作用。因而他认为培育亚种间重穗型品种的组合,是杂交稻育种超高产的必然选择。教授德育的“II6708”结合相应的配套栽培技术比其它品种增产10%以上。被称之为“矮秆水稻之父” 的中国工程院院士黄耀祥先生创立的快速育种新方法—— 组群筛选法进行选育的新品种已经问世。我国水稻育种科学家们经过艰苦的努力工作,实现了水稻每次育种上的突破,首先是育种技术与方法的突破, 带来育种材料的突破,也使产量得到了突破、品质得到了突破。9

2.3我国北方粳稻种植区育种现状

我国三北地区(东北、华北、西北)主要以栽培粳稻为主,吉林、辽宁、黑龙江三省区的科研势雄厚,人才聚集,硕果累累,培育出的粳稻品种更因受三北地区的自然、气候、地理环境的制约,主攻方向是抗低温、冷害、抗逆、抗倒、米质优并能达到一定的产量水平。10宁夏的水稻育种工作相对而言落后于东北,但宁夏的水稻单产确在北方地区处于领先地位,高于三北地区,一季单产高于南方籼稻区。11

3 国内外水稻育种技术发展趋势

3.1国外水稻育种技术

目前世界上水稻育种的发展趋势:国际水稻新的育种目标是提出培育“超级稻”即理想的新株型,希望在2005年培育出产量潜力达到13-15吨/每公顷的超级稻品种, 已取得了初步的成效。目前世界上水稻育种实践中仍主要采用杂交育种等常规手段,但近20年来, 随着生物技术的迅速发展,各国的育种学家愈来愈广泛地采用基因工程等现代生物技术用于水稻育种的研究当中,试图将一些控制优良性状的外源基因导入水稻,从而培育出高产、优质、抗性强的水稻新品种。应用转基因技术可将水稻中所不具有外源基因导入水稻,弥补某些遗传资源的不足,丰富基因库,有力地促进了水稻育种的发展。通常普遍施用的pec 介导法和电注射法。但应用最广、获得转基因最多的则是基因枪转组法。抗除草剂是基因工程最早涉及的利用领域之一,在水稻基因中成功获得抗除草剂转基因水稻的报道最多。最近,日本科学家在提高水稻产量潜力方面利用转基因技术有新突破,他们将玉米植株中的PEPC基因导入水稻中,使水稻的光合作用能力增强了10%。他们计划今后将玉米等Cd植物的另外两个重要酶的基因也转入水稻。另外,国内外科学家已研究出大米胚乳中缺乏维生素,因而影响了大米的营养价值。己从高等植物和细菌中克隆出4个关键酶,将一种或几种这些基因导入水稻,使其在胚乳中特异表达出来产生维生素的前体,从而改变稻米的营养价值。12目前世界上, 国内外在水稻育种方面采用了生物技术、电子信息、转基因育种、航天育种、辐射育种、生物系统的定向调控与创造系统的应用,现代化手段与设施和应用、高新技术等广泛的高科技手段。生物技术在国际上充分显示了巨大的生命力,将会给水稻育种带来重大的突破,也必将培育出更加适应人类需要的新品种。13

3.2我国杂交水稻育种技术

我国杂交水稻的研制成功是当代世界农业发展史上的重大进展,使得水稻单产获得了大幅度提高,杂交水稻的大面积推广,创造了巨大的社会和经济效益,为实现我国粮食供需平衡作出重大贡献,同时推动世界其它国家杂交水稻的研究。14

我国杂交水稻研究始于1964,成于1973,1974年选育出具有明显杂种优势的杂交组合,1975年开始大面制种,1976年杂交水稻率先在世界上推广杂交水稻。杂交水稻在我国取得成功,开辟了提高水稻单产的新途径,同时把我国遗传育种研究与实践推到了世界的前列。到1998年,全国杂交水稻年播种面积为1520hm2年产量为10719万吨;杂交稻累计种植面积为2.7亿多 hm2累计增产3亿多吨;我国水稻种植面积少于印度,稻谷产量却居世界之最。目前全国杂交水稻种植面积占水稻种植面积的50%以上15。我国杂交籼稻,从不育系的胞质类型分为野败型、矮败型、冈-D型、K型和印尼水田谷型。我国杂交水稻的研制成功是当代世界农业发展史上的重大进展,使得水稻单产获得了大幅度提高,杂交水稻的大面积推广,创造了巨大的社会和经济效益,为实现我国粮食供需平衡作出重大贡献,同时推动世界其它国家杂交水稻的研究。<<

参考文献

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匿名网友对 国家科技成果基地(南宁)综合信息服务平台正式上线运营 评论道:
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