运用TRIZ创新方法选育抗逆型优质稻品种

闵 军，罗赫荣，段永红，戴健华，黄 英

（湖南省农业科学院，湖南 长沙 410125）

20 世纪40年代苏联发明家根里奇·阿奇舒勒，通过对250 多万份高水平发明专利分析研究，总结出的技术发展进化遵循规律模式，揭示了隐藏在发明背后的规律，提出了一种系统化的技术创新方法论，即TRIZ 创新理论。它不但有完整的理论体系，专注于工程技术领域，而且已向自然科学、社会科学、管理科学、生物科学等领域发展，用于指导解决各领域所遇到的问题。在农业技术领域TRIZ 创新理论同样也具有其指导性。TRIZ 创新理论包含40 个发明原理和39 个通用工程参数，它能为产品创新设计提供方向性、有序性和可操作性[1]，成为当今世界所公认的指导创新的最佳工具。

建设创新型国家，科技是创新的核心。“自主创新，方法先行”，创新方法是自主创新的根本之源。2008年，国家科学技术部、发展改革委、教育部、中国科协等4 部门联合发布了《关于加强创新方法工作的若干意见》，实施推广应用TRIZ 理论等创新方法，推动企业技术创新，解决生产活动中的技术矛盾问题，使我国从“中国制造”向“中国设计”、“中国创造”发展，建设创新型国家。为使TRIZ 在农业科研领域尽快产生效应，湖南省农业科学院水稻研究所对抗逆型优质籼稻的选育开展研究，旨在运用TRIZ 创新方法解决生产中优质稻品种的抗逆性差的问题。

1 TRIZ 创新方法原理

TRIZ 意译为发明问题的解决理论。TRIZ 理论成功地揭示了创造发明的内在规律和原理，着力于澄清和强调系统中存在的矛盾，其目标是完全解决矛盾，获得最终的理想解。TRIZ 理论是基于技术的发展演化规律研究整个设计与开发过程，而不再是随机的行为。实践证明，运用TRIZ 理论，可大大加快人们创造发明的进程而且能得到高质量的创新产品[2]。TRIZ 创新方法解决技术矛盾问题的思路是，将一个需要解决的问题分析出矛盾问题所在，并表达为已确定的TRIZ 问题模型，利用TRIZ 中的工具获得TRIZ 的解决方案模型，然后再将TRIZ的解决方案模型转化为具体问题的最终解决方案。

2 抗逆型优质稻育种中TRIZ 创新方法的运用

2.1 育种创新思路

生产上特别需要抗逆性强的优质稻品种。目前，我国大面积推广的优质稻品种一般抗逆性较差，而抗逆性强的品种稻米品质又较差。因此，应从加强优质稻品种的抗逆性着手，使选育的优质稻品种在生产过程中既能达到优质稻米质量标准，又能表现良好的抗逆性，在选送参加各类鉴定试验，通过省级或国家级审定后再进一步推广应用。这个过程需要分两步走，首先选定稻米品质优良的亲本与抗逆性强的亲本杂交，根据稻米品质选育出稻米品质优良的新材料，然后再对定型的材料进行不同类型与程度的抗逆性鉴定试验，选取抗逆性表现良好的优质稻材料。

2.2 确定技术冲突问题

优质稻品种的稻米质量指标要达NY/T 593-2002《食用品种品质》规定的三等以上标准，或被湖南省农业厅评选为三等以上优质稻品种，方可被认定为湖南省优质稻。抗逆性至少需要达到《湖南省水稻品种审定规范》（试行，2009年5月7日）的品种审定标准。优质稻品种选育的矛盾问题即米质优良和抗逆性差的问题。运用TRIZ 创新理论和方法进行研究与分析，矛盾问题涉及到2 个不同参数，确定为技术冲突，对于技术冲突可以使用TRIZ 的冲突矩阵所推荐的发明原理来解决。

2.3 应用TRIZ 的冲突模型

确定技术冲突后，可应用TRIZ 技术冲突模型来解决优质稻选育方法带来的冲突问题（图1）。

图1 冲突模型

2.4 选择发明原理

确定水稻育种领域中存在的问题：在这个系统中，抛开其他影响因子，特别关注米质和抗逆性，即特别关注米质优良和抗逆性差的问题。通过分析，用TRIZ 创新方法中的39 个通用工程参数描述冲突，改善的参数为系统的复杂性，恶化的参数为可靠性。解决技术冲突，使用TRIZ 的冲突解决矩阵，选择40 条发明原理中的分割（第1 条）、反向作用（第13 条）、参数变化（第35 条）[3]。

2.4.1 分 割 分割原理是指将一个物体分成相互独立的部分，使物体分成容易组装及拆卸的部分，增加物体独立部分的程度。选育抗逆性强的优质稻新品种需要把抗逆性与稻米优质分开，一方面需要使水稻新材料达到优质，另一方面需要增强选育的材料的抗逆性。优质方面可以通过增注香味、减少垩白、提高透明度等方法使选育的水稻新品种品质提升；抗逆性方面可以把材料分为抗稻瘟病、抗白叶枯病、抗稻曲病、耐高温、耐低温等不同的类型，首先分割成多个独立选育系统，然后通过多次杂交来聚合，从而使选育的优质稻品种在不同类型的抗逆性方面得到加强。

2.4.2 反向作用 反向作用原理是指用与原来相反的动作达到相同的目的，把物体（过程）倒过来，让物体或环境可动部分不动，不动部分可动，将物体上下颠倒或内外翻转。传统的抗逆性优质稻品种选育方法首先考虑的是材料稻米是否优良，一般以优质稻材料为杂交的主体（母本）。基于反向作用原理，抗逆型高档优质稻品种的选育方法可以反向思维，先选择抗逆性好的材料，再考虑选育材料的稻米是否优良的问题。因此，在选择父、母本时，可以把特殊抗逆性强的杂交的主体作为母本，稻米优质材料作为父本，这样可能更有利于优良品种的成功选育。

2.4.3 参数变化 参数变化原理是指改变物态体的物理状态，改变物体的浓度或粘度，改变系统的柔性，改变温度或体积等参数。基于参数变化原理，在抗逆型优质水稻选育过程中，在抗逆性鉴定参数的设定方面可以适度加压限量，如穗期抗高温传统指标35℃可以设定上限为38℃，开花期抗低温传统指标23℃可以设定下限为21℃，稻瘟病抗性穗瘟鉴定指标7.0 级可以设定下限至6.0 级等。这样变化参数加压选育的品种适应性更佳、抗逆性更强。

3 运用TRIZ 创新方法选育抗逆型优质稻品种的实例分析

3.1 创香5 号的选育

运用TRIZ 创新方法选育抗逆型优质稻品种，通过分割、反向作用、参数变化原理分析，找到了抗逆型高档优质稻品种的领域解，可以作为技术冲突的解决方案。利用反向原理选用抗逆性强的品种“巴西IAPAR－9”作为母本，利用分割原理选用多次聚合杂交而成的“明恢63/湘晚籼13 号”作为父本，在定向选育中，利用参数变化原理把抗高温温度指标调至38℃，耐低温指标调至20℃，抗稻曲病抗性调至2 级，最后成功选育了优质稻品种“创香5 号”，2011年通过湖南省农作物品种审定委员会审定（湘审稻2011023）[3]。其具体选育路线如下（图2）。

图2 创香5 号选育路线

3.2 创香5 号的主要特征特性[4]

3.2.1 产 量 创香5 号区试平均单产达538.77 kg/667m2，比对照汕优63 减产0.35%，日产量4.54 kg，比对照高0.14 kg。

3.2.2 米 质 经农业部稻米及制品质量监督检验测试中心检测：该品种糙米率80.5%、精米率72.0%、整精米率62.3%、粒长7.4 mm、长宽比3.4、垩白粒率6%、垩白度0.8%、透明度2 级、碱消值6.6、胶稠度78 mm、直链锭粉14.9%、蛋白质11.3%，被评选为二等优质稻品种，大米具有茉莉花香味。

3.2.3 生育期 创香5 号区试全生育期平均为118.8 d，比对照汕优63 短4.4 d。大面积种植，作一季晚稻栽培比汕优63 短4～6 d；作连晚栽培比湘晚籼13 号短2～3 d。

3.2.4 抗逆性 湖南省区试鉴定：该品种叶稻瘟平均4.1 级，稻穗颈瘟平均8.0 级，稻瘟病抗性综合指数5.5；白叶枯病3 级；稻曲病2 级。耐高低温和抗倒的能力强。

3.2.5 农艺性状 创香5 号株高110 cm 左右，湖南省区试结果:有效穗16.8 万穗/667m2，每穗总粒数133.4 粒，结实率85.7%，千粒重28.3 g。

4 小 结

TRIZ 理论被称为发明问题解决理论，能帮助研发人员解决困难问题，从而排除产品或过程创新中的障碍，在世界上被称为“神奇点金术”。自2006年开始，该方法在我国通过省市创新方法应用试点，已经成功解决了不少难题。TRIZ 在农业技术上的应用是个全新的领域。我国的优质水稻品种选育研究时间长，但选育方法进步程度不大，如果将TRIZ 理论运用到水稻新品种选育工作中，即可突破原定式思维，快速找到解决问题的方案，达到事半功倍的效果。

[1]王瑞英，伊力特，白晨亮.TRIZ 创新方法的运用——提高水资源利用率的研究[J].内蒙古科技与经济，2011，（14）：58-59.

[2]檀润华.TRIZ 及应用：技术创新过程和方法[M].北京：高等教育出版社，2010.

[3]刘训涛，曹 贺，陈国晶.TRIZ 理论及应用[M].北京：北京大学出版社，2011.

[4]黎用朝，闵 军，李小湘，等.抗逆型高档优质籼稻新品种创香5 号的选育[J].中国稻米，2012，18（1）：61-62，64.