杂交水稻：一粒种子贡献大

朱英国+李阳生

杂交水稻技术发明是中国现代科技史上的重大事件。我国水稻杂交的优势利用一直处在世界领先地位。20世纪70年代初，以袁隆平为首的研究团队成功培育出三系杂交水稻，并于1976年大面积应用于生产，实现了水稻杂种优势利用的重大突破。在实现三系配套后，朱英国院士与袁隆平院士等水稻育种专家相互支持、协作攻关，经40多年艰苦跋涉，攻克了红莲、马协、两系杂交稻的一系列科学问题，终使科研成果从实验室走向农田，并在国内外广泛推广应用。杂交水稻的广泛应用大幅度提高了水稻产量，比常规优良品种增产约20%，已在我国累计推广60多亿亩，增产稻谷6000多亿公斤，每年增产的粮食可多养活7000多万人口，为解决我国粮食自给难题做出了不可磨灭的贡献，还将成为国家“一带一路”战略重要的农业输出技术之一，走向世界，造福人类。

杂交水稻为我国和世界粮食安全做出巨大贡献

民以食为天。水稻是我国最重要的口粮作物，我国60%以上人口以稻米为主食。稳步提高水稻生产能力，满足人口增加和人民生活水平提高对粮食消费的刚性需求，是关系我国国家自立、社会稳定、人民健康和国民经济发展的全局性重大战略问题。2013年习近平总书记在视察武汉大学杂交水稻育种基地时指出“粮食安全要靠自己”。“把饭碗牢牢端在自己手上”是我国长期坚持的基本方针。

杂交水稻是我国具有自主知识产权、享誉世界的一项重大发明，被世界称之为“东方魔稻”、中华民族的“第五大发明”。作为三系杂交稻独特的类型，与野败型杂交稻存在明显不同的红莲型杂交水稻，经朱英国院士团队长期努力和系统研究，形成了基础研究、应用研究和产业化紧密结合的创新研究模式。红莲型杂交稻已大面积应用于生产，其显著特点是：产量高，米质优，产业化成本低，适应性广，综合抗性强，耐高温，氮肥利用效率高，兼有杂交稻和常规稻的优点，代表杂交水稻发展的新方向，有利于推动水稻产业的升级转型和杂交水稻可持续发展。

在三系杂交稻育种技术不断完善之际，湖北光敏雄性核不育水稻的发现又为更高产、更简便的两系杂交稻的发展创造了条件。在国家强有力的支持下，经全国科技工作者近20年的协作攻关，两系法杂交稻实现了从科学设想到大面积推广应用的跨越式发展。两系法杂交稻成为理想株型塑造与强杂种优势利用的主要载体，由此实现了超级杂交稻亩产700公斤、800公斤、900公斤和1000公斤的连续跨越。在杂交水稻发展过程中，杂交水稻科研群体形成了“杂交水稻”精神，将激励我国科技界不断创新、勇攀高峰。

杂交水稻也被世界粮农组织列为解决世界上粮食短缺国家的首选技术。亚洲国家，如印度、越南、菲律宾、孟加拉国、巴基斯坦等国已经大面积种植中国杂交水稻。2012年中国的杂交稻在印度、越南、菲律宾、印度尼西亚、孟加拉国、巴基斯坦、美国等国推广面积达到7800万亩，平均亩产比当地常规品种提高150公斤左右。近几年，中国杂交水稻在非洲的几内亚、马里、赞比亚、塞拉利昂、马达加斯加、利比亚、尼日利亚等国试种，增产效果显著，推广应用潜力巨大。杂交水稻走向世界，不仅为解决世界粮食短缺发挥越来越重要的作用，也扩大了中国在世界的影响力，改善了中国与世界各国的关系，发挥中国科技外交的作用。

杂交水稻研究与发展中面临的问题

在全球经济一体化、我国经济发展进入新常态的新形势下，我国农村社会和经济格局发生剧烈变化，农村劳动力大量转移到城市，从事水稻生产的劳动力数量和质量急剧下滑，水稻生产的环境和条件出现了一些前所未见的严峻形势，杂交水稻发展面临着许多重大挑战：

第一，非生物和生物逆境胁迫影响杂交水稻的发展。由于全球气候变化，极端气候现象出现频率增加，高温、干旱、低温、涝渍等自然灾害频繁发生，如2014年8月初长江中下游持续阴雨低温天气，两系杂交稻制种基地盐城等地区出现23℃以下低温，两系杂交稻制种正处于母本育性转换敏感期，持续低温不仅造成了两系不育系育性转换，严重影响两系杂交稻的种子质量，而且还诱发大面积发生稻瘟病、稻曲病，导致水稻减产。

第二，农业生产方式变化急需杂交水稻的发展。传统水稻种植方式已不能适应新形势变化，取而代之将是水稻轻简化栽培和机械化。轻简化栽培技术包括免耕、直播、抛秧等较常规水稻生产节省工序的生产方式;水稻生产全程机械化包括水稻育秧、稻田耕整、移栽、田间管理、收获、风晒、储藏机械化。目前，杂交水稻制种自播种至收获完全靠人工操作，工序繁杂，致使成本居高不下，种子价格和种子质量已严重影响杂交水稻的种植面积。因此，选育能机械化制种，生产又适应机械化、轻简化栽培的杂交稻新品种是顺应水稻生产方式变化急需解决的问题。

第三，种业安全鞭策杂交水稻的发展。我国杂交水稻研究与推广在世界一直处于领先地位，但与西方发达国家相比，杂交水稻产业集约化和机械化程度并不高，杂交水稻种业发展仍处于初级阶段，商业化科研体制机制尚未建立，科研与生产脱节，育种方法、技术和模式落后。随着全球化进程加快、种业市场开放程度加大，国外种子垄断企业将介入我国水稻种子市场，它们将凭借人才、技术、资金、组织、经营和管理上的优势，不断蚕食中国农作物种业市场。如果我国主要农作物种业受制于人，粮食生产安全将无从谈起。

第四，杂交水稻精神呼唤农业科研体制的改革。我国的杂交水稻研究和利用一直保持着杂交水稻育种研究领域的国际领先地位。然而，现有农业科研体制存在的问题也表现在杂交水稻研究中。杂交水稻育种研究主要集中在大学、各级行政管辖的科研机构。科研机构中以小作坊式的课题组为单位，各自为战;由于课题组的研究力量、种质资源、条件体系十分有限，一般做些低水平重复研究，缺乏协作和资源共享，面对杂交水稻的重大科学技术问题往往束手无策。

第五，基础研究薄弱制约杂交水稻的发展。目前我国水稻育种主流技术仍采用传统的基于表型选择的经验式育种，效率低且准确性差，很难将病虫害抗性、不良环境适应性与高产、优质结合起来，难以育成理想的水稻恢复系、不育系和突破性的高产优质、广适高效、绿色生态的杂交水稻新品种。现阶段杂交水稻品种还不能很好适应机械化制种和水稻生产全程机械化操作，生产效率有待提高，难以满足未来水稻生产方式的需求。

开展协同创新，全面提升杂交水稻的产业

杂交水稻发展处于从量变到质变的重要转折点，杂交水稻发展所面临的重大科学问题以及其他制约因素是任何一家单位都无法单独解决的。必须协同创新，组建“杂交水稻协同创新中心”，构建适应时代发展要求的杂交水稻育种体系，实现杂交水稻种子产业和粮食生产的再次飞跃。2012年初，由武汉大学朱英国院士提议并组织长江流域的武汉大学、南京农业大学、四川农业大学、杂交水稻国家重点实验室、中国水稻研究所等单位，以及国内外知名的杂交水稻专家共同成立杂交水稻协同创新中心，并得到了大北农科技集团股份有限公司和袁隆平农业高科技股份有限公司的积极响应和全力支持。

协同创新中心的发展目标体现在三方面：一是构建新的杂交水稻种业科技创新体系。组建以院士为学术带头人、千人计划和特聘教授为骨干的国际一流杂交水稻创新团队，多元投入构建条件一流、运行高效的杂交水稻创新研究平台。二是产生一批原创性、标志性重大成果。在基因鉴定、种质创新、品种设计与选育、产业化技术上实现重大突破;加快选育一批优质、抗性强、适应不同生态环境、适应机械化制种，能轻简化、机械化栽培的高产高效杂交水稻新品种，形成配套栽培与植保技术规程，实现新一轮品种的更新换代。三是构建适应现代农村发展的杂交水稻产业新体系。形成政府部门引导，企业具体承担、重点农户为骨干，以点带面的杂交水稻新种子和新技术示范推广模式，促进杂交水稻种子产业和水稻生产的集约化和机械化。

（作者分别为中国工程院院士、武汉大学教授、博士生导师，武汉大学生命科学学院博士、教授）endprint