提升水稻品种潜力 保障口粮安全

■ 王敬国

科技是第一生产力，农业科技自然就是农业的第一生产力。种子作为农业科技中重要的一环，随着时代的进步和科技的发展，它的地位也从“农业八字宪法”的第四位提升到了农业“芯片”的高度，成为了保障国家粮食安全的重要筹码。

农业农村部的数据显示，我国农作物自主选育品种面积占比超过95%，水稻、小麦两大口粮作物品种能实现100%自给，玉米、大豆等种源立足国内有保障，我国种子供应总体上有保障，而且风险可控。几十年来，虽然我国现代种业发展成果显著，但是种业自主创新能力相对较弱，一些领域和环节受制于人的现象有逐渐加重的趋势。因此，必须尽早突破关键技术，在农业“芯片”领域全面清除“卡脖子”现象。

近期国家层面召开的多次会议，都反复提及种子和耕地的问题。今年的全国“两会”，种子问题广受关注。农业农村部也表示，正在会同有关部门研究制定打好种业翻身仗行动方案，力求用10年左右的时间，实现重大突破。

确保谷物基本自给，保证口粮绝对安全，关乎国家和民族的生存与发展。随着人民生活水平的不断提高，我国稻米市场对粳米的需求还将持续增长。黑龙江省是全国粳稻第一大省，产量潜力大、米质优、商品率高，内销外贸前景广阔，在保障我国粮食尤其是“口粮”安全方面，具有举足轻重的地位。然而新形势下，水稻种植面积很难再扩大，而单产又长期没有突破性提高，未来可能面临优质粳米难以满足人口增长实际需求的窘境，更可能无法满足主粮消费提档升级的发展趋势。千方百计地发展粳稻生产，特别是黑龙江省的优质粳稻生产，增加优质粳米总产量，对于确保我国口粮安全和社会稳定，都将具有重要战略意义。

一、关于水稻种质资源和黑龙江省水稻品种

（一）中国水稻种质资源的收集、评价和利用情况

国家种质资源库长期库中保存有7.2万份左右的水稻种质资源，大约占世界保存量的17%。主要包括地方品种、选育品种、国外引进种质、三系资源、野生稻、遗传材料等几大部分。其中，地方品种占比最大，达到71%左右，国外引进资源占12.5%左右，育成品种占8%左右；籼稻大约占63%，粳稻大约占37%。

这7.2万份的种质资源全部完成了形态性状和生物学特性的鉴定，38%左右的资源完成了抗盐、抗冷、抗旱等抗逆性鉴定，85%左右的资源完成了稻瘟病、白叶枯病、稻飞虱等抗病虫鉴定，45%左右的资源完成了主要品质性状的测定，也开展了针对以上性状的数量性状位点和基因研究。

虽然开展了比较广泛的资源评价和遗传研究，但是这些保存的种质资源几乎95%以上从未在育种中被利用。很多种质资源常常存在不利基因的连锁，采用常规方法很难打破这种连锁，这就增加了种质资源利用的难度。要利用种质资源中的有利基因，现在更提倡借助分子标记实现其重组和向优良品种背景的转育。

（二）黑龙江省水稻种质资源情况

黑龙江省因为极端的气候条件，而被学术界定义为寒地稻作区。生长季节短，热量条件差，从南到北相差10 个纬度，大于10℃的活动积温从2900℃左右迅速降低至1900℃左右，只能种植早熟粳稻。此外，由于黑龙江省远离亚洲栽培稻的起源中心，而且现代稻作历史仅有100 余年，因此可供育种利用的种质资源来源范围非常有限，主要是：第一，日本和朝鲜半岛；第二，吉林和辽宁；第三，极少数量的地方品种；第四，其他粳稻种植省份或国家。

黑龙江省育成的品种和创制的种质资源数量相对于国内其他省份来说非常少。例如，在国家种质资源库长期库中保存的7.2 万份资源中，来自于黑龙江省的种质资源仅有几百份。

（三）黑龙江省水稻品种选育与应用情况

截至2020年，黑龙江省共审定568个水稻品种（含认定）。其中20 世纪60 年代育成9 个，70年代育成6个，80年代育成23个，90年代育成49个，21世纪前10年育成110个，21世纪第二个10年育成371个。其中，两个品种在中国推广面积最大的常规稻中，排名第二位和第四位；9 个品种被农业农村部认定为超级稻品种。

2020年，全省水稻种植面积为5951万亩，应用了443 个水稻品种。其中11 个品种推广面积在100 万亩以上，15 个品种推广面积在50 万亩以上，70个品种推广面积在10万亩以上。

二、黑龙江省水稻育种的瓶颈

广袤的黑土地、雨热同季的光温水资源、高水平的农业机械化、强劲的科技支撑、快速进步的生产技术，这些优势成就了黑龙江省优质粳稻生产第一大省的地位。但是，在水稻育种研发层面还存在着亟须解决的瓶颈问题，主要表现在以下几个方面：

（一）遗传基础狭窄

黑龙江省因为特殊的地理位置和品种特性，可供育种利用的亲本和优异种质数量少，地理来源和亲缘关系相近，难于创造和利用强杂种优势，因此造成后代性状变异幅度小、品种遗传基础狭窄，制约了品种生产潜力的大幅度提升和突破性大品种的选育，并对黑龙江省水稻的安全生产带来潜在的威胁。例如，在品种抗性遗传基础上导致稻瘟病和冷害的大面积发生。

（二）种质资源评价和创新进展缓慢，方法单一

很长时间以来，黑龙江省水稻种质资源的评价和利用主要依靠各家育种单位完成，研究力量不集中，重复工作严重。资源引进、创制的受重视程度高，但实际效果与预期仍有差距。资源研究和评价主要利用人工方式完成，多局限于形态特征及农艺性状的鉴定与描述，对育种指导作用有限。

黑龙江省水稻品种选育和种质创新的方法单一。在截至2020 年审定（认定）的568 个水稻品种中，仅有2个品种采用外源总DNA转导技术育成。其余566 个品种中，541 个由杂交育种育成，25个由选择育种育成。评价和创新的不足，限制了资源利用水平和效率的进一步提高。

（三）种业领域与现代农业要求不完全适应

创新能力方面，育种材料深度评价不足，育种力量分散，复合型人才缺乏，技术、人才和资源主要集中在大专院校和科研院所，向企业流动不畅。种业企业方面，商业化育种体系尚未完全建立，种企数量多，但大多数规模小、研发能力弱、竞争能力不强。种子生产能力方面，良种繁育基地建设滞后，繁育基础设施薄弱，抗自然灾害风险能力不高。

（四）知识产权保护仍需加强

知识产权是种业发展的生命线。种业知识产权中最常见的是植物新品种权。2019 年，农业农村部受理农业植物新品种权申请首次突破5000件，相当于最初十年的申请总和，年度申请量连续3 年位居世界第一。但是无法确定的是到底有多少品种被侵权。水稻作为自交作物，很容易发生资源材料的丢失和侵权现象。我国现行法律侧重品种保护，但是对种质资源保护不够，也对原始育种创新保护不足。

三、黑龙江省水稻种业发展亟待解决的问题

由于边疆省份的实际情况，黑龙江省从事水稻科研的各家单位对高素质人才的吸引力偏低，与国内领先学术机构之间业务交流和联系仍然不够密切，在平台建设、人才培养、资源利用与分子育种领域存在巨大的合作和提升空间。

（一）建设高水平创新团队

重视农业高校在种业人才培养上的基础作用，发挥科研单位和农企在种业人才培养上的提升作用。创新人才、智力和技术在高校、科研单位和企业间的共享与流动机制。以我省在寒地粳稻研究领域的优秀科研平台为基础，积极申报各级重点实验室，尤其是国家级重点实验室。以重点实验室建设为依托，以稳定的经费支持为保障，以高端人才聚集与培养为目标，形成衔接有序、配置合理的创新团队，为水稻产业的可持续发展提供智力储备和人才支撑，全面促进黑龙江省水稻科研创新能力建设。

（二）建设种质资源创新合作平台

全面掌握现有资源信息是资源创新和品种选育的基础，因此亟待建设省级种质资源创新合作平台，为资源合理利用、我省独特资源的知识产权保护、重要基因挖掘提供研发平台，并阐明其育种价值。平台开展的主要工作包括：有针对性地引进种质资源；利用表型组学技术开展资源性状评价；利用多组学技术探明性状遗传基础，发掘优异基因源；通过轮回选择、群体改良、辅助选择、基因编辑等技术加强资源的创新与利用，以便更有效地服务育种实践。

平台的建设，应涵盖高校、科研单位和种子企业等不同单位，以充分发挥各单位的定位、职能和优势。建议确保平台的公益属性，突出人才培养和社会服务的双重功能，兼顾基础研究和应用研究两个重点，使平台的社会效益和经济效益最大化。

（三）提升分子育种技术应用的广度和深度

建立分子育种公共技术平台，面向社会提供全面的技术服务。针对重要性状，挖掘定位相关基因位点及有利等位基因，开发功能标记，实现高通量辅助选择；对有重大应用前景的优异基因进行精细定位、克隆及转基因研发；加速基因编辑手段在寒地粳稻种质创制和新品种选育中的应用；建立规模化高效单倍体育种技术体系。

（四）提高单产，改善品质，选育突破性品种

加强育种理论与技术研究，提升育种能力，探索进一步提高水稻生产潜力和改善品质的可行途径。针对我省不同生态区的需求，加强育种材料的创新，培育产量潜力高、适应性广的超级稻品种；加强品质育种研究，培育适于高端消费市场需求的优质品种；适度培育适于轻简栽培的品种；加快选育满足生产需求的突破性品种，促进水稻产业的健康快速发展。