【2020年度国家科学技术进步奖一等奖】转型蝶变，水稻种质“新世代”

本刊记者/ 俞灵琦

“水稻遗传资源的创制保护和研究利用”所获得的成功，促进了行业结构调整与行业技术进步，为我国农业绿色发展作出了重要贡献。

民以食为天，水稻是我们餐桌上的“常驻嘉宾”之一。

眼下，水稻迎来了新成员— —节水抗旱稻。这是一种既具有水稻高产优质特性，又具有旱稻节水抗旱特性的新的水稻品种。

它是在水稻科技进步的基础上，引进旱稻节水抗旱特性而育成的新品种。在灌溉条件下，其产量、米质与水稻基本持平，但可大幅节水；在望天田，具有较好的抵抗干旱的能力（或基本具有旱稻品种的抗旱能力）。在栽培上，简单易行，投入低，节能环保。

这种创新水稻品种的面世，无疑为我国农业发展带了“福音”。而这只是2020年度国家科技进步奖一等奖项目— —“水稻遗传资源的创制保护和研究利用”的成果之一。接下来，让我们一同揭秘水稻种质是如何“蜕变”的。

打破水稻育种壁垒，“资源节约、环境友好”

至20世纪中后期，我国水稻育种一直没有大的进展，一是水稻种质资源利用效率低，品种遗传基础狭窄；二是品种存在高产与优质、高产与抗病、高产优质与抗逆性等优良性状难以兼顾的矛盾；三是水稻生产耗水量大，化肥农药施用量增加。

针对这些问题，“水稻遗传资源的创制保护和研究利用”项目组织成立了中国栽培稻分子育种协作组，在国家“863”“948”等重大、重点项目的资助下，历时20余年，系统地进行水稻遗传资源的收集保存、研究评价和创新利用，在种质资源保护和利用平台的构建、重要种质的创制与共享利用、重要性状的基因发掘与遗传剖析以及适应不同生态条件的水稻新品种的培育上取得重要进展。

作为项目的第一完成人，上海市农业生物基因中心研究员罗利军表示，这个项目的总体思路是，首先在全球范围内搜集评价优良的种质资源，同时搭建一个高质量的资源平台。基于此，一方面搜集优异资源促进共享利用，另一方面，项目团队加快自身的资源创新，深入研究和培育新品种。

此项目包含三项重大突破，分别为：构建了水稻种质资源保护与利用平台,解决了我国水稻育种和基础理论研究中遗传资源缺乏问题；创建了基于群体测、回交与多亲本导入系的有利基因挖掘技术, 定位和克隆一批重要性状基因，丰富了水稻遗传育种的理论和方法；建立了基于扩大遗传基础的种质创新和品种选育技术,解决了水稻育种中优质与高产、高产优质与节水抗旱等优良性状难以兼顾的难题。

其中，节水抗旱稻便是种质创新和品种选育技术创新的成果之一。

“我们上海的团队通过聚合旱稻品种的抗旱性与水稻品种的高产优质特性，育成新的水稻品种，既能在旱田里种，也能在水田里种。在生产过程能大幅节水，因为用水减少，水稻种植造成的污染也就相应减少，甲烷等温室气体排放也大幅减少，这对于资源节约、环境友好大有好处。”罗利军说。

罗利军率领他的团队，先后育成常规节水抗旱稻WDR48、沪旱61和首个BT型节水抗旱不育系沪旱2A及其杂交组合旱优8号。

据数据统计，节水抗旱稻在不降低产量和米质的前提下，其生产过程可少灌水53.3%，少施化肥47.7%，而且大幅度减少农业面源污染，其中，总氮和总磷的排放分别减少69.0%和36.6%，农药减少80%以上，大幅度减少碳排放，实现了“资源节约、环境友好、农田增值、农民增收”的绿色农业生产目标。

罗利军团队通过探索节水抗旱稻的遗传与分子机制，同时利用抗旱资源与优良水稻资源，育成以节水抗旱稻为代表的“少打农药、少施肥、节水抗旱、质优高产”的绿色超级水稻，在我国、亚洲、非洲及其他适宜地区推广种植。

跨区合作，推动水稻产业转型升级

在2020年国家科学技术奖27个通用项目中，有跨省合作单位的获奖项目有25个，合作单位来自全国26个省级区域，呈现出“跨区域科技合作紧密”的特点，“水稻遗传资源的创制保护和研究利用”项目正好契合了这一点。

该项目是由上海市农业生物基因中心主持，联合中国水稻研究所，中国农业科学院作物科学研究所，黑龙江省农业科学院绥化分院，吉林省农业科学院，云南省农业科学院粮食作物研究所，安徽省农业科学院水稻研究所，浙江勿忘农种业股份有限公司，上海天谷生物科技股份有限公司和云南金瑞种业有限公司等单位共同完成。

对于本次合作，罗利军谈道：“这次项目是一个大团队，因此首先要明确‘我们要干什么’，对于我国水稻面临的一些痛点问题，需要由大团队共同解决。另外，要形成大团队，需要有项目的支持。在项目研发过程中，我非常感谢方方面面的支持，包含国家给予项目的支持，上海市财政、上海市科委和上海市农业农村委的支持。上海是一个适合创新的地方，在这里，我感受到对于创新的包容。”

在创新的道路上，罗利军先后主持国家科技攻关专题，国家“863”“973”，国家自然科学基金重点和上海市重大重点项目。同时他主持完成的“水稻抗旱基因资源挖掘与节水抗旱稻创制”获2013年度国家技术发明奖二等奖。

由于得到各方关注和扶持，作为公益性研究项目，“水稻遗传资源的创制保护和研究利用”项目产生了显著的成效和社会效益。

该项目在全国范围内分发利用优异资源，育成的新品种在国内累计推广达11.9亿亩，获经济效益1680.6亿元，在国外累计推广4423.4万亩。

从社会效益来看，该项目一方面显著丰富了我国水稻遗传资源，使我国稻种资源的保有量居世界首位；另一方面，丰富了水稻遗传育种学的理论，促进了作物科学技术的进步，并为提高和稳定我国水稻产量、提升稻米品质做出了重要贡献。

从对全球形成的影响来看，针对亚非国家生态条件选育了32个新品种，该项目在生产上推广，产生了重要的国际影响，有助于国家“一带一路”倡议的实施。

眼下，“资源节约、环境友好”是大势所趋。中国在2020年正式提出，力争于2030年前二氧化碳排放达到峰值、2060年前实现碳中和的目标。“水稻遗传资源的创制保护和研究利用”所获得的成功，促进了行业结构调整与行业技术进步，为我国农业绿色发展作出了重要贡献，助力中国朝向实现“碳达峰、碳中和”的目标迈出坚实有力的一步。