水稻育种研究进展

王晶

（乐东黎族自治县农业技术推广服务中心，海南 乐东 572500）

水稻是我国最受广大人民群众喜欢的粮食作物，同时它的总产量、总的种植面积以及单位面积的产量也是全国所有农作物中排名最高的谷类作物，在中国粮食生产和中国农业的发展历史中一直占据着很重要的战略地位。因为，水稻的产量大大提高可以有效地解决全国人民的粮食产能问题。随着当前社会的不断发展以及技术的不断进步，水稻的育种技术也在不断提高，因此水稻的产量也在大幅度增加，使得水稻育种技术成为近代农业科技中最突出的成果。

1 水稻抗病育种的重要性及育种目标

在查阅资料发现，中国近代农业科技的发展分为四个阶段：第一阶段，1898年到1910年，主要是引进西方近代农业科技；第二阶段，1911年到1927年，主要是开展田间育种研究实验，并取得了一定的研究成果；第三阶段，1928年到1936年，中国农业实验所以及其他农业研究机构相继成立，大大加快了中国近代农业科技的发展步伐，逐步缩短了与国外农业研究的差距；第四阶段，1937年到1949年，发生了日本侵华战争以及国民党内战，农业科技在这艰苦的环境下，仍然取得了一定的进步。正是经历了这四个阶段的发展，中国近代农业技术取得了一定的成果，为新中国成立后的农业现代化建设打下了基础。

全世界危害水稻生长的病害大约有300多种，其中部分的病害只分布在局部地区，不会在世界出现大范围的病害传播。国内的水稻病害大约有29种，其中影响最大的是稻瘟病、白叶枯病以及纹枯病这三种。正是因为这些病害的盛行，才严重影响着水稻的年产量。在通常情况下，一般会采用撒农药的方式防治这些病害。但是，采用这种方式会对环境产生不利的影响，不符合绿色环保的理念。因此，需要采取最经济、安全有效的措施来防治这些病害。而培育抗病能力强的水稻是首选的措施，这种措施可以让水稻种植者在种植的过程中减少农药的使用，大大减少生产成本，从经济环保的角度实现水稻的优质、高产。

2 水稻三大病害抗病育种基础理论及遗传规律研究进展

2.1 稻瘟病抗病育种基础理论研究

稻瘟病是由稻瘟病菌引发的，有着很强的异质、变异性的特点。从而使得其生理小种也变得越来越有着多样性和复杂性的特点。根据近几年的研究成果显示，这种病菌在分子上也出现很强的易变特点，使得其基因在频繁地发生突变，有着不断克服抗病基因的可能性。因此，需要不断加大对病菌致病性变异机制的研究，培育出优质的抗病水稻品种。

根据研究发现，主效基因控制着水稻对稻瘟病的抗性，多数抗病基因呈显性，部分呈隐性，这些基因相互独立也或者是存在相互合作的关系。

2.2 稻白叶枯病抗病育种基础理论研究

研究发现白叶枯病，主要是由于黄单胞菌的变种引起的。这种病菌没有异变的特性，水稻对其抗性也比较稳定，但是也存在致病性分化的特点。在我国白叶枯病的致病能力在南方最强，北方最弱。水稻对这种病的抗性容易受到主效基因的控制。研究发现，在水稻不同的生长阶段，水稻对该病的抗性也表现不同。根据研究，其抗性可以分为苗期抗性、成株期抗性和全生育期抗性。

研究发现，水稻对白叶枯病的遗传大多是受到单基因控制。这些抗病基因有的呈现显性、有的呈现隐性，且基因间相互独立。

2.3 稻纹枯病抗病育种基础理论研究

稻纹枯病是全世界水稻培育中都会出现的病害，它是一种真菌性病害，通常存在于土壤中，呈现菌丝或菌核形态。在研究中发现纹枯病菌也有着同稻瘟病一样多变性的特点，主要是由于丝核菌容易出现异核现象。纹枯病菌有着腐生性强、寄主范围较宽的特点，很难有效地建立该病菌的调查方法，从而造成了在许多国家尚未出现抗纹枯病的水稻育种研究。

在现有的研究中可以发现，水稻对该病的抗性是弱专化抗性，其遗传原理比较复杂，水稻对该病的抗性受到主效基因和微效基因共同控制。

3 育种途径及方法

3.1 种质资源

常用的育种方法有常规育种和生物技术育种，通常情况下，水稻育种是将这两种方法相结合，通过多技术结合、多亲本配组等方式，开展分子标记辅助育种、转基因育种，目的是研究出更多的优质、高抗以及超高产品种水稻。

3.2 常规杂交及其派生转育法

在抗病育种中，水稻育种人员使用最多且最有效的方法是杂交育种法，这种方法可以选育出许多高抗品种。

通常在采用杂交育种的方法时，具体需要两个步骤。一是筛选抗源亲本，二是组配杂交、选择。筛选抗原的原理是在系统选育的条件下，筛选出具有高抗性的农作物植株。如果选出的植株在实验研究后发现植株的其他性状都比较良好，则可以将它直接用于生产。

随着杂交技术的发展，根据实际生活中不同的需要，组配杂交在单交的基础上发展了许多的方式，主要包含顶交和双交等方式。通过这种方式的选育，可以将各种抗病基因综合在一体，最终选育出高抗、优质的水稻品种。

双列选择交配体系。步骤如下：先杂交一切可以组合的抗性亲本，再对组合FI群体采取互交，然后按照抗性筛选FI后代，最后将抗性最好的植株采用互交、杂交方式，然后持续下去，一直到抗性增强了为止。

回交法。该方法多用于选育垂直抗性的品种。步骤是：先将待改良品种与高抗品种进行杂交，然后再用待改良品种作为育种的轮回亲本，回交4～5次，最终选育出高抗、优质的品种。

3.3 生物技术方法

3.3.1 水稻分子标记辅助选择

分子标记辅助选择，是当前农业育种研究中应用较多的方法，简而言之就是需要用到分子标记技术，实现对目标性状的选择。分子标记方法的适用比较广，可以在水稻全生育期，甚至是种子期，都可以鉴定出抗病基因。因此，这种方法大大地提高了研究员选择水稻抗病基因的效率和准确性，为水稻抗病育种的研究提供了新的方法，拓宽了研究员的实验方法和途径。

3.3.2 花培技术

采用此技术育种，可以选择抗病单株，也可以利用花粉植株的再杂交、再培养的方式，选育出抗病性强的品种。它是一种可以利用多种抗性基因进行复合杂交的方法，具有选择速度快、效率高的特点，值得广泛推广。

3.3.3 细胞筛选

细胞筛选就是对植株的体细胞或者实行细胞实施专化组织培养，然后从细胞层面上进行筛选。具体步骤是：①配置含有病菌粗毒素提取液的培养基；②选取水稻的茎尖或者是胚，并将其消毒；③采用接种的方式，培养这些消毒后的水稻部分组织，然后再分化再生植株；④鉴定再生出来的植株，择抗病突变体。

3.3.4 胚治疗法

实施步骤：①将需要培养研究的品种与收集到的具有特殊抗病性的野生水稻，进行杂交实验；②取下幼胚，将其放在培养基上进行培养观察，然后从分化后的再生植株中，鉴定选择抗病性好的植株。

4 水稻育种出现的问题

4.1 育成品种遗传基础狭窄，种质资源研究和利用受限

通过采用分子标记的方法，检测我国主要水稻产地籼稻品种间的遗传性特点，结果显示它们之间亲缘关系很近。目前，国内在水稻育种上存在着很严重的问题。问题如下：可以对水稻造成很严重病害的高抗种质很缺乏；不重视农家种或者是野生种基础性研究，整体上比较落后；另外，中国的野生稻种质资源丧失比较严重。

4.2 企业参与育种创新积极性不高

在调查研究后发现，我国大部分的水稻品种权申请都是农业科研单位申请的，企业在水稻育种领域申请量比较少，尤其是最近几年企业申请量呈现大幅度减少的趋势，跟跨国公司相比，企业在育种领域的申请量严重不足。当前，企业应该积极主动地在育种创新领域做出自己的贡献，因此需要设立制度，推进企业在育种领域的创新研究。

5 应采取的对策与措施

5.1 加强制度创新，适当限制派生品种

当前的首要任务就是建立新的品种保护制度，来加强对育种创新保护。首先是考虑为衍生品种建立一个保护期；其次，在修订DUS测试指南时，需要根据不同作物的不同性状制定出规则；最后，需要考虑衍生品种对原始品种的利益分配。因此，国内需要尽快地修订新品种保护条例，有效解决衍生品种带来的部分问题。

5.2 加强投入，推动种子企业发展

在育种领域的创新是一项长期而又费力的工作，需要充分发挥新品种保护制度的作用。为了促进企业逐渐成为育种领域创新的开拓者、引导者，一是政府要加强资金投入，起到带头作用，鼓励企业加大对育种创新的资金投入；二是设立制度，保障育种创新环境公平有序，调动企业参与育种创新的积极性；三是加强推广大学或者科研机构培育出的优质、高抗品种，积极扩大产学研用的力度。

6 结论

在我国，水稻的种植区域比较广阔，稻区的自然环境也复杂多样，温度、光照、水分等条件也有着很大的差异。同时，跟其他农作物相比，孕育的新的水稻品种适合种植的区域亦是不大。目前的水稻种植区域分布较广，但是适应性较小，尤其是新的育种，在适应性上很难超越亲本植株。因此，需要划分区域，实施分别育种的举措，然后再根据各地自然条件分别开始试验。