超級雜交水稻

禾本科稻屬植物

超級雜交水稻是農業部超級雜交水稻培育計劃的成果,該計劃於1996提出,“雜交水稻之父”袁隆平主持培育計劃。

2000年,超級雜交水稻品種達到了第一階段單次水稻產量標準即每公頃產量超過了10.5噸;2004年超級雜交水稻達到第二期產量指標;2012年9月24日,湖南省農業廳組織的專家驗收組宣布超級雜交稻第三期大面積畝產900公斤攻關的圓滿實現。

物種簡介


超級雜交水稻
超級雜交水稻
水稻超高產育種,是近20多年來不少國家和研究單位的重點項目。日本率先於1981年開展了水稻超高產育種,計劃在15年內把水稻的產量提高50%。國際水稻研究所1989年啟動了“超級稻”育種計劃,要求2000年育成產量比當時最高品種高20%-25%的超級稻。但他們的計劃至今未實現。
袁隆平1971年2月調到湖南省農業科學院專門從事雜交水稻研究工作。為加強和協調雜交水稻的科學研究,1984年6月成立了全國性的雜交水稻專門研究機構--湖南雜交水稻研究中心,后又成立國家雜交水稻工程技術研究中心,均由袁隆平任中心主任至今。1995年他當選為中國工程院院士。被稱為雜交水稻之父。
1960年袁隆平從一些學報上獲悉雜交高粱、雜交玉米、無籽西瓜等,都已廣泛應用於國內外生產中。這使袁隆平認識到:遺傳學家孟德爾摩爾根及其追隨者們提出的基因分離、自由組合和連鎖互換等規律對作物育種有著非常重要的意義。於是,袁隆平跳出了無性雜交學說圈,開始進行水稻的有性雜交試驗。
1960年7月,他在早稻常規品種試驗田裡,發現了一株與眾不同的水稻植株。
從1964年發現“天然雄性不育株”算起,袁隆平和助手們整整花了6年時間,先後用1000多個品種,做了3000多個雜交組合,仍然沒有培育出不育株率和不育度都達到100%的不育系來。袁隆平總結了6年來的經驗教訓,並根據自己觀察到的不育現象,認識到必須跳出栽培稻的小圈子,重新選用親本材料,提出利用“遠緣的野生稻與栽培稻雜交”的新設想。在這一思想指導下,袁隆平帶領助手李必湖於1970年11月23日在海南島的普通野生稻群落中,發現一株雄花敗育株,並用廣場矮、京引66等品種測交,發現其對野敗不育株有保持能力,這就為培育水稻不育系和隨後的“三系”配套打開了突破口,給雜交稻研究帶來了新的轉機。是將“野敗”這一珍貴材料封閉起來,自己關起門來研究,還是發動更多的科技人員協作攻關呢?在這個重大的原則問題上,袁隆平毫不含糊、毫無保留地及時向全國育種專家和技術人員通報了他們的最新發現,並慷慨地把歷盡艱辛才發現的“野敗”奉獻出來,分送給有關單位進行研究,協作攻克“三系”配套關。
1973年10月,袁隆平發表了題為《利用野敗選育三系的進展》的論文,正式宣告我國秈型雜交水稻“三系”配套成功。這是我國水稻育種的一個重大突破。緊接著,他和同事們又相繼攻克了雜種“優勢關”和“制種關”,為水稻雜種優勢利用鋪平了道路。其實,袁隆平早有此慮。早在1986年,就在其論文《雜交水稻的育種戰略》中提出將雜交稻的育種從選育方法上分為三系法、兩系法和一系法三個發展階段,即育種程序朝著由繁至簡且效率越來越高的方向發展;從雜種優勢水平的利用上分為品種間、亞種間和遠緣雜種優勢的利用三個發展階段,即優勢利用朝著越來越強的方向發展。根據這一設想,雜交水稻每進入一個新階段都是一次新突破,都將把水稻產量推向一個更高的水平。1995年8月,袁隆平鄭重宣布:我國曆經9年的兩系法雜交水稻研究已取得突破性進展,可以在生產上大面積推廣。正如袁隆平在育種戰略上所設想的,兩系法雜交水稻確實表現出更好的增產效果,普遍比同期的三系雜交稻每公頃增產750-1500公斤,且米質有了較大的提高。至今,在生產示範中,全國已累計種植兩系雜交水稻1800餘萬畝。目前,國家“863”計劃已將培矮系列組合作為兩系法雜交水稻先鋒組合,加大力度在全國推廣。
1996年,農業部立項中國超級稻育種計劃,其中一季雜交稻的產量指標為,第一期(1996-2000年)畝產700公斤,第二期(2001-2005年)畝產800公斤。
1998年8月,袁隆平又向新的制高點發起衝擊。他向朱總理提出選育超級雜交水稻的研究課題。朱總理聞訊后非常高興,當即劃撥1000萬元予以支持。袁隆平為此深受鼓舞。在海南三亞農場基地,袁隆平率領著一支由全國十多個省、區成員單位參加的協作攻關大軍,日夜奮戰,攻克了兩系法雜交水稻難關。經過近一年的艱苦努力,超級雜交稻在小面積試種獲得成功,畝產達到800公斤,並在西南農業大學等地引種成功。目前,超級雜交稻正走向大面積試種推廣中。
2020年3月,中國水稻研究所錢前院士團隊聯合中國農業科學院深圳農業基因組研究所共同研究克隆了一個水稻粒寬粒重基因並開展了功能分析,為闡明水稻粒形的遺傳調控機制和高產分子育種奠定了基礎。該研究成果在線發表在《新植物學家》上。

栽培技術


第一階段

超級雜交水稻
超級雜交水稻
為了滿足21世紀所有中國人的糧食需求,農業部於1996年提出超級雜交水稻培育計劃。其中一季雜交稻的產量指標是:第一期(1996—2000年)700公斤/畝;第二期(2001—2005年)800公斤/畝。
2000年,我國培育的超級雜交水稻品種達到了第一階段單次水稻產量標準,即每公頃產量超過了10.5噸,一些品種已用於商業生產。

第二階段

被稱為“雜交水稻之父”的中國工程院院士袁隆平介紹,2005年5月,他和同事們的努力集中在培育第二階段的超級雜交水稻,並取得了良好的進展,其中最近開發出來的一些雜交水稻品種有每公頃13噸的潛力,最好的一個雜交水稻品種已連續兩年都達到了每公頃12噸的水平。
科研人員已經取得了三個鼓舞人心的結果,即使用野生水稻中的優良基因、利用穀倉草中的DNA創造一個新的水稻來源、克隆玉米里相關基因並成功置入水稻里。正是基於這些技術進展,袁隆平等專家提出了第三階段的超級雜交水稻計劃的產量目標。

第三階段

2005年5月,在江西南昌召開的雜交水稻產業化國際學術研討會上,國家雜交水稻工程研究中心主任袁隆平稱,根據目前的技術發展進度,由他主持的我國超級雜交水稻培育計劃已提出了第三階段的超級雜交水稻計劃目標,將在2010年之前實現每公頃13.5噸的產量目標。
國家雜交水稻工程技術中心於2006年開始組建攻關研發團隊,按照“良種、良法、良態”配套的原則,選育出了一批單產具900公斤潛力的超級雜交稻新組合。
從2010年開始,袁隆平院士領銜的專家團隊聯合長江大學、湖南省水稻所等單位,在湖南瀏陽、醴陵、隆回等地廣泛開展雜交水稻畝產900公斤攻關試驗田。
2011年,中心組織在湖南省5個縣實施攻關,5個百畝攻關片均獲高產,其中隆回縣羊古坳鄉雷鋒村百畝片平均畝產達926.6公斤。
2012年9月18日,由袁隆平研製的“Y兩優2號”百畝超級雜交稻試驗田正式進行收割、驗收。農業部委派的專家組成員到場進行現場監督驗收,並進行產量測定。專家組按照嚴格的測產驗收規程,測得隆回縣羊古坳鄉雷峰村百畝片畝產達到926.6公斤。
2012年9月20日,漵浦縣橫板橋鄉興隆村的百畝片,種植品種組合Y2優8188,再度實現平均畝產超900公斤。專家組隨機抽取了3塊攻關田驗收,經烘乾去雜后,加權平均百畝片平均畝產917.72公斤。
2012年9月24日,國家雜交水稻工程技術中心表示,由袁隆平院士領銜的“超級雜交稻第三期畝產900公斤攻關”日前通過現場測產驗收,以百畝片加權平均畝產917.72公斤的成績突破攻關目標。袁隆平表示,連續兩年百畝片平均畝產突破900公斤,標誌著我國已成功實現該攻關目標。

第四階段

2012年5月19日,“雜交水稻之父”袁隆平在湖南湘潭舉行的中非商務合作論壇上提議,研發第四階段超級稻,希望國家農業部開啟該計劃,“已經撰寫並向國家遞交了方案,目標為每公頃產量15噸。”
2014年3月22日,袁隆平在“中國發展高層論壇2014”表示,第四階段的超級稻的育種計劃已經開始了,我們的單產目標是15噸。
2016年11月19日中午,在廣東省梅州興寧市龍田鎮環陂村,“華南雙季超級稻年畝產3000斤全程機械化綠色高效模式攻關”項目測產驗收組測產後宣布:該項目年畝產量達到1537.78公斤,項目實驗獲得成功,並創造了水稻畝產量新的世界紀錄。這次驗收的項目是袁隆平科研團隊培育的超級稻在全國38個百畝示範片中唯一一個雙季稻科研攻關項目。
2021年5月9日,在位於三亞水稻國家公園示範點,“超優千號”超級雜交水稻開始測產。專家組選取了3個地塊,同時進行收割、打穀,匯總後按照高產創建產量公式計算,最終測產結果為平均畝產1004.83公斤。
2021年8月,全國農業技術推廣服務中心組織開展了2021年超級稻品種確認工作。根據《超級稻品種確認辦法》,經各地推薦和專家評審,農業農村部確認鹽粳15號、南粳3908、南粳5718、Y兩優305、荃優212等5個品種為2021年超級稻品種。
培育方法
育種方法是利用雜種優勢,選擇優良親本,用三系法(不育系,自交系,恢復系)或者後來衍生出的兩系法和一系法得到雜種一代,由於雜種優勢,這一代可能比上代的產量,品質都更好。當然,此培育過程,要對親本以及後代都要經過嚴格的篩選。

形態特徵


品種優勢

品種組合Y2優8188屬兩系廣適型優質超高產新組合,系國家雜交水稻工程技術研究中心和湖南奧譜隆種業科技有限公司聯合攻關,採取兩用光溫敏核不育系Y58S為母本,與含秈粳交和秈爪交複合血緣的重穗密粒型強優勢恢復系奧R8188配育成,品種具“中大穗、粒多、粒重”三重優勢。

技術優勢

超級雜交水稻通過形態改良和利用亞種間雜種優勢相結合的技術路線來提高產量,稻不會改變水稻的原有結構;不會引起水稻的病變。在1997年袁隆平提出雜種優勢利用與形態改良相結合的培育超級雜交稻技術路線:"所謂形態改良,就是要一個像一個人一樣好的體型;所謂雜種優勢,就是不能虛胖,要體力充沛。
品種系列
2021年4月,雲南省紅河州蒙自市草壩鎮袁隆平超級雜交水稻“超優千號”育秧完畢,如期進行移栽插秧工作。此次插秧將3月20日育下的2000盤秧苗全部移栽至水田,計劃種植101畝,預計畝產量1200公斤,將向水稻畝產世界紀錄發起衝擊。

爭議事件


2013年,中國實際水稻平均畝產量僅為447.8公斤,與1000公斤的試驗水平相去甚遠。在安徽,隆平高科的超級稻出現大面積絕收。
超級稻“Y兩優900”經專家組驗收,平均畝產1026.7公斤,創造了最新的水稻畝產世界紀錄。這天是2014年10月10日。當時84歲的袁隆平站在湖南省紅星村超級稻基地的稻田裡宣布:“這標誌著我國雜交水稻技術研究遙遙領先世界。”
安徽省種子管理總站的調查結果顯示,2014年10月,安徽蚌埠、安慶、合肥、滁州、馬鞍山、淮南等六市種植的“兩優0293”發生大面積減產、絕收,受災面積超過萬畝。
受災農民質疑種子生產企業袁隆平農業高科技股份有限公司(以下簡稱隆平高科)涉嫌虛假宣傳、隱瞞品種缺陷。此後半年內,安徽省農業委員會下屬的種子管理總站多次向國家農業部上書,要求重新審定超級稻“兩優0293”的種植區域,希望“不再包含我省”。
各方反應
農業部表示引發社會關注的稻種“兩優0293”沒有參加過農業部組織的超級稻品種認定,不是超級稻品種。
2015年4月10日,袁隆平在接受湖南日報採訪時表示:不能以個別品種出了點問題,就全盤否定超級稻。超級稻是有標準的,國家對產量、米質和抗性都有規定。超級稻對國家糧食安全作出了重大貢獻。
湖南雜交水稻研究中心研究員、曾參與袁隆平超級稻百畝片目標攻關團隊的核心專家鄧啟雲在接受科技日報記者採訪時表示,安徽萬畝超級稻減產絕收的主角“兩優0293”,並不屬於廣適型超級稻,而是耐肥型超級稻。
超級雜交水稻
超級雜交水稻