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邓启云:我们用7年解锁了杂交稻育种新路线

  • 分类:行业动态
  • 作者:俞慧友
  • 来源:科技日报
  • 发布时间:2021-06-10 17:58
  • 访问量:

【概要描述】“从第一期超级稻攻关成功,到第二期超级稻攻关成功,时间间隔4年。第三期超级稻攻关成功,到第四期超级稻攻关成功,相隔3年。但从第二期超级稻攻关成功,到第三期超级稻攻关成功,花了7年时间。你知道为什么吗?”

邓启云:我们用7年解锁了杂交稻育种新路线

【概要描述】“从第一期超级稻攻关成功,到第二期超级稻攻关成功,时间间隔4年。第三期超级稻攻关成功,到第四期超级稻攻关成功,相隔3年。但从第二期超级稻攻关成功,到第三期超级稻攻关成功,花了7年时间。你知道为什么吗?”

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  • 来源:科技日报
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受访者供图

亲历者说

“从第一期超级稻攻关成功,到第二期超级稻攻关成功,时间间隔4年。第三期超级稻攻关成功,到第四期超级稻攻关成功,相隔3年。但从第二期超级稻攻关成功,到第三期超级稻攻关成功,花了7年时间。你知道为什么吗?”6月8日,长沙,杂交水稻国家重点实验室主任邓启云在他的办公室里,向科技日报记者问了这样一个听起来有点绕口的问题。

邓启云所说的是1996年我国启动的“中国超级稻育种项目”。根据这一项目计划,要在既定时间内,完成相应的超级杂交水稻品种百亩连片攻关的平均亩产攻关目标。

项目总共实施了4期。在2000年、2004年、2011年和2014年,中国工程院院士袁隆平团队成功实现了百亩连片亩产突破700公斤、800公斤、900公斤和1000公斤的目标,一度成为业界的传奇。

“从亩产700公斤跨越到亩产800公斤,我们过了一个坎儿。从亩产800公斤到亩产900公斤,听起来只是100公斤的差别。但再提升100公斤亩产量,绝不是轻松的事情。”邓启云说。

他告诉记者,第一期和第二期超级稻代表性品种,都源自同一个父本,是“同父异母”的兄弟。“但从800公斤跨越到900公斤,我们有几个新挑战,一是要实现父本种质资源的创新突破。二是亟须寻找摸索出新技术路线。幸运的是,我们最终找到了一种‘动态理想株型+全株理想株型+亚种间杂种优势利用’的新技术路线。路线摸清楚了,后续攻关就提速了。”邓启云说。

在邓启云攻读袁隆平院士博士研究生期间,袁隆平院士交给了他一项任务:理想株型光合优势及形态性状遗传规律研究。即探索通过理想株型育种提高水稻品种产量潜力的理论和技术路径。

在前期研究中,邓启云发现,形态改良的确在提高水稻群体光能利用率方面有巨大的潜力。曾经,袁隆平院士研究出了一种经典的超级稻冠层理想株型模型。但要在800公斤的超高产基础之上进一步提高产量,他发现不仅要充分利用这一优良模型,还要尝试把冠层理想株型改为全株理想株型。换言之,水稻植株全株,从上至下的叶片形态都要优良。同步进行的,还有亟须改变水稻植株在全生育过程中,从早期到中期、晚期的动态理想株型。

带着这样的目标,邓启云和他的学生一道,做了大量实验和研究,其中就包括对水稻全生育期株型特点进行测定、数字化模拟等。

田间地头,他们一株一株、一片叶子一片叶子地测算,从水稻的“幼年”,每天在田里跟踪,直到它们“成年”。所做的工作,辛苦不说,还极为枯燥。翻来覆去,就像大浪淘沙般,以大量筛选,来“淘”出前期和中期理想的水稻株型。

“光‘动态理想株型+全株理想株型’的数据,我们就有整整超过7G的硬盘存储量。欣慰的是,我们成功了。”邓启云回忆。

2008年,通过邓启云等人创制的新父本所选育的Y两优2号新品种育成。3年后的2011年,基于这一高产新品种,中国超级杂交稻育种项目第三期攻关目标成功实现。

技术路线清晰了,超级稻育种速度就加快了。2014年,在邓启云研究员指导下,袁创团队育成第四期超级稻先锋品种Y两优900,经农业部测产验收,百亩片平均亩产达1026.7公斤,在全世界率先突破亩产1000公斤大关,被两院院士评为2014年度中国十大科技进展,被国际权威学术期刊《NATURE》评价为40年来水稻精细杂交育种的巅峰之作。

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