国内外水稻育种的概况及发展趋势

1、国内外水稻育种的概况及发展趋势姓 名： 姚喜晶年 级： 2008级专 业： 农 学 学 号：2084120013国内外水稻育种的概况及发展趋势【摘要】种子是生命之源，是人类生存的物质基础，是世界第三次农业革命成功的内在动力，种子不仅解决了人类所需求的食物问题，而且有力地推动了社会进步与科技发展。所以国内外都很注重育种工作的发展。【关键字】水稻 育种 发展 趋势1、 国外水稻育种研究现状进入新世纪， 由于跨国垄断资本的输出和生物工程技术应用与市场经济的飞速发展，育种业全球化的步伐不断加快，发达国家育种业面临全球化、产业化、高技术化。转基因技术(基因工程)在育种上的应用目前世界上基本由美国主宰，特别是转基因玉米和大豆育种最引人注目，美国在玉米育种上， 已经打破了传统的育种方法，基本上实现了高品质、特用专用、高产量、多用途的转基因育种，实现了目标育种和定向育种。国外水稻超新育种， 日本的“7、5、3”计划， 即超高产育种计划。1981年，日本组织其主要水稻研究单位进行所谓的逆753计划，旨在通过税粳稻杂文选育产量潜力高的新品种，再辅之以相应栽培技术，使中低产地区实现 7.59.8 t/hm2

2、（糙米），高产地区实现10 t/hm2以上，15 a实现单产增加 50的超高产目标。从 19811988年的 8 a中，整个计划共育成 5个品种，即中国91号、北陆125号、中国96号、北陆129号和北陆130号，其小面积产量记录已接近10 t/hm2；但这些品种大多在抗寒性、品质和结实率方面存在问题，而未大面积推广。 进入20世纪80年代后期，国际水稻所的育种、生理、栽培等学科的科学家合作研究联合攻关，根据水稻形态、生理、物质生产等与产量的关系的研究结果，提出了培育“超级稻”后又称新株型的超高产育种计划，经过努力主攻目标是这种新株型分蘖少(一般一株46个)，适宜直播可以移栽，具备发达的根系，能更有效地从土壤中吸收养分，株高90-100cm，生育期100130天，茎秆坚硬，叶片挺而厚，叶色深绿，每株200-250粒，加工品质好，抗多种病虫。在1994年虽然完成了一批新株型，但这些新品系、新株型仍然没有完全稳定，虽然穗系很大，但普遍存在结实率低，籽粒不饱满，抗性弱等缺陷，离投产尚有一定的距离，离计划目标的差距还很大，TRRL 的育种家们正在继续努力改变其缺点，希望在2005年培育成亩产达

3、到(800一lO00kg667m ) 1315 吨公顷的超级稻新品种， 以满足国际水稻生产的用种需求。目前世界上美国、日本等国家在水稻育种方面处于领先地位，而我国在杂交水稻育种方面处于当今领先地位。2、 我国水稻育种研究现状 在我国水稻育种发展史上，单产曾出现过两次重大突破。第1次是始于50年代末60年代初期的矮化育种，其主要成就是降低了株高，提高了品种的耐肥抗倒性和收获指数，国际上称为第1次绿色革命（还包括小麦的矮化育种），这次绿色革命使世界粮食产量翻了一番多。第2次是出现在70年代初的杂种优势利用、据FAO资料，1990年世界上杂交水稻种植面积占整个水稻面积的10，但其稻谷产量占稻谷总产量的20。两次水稻育种的重大突破，促使我国水稻平均单产在60年代中期和80年代中期先后跃上3.0和4.5t/hm2两个台阶，然后随着配套技术进步又提高到 6.0 t/hm2的水平。 根据美国国际粮食方针研究所（IFPRI）的Mark WRosegrant等人的报告，到2020年，全球对稻米、小麦和玉米的需求将增加 40，也就是必须维持1.3的年增长率。可是美国的水稻最高产量已维持 30a不变。80年

4、代中期以来，我国水稻产量也处于徘徊不前的局面。为了满足人口增长的需要，使水稻产量跃上一个新台阶，人们寄希望于水稻超高产育种。80年代初以来，国内外一些研究单位进行了一些开拓性的研究工作，并取得了一些进展。 2.1我国超高产育种的研究现状 中国水稻超高产育种研究始于90年代中期。我国农业部立项的中国超级稻计划门9962005年）把增产1530作为超级稻指标，袁隆平提出以每公顷日产稻谷100kg作为超级水稻指标。从实际进展来看，广东农科院育成了胜优1号、胜优2号、胜泰等高产品种。沈阳农业大学育成了新株型种质沈农89366和超高产品系沈农265。国家杂交水稻工程技术研究中心培育的两系组合培两优特青创造了湖南水稻生产上的5个第一，即1992年创湖南省中稻区试单产 9.48 t/hm2的最高记录；1992年在云南永胜县创造了全国中稻单季实收17.11 t/hm2的最高记录；1994年在湖南湘潭泉塘子乡单产11.63 t/hm2，创长江流域双季晚稻最高记录；1994年在湖南黔阳县单产12.97 t/hm2，创湖南省一季中稻最高产量记录；1995年在湖南省汉寿县单产 15.12 t/hm2，创湖南省

5、单季加再生稻最高记录。中国水稻所、四川农业大学通过三系法利用籼粳亚种间杂种优势，选育了一批大穗大粒型超高产新组合。最近，江苏省农科院与国家杂交水稻工程技术研究中心协作育成的培矮64SXE32、两优培九表现突出；其中培矮64SXE32 1997年在江苏共试种0.24 hm2，平均实收产量13.26 t/hm2，基本达到了每公顷日产稻谷100kg的超高产指标。 2.2我国两系法杂交水稻研究进展： 成功地培育出了一批实用光温敏核不育系，如培矮64S，香125S，810S等。 成功地培育出一批两系法中晚稻组合，如培矮64S/特青等，比同熟期三系组合增产10%以上。 成功地培育出优制裁的长江流域中熟早籼组合，如香两优68，米质达部颁二级优质米标准，产量比常规稻对照增产15%左右，与三系杂交稻迟熟对照种V402持平，但生育期要短5d左右，深受农民欢迎。 基本掌握了光温敏核不育系的繁殖技术和两系法杂交稻的制种技术。 已在汀、鄂、皖、粤、川、赣、滇、苏、豫等累计种植面积达100万公顷左右，大面积单产7500千克/公顷左右，小面积最高单产纪录为17100千克/公顷。增产幅度在10%以上。2.3我国三系法

6、杂交水稻研究的现状 我国三系杂交水稻的选育和生产应用，至今仍居国际领先水平。早在1964年，袁隆平从早籼稻中发现了雄性不育株，率先揭开国内水稻杂种优势利用研究的序幕。1970年李必湖从海南岛的普通野生稻中找到花粉败育型雄性不育株，通过两年的测交和回交选择，至1972年冬，湖南、江西等省的育种家分别转育成二九南一号A和珍汕97A等不育株。随后广西、湖南等地的育种家利用上述两个不育系进行广泛测恢工作，1973年从大量杂交组合中鉴定出IR24，IR661，泰引一号，古154和IR26等国外中籼稻品种，与野败型籼不育系配组具有较好的配合力和较强的杂种优势，从而实现了三系配套。1976年首批强优势组合经大面积示范试种，一般均比常规良种增产20%以上,深得农民好评。粳型三系杂交稻的选育研究,可追溯到1965年秋云南农业大学李铮友在粳稻台北8号大田中找到一些不育株,用当地栽培粳稻品种红帽为父本与其测交和回交,育成了红帽缨不育系,成为国内最早选育的滇一型粳稻不育系,并从天然交后代的分离群体中获得了该型不育系的恢复系,终于在1973年实现了粳稻三系配套。与此同时,1972年中国农业科学院从日本引入BT型

7、三系材料,辽宁、江苏和安徽等省农科院都利用该不育系为基础材料,进行大量测交和转育,分别选育成黎明A，秋光A，当选晚A和六千辛A等一批BT型不育系,并由辽宁省农业科学院水稻研究所采取“籼粳架桥制恢”方法.从IR8/科情3号/京引35复式杂交后代中选育成的C57等粳稻恢复系，对BT型不育系具有较强的恢复性和较好的配合力，从而1975年北方杂交粳稻的选育研究也实现三系配套。2.4我国北方粳稻种植区育种现状我国三北地区(东北、华北、西北)主要以栽培粳稻为主， 吉林、辽宁、黑龙江三省区的科研势雄厚，人才聚集，硕果累累，培育出的粳稻品种更因受三北地区的自然、气候、地理环境的制约，主攻方向是抗低温、冷害、抗逆、抗倒、米质优并能达到一定的产量水平。【10】宁夏的水稻育种工作相对而言落后于东北，但宁夏的水稻单产确在北方地区处于领先地位，高于三北地区，一季单产高于南方籼稻区。3、 国内外水稻育种技术发展趋势3.1国外水稻育种技术发展趋势 目前世界上水稻育种的发展趋势：国际水稻新的育种目标是提出培育“超级稻”即理想的新株型，希望在2005年培育出产量潜力达到13-15吨每公顷的超级稻品种， 已取得了初步的成

8、效。目前世界上水稻育种实践中仍主要采用杂交育种等常规手段，但近20年来， 随着生物技术的迅速发展，各国的育种学家愈来愈广泛地采用基因工程等现代生物技术用于水稻育种的研究当中，试图将一些控制优良性状的外源基因导入水稻，从而培育出高产、优质、抗性强的水稻新品种。应用转基因技术可将水稻中所不具有外源基因导入水稻， 弥补某些遗传资源的不足，丰富基因库，有力地促进了水稻育种的发展。通常普遍施用的pec 介导法和电注射法。但应用最广、获得转基因最多的则是基因枪转组法。抗除草剂是基因工程最早涉及的利用领域之一，在水稻基因中成功获得抗除草剂转基因水稻的报道最多。最近， 日本科学家在提高水稻产量潜力方面利用转基因技术有新突破，他们将玉米植株中的PEPC基因导入水稻中，使水稻的光合作用能力增强了10。他们计划今后将玉米等Cd植物的另外两个重要酶的基因也转入水稻。另外，国内外科学家已研究出大米胚乳中缺乏维生素，因而影响了大米的营养价值。己从高等植物和细菌中克隆出4个关键酶，将一种或几种这些基因导入水稻，使其在胚乳中特异表达出来产生维生素的前体，从而改变稻米的营养价值。目前世界上， 国内外在水稻育种方面采用了

9、生物技术、电子信息、转基因育种、航天育种、辐射育种、生物系统的定向调控与创造系统的应用，现代化手段与设施和应用、高新技术等广泛的高科技手段。生物技术在国际上充分显示了巨大的生命力，将会给水稻育种带来重大的突破，也必将培育出更加适应人类需要的新品种。3.2我国水稻育种技术发展趋势3.2.1我国超高产育种发展趋势 已经提炼出旨在有效增加杂交水稻光合作用面积的杂交水稻超高产形态模式和培育超级杂交稻的技术路线，初步实践表明，该模式是正确可靠的，该技术路线是切实可行的。已经育成了几个苗头组合，在0.21633公顷的面积上示范单产已达1275013500千克/公顷，增产幅度在30%左右。 我国超级杂交稻育种是朝形态改良、亚种间杂交优势利用和远缘有利优势基因利用相结合的方向发展，所依据的模式是袁隆平院士1997年提出的“长、直、窄、凹、厚、低重心”的旨在增加有效光合面积的超高产杂交稻形态模式。所谓“长、直、窄、凹、厚、低重心”是指水稻群体中的上部三片叶长（长于50cm），直立，窄（叶宽2cm左右），凹（叶片略卷）、厚（叶片厚），稻穗重心低（秆高70cm左右，穗子下垂后重心离面65cm左右）。这样群体

10、中叶片之间相互遮荫少，有效光合面积大；“低重心”则有利于稻株高产抗倒。3.2.2我国两系法杂交水稻育种的发展趋势： 进一步培育高产、优质、多抗、熟期适宜的适合于长江流域种植的两系杂交早稻组合。 培育日产潜力为99.975千克/公顷（120d生育期的杂交水稻12000千克/公顷）的超级杂交稻中晚稻组合或日产潜力为90千克/公顷（110d生育期的杂交早稻9900千克/公顷）的超级杂交早稻组合。应用生物技术手段，将外源有利基因（产量、品质、抗性等基因）导入两系法杂交稻。3.2.3我国三系法杂交水稻育种 三系法存在的主要问题是：1.种子生产程序繁琐。三系法的种子生产需要繁殖不育系和制配杂种两个环节，成本较高。2.受恢保关系限制，选育出高产、优质、抗性强的杂交稻组合的机率较低。3.产量徘徊不前。自80年代中期到现在，三系杂交稻的产量一直在6600千克/公顷左右徘徊。4.缺乏高产、优质、熟期较早的杂交早籼组合和高产、优质的杂交粳稻组合。由于以上原因杂交水稻的面积自80年代以来一直在1.5亿公顷左右徘徊。针对上述问题，我国三系法育种主要是朝优质、多抗以及利用亚种间杂种优势的方法发展。【参考文献】1

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