科技正在中國(guó)掀起一場(chǎng)“飯碗里的革命”。
8日出爐的2017年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)，有3項(xiàng)水稻研究成果和團(tuán)隊(duì)上榜：中國(guó)科學(xué)院院士李家洋等完成的“水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)性狀形成的分子機(jī)理及品種設(shè)計(jì)”獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng);袁隆平雜交水稻創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獲科技進(jìn)步獎(jiǎng)(創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng));潘國(guó)君團(tuán)隊(duì)完成的“寒地早粳稻優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)多抗龍粳新品種選育及應(yīng)用”獲科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
用不到世界8%的耕地養(yǎng)活世界20%左右的人口，糧食安全始終是中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主題。水稻育種技術(shù)的多項(xiàng)突破，不僅使水稻產(chǎn)量持續(xù)提高、種植地域大大擴(kuò)展，更迎來(lái)稻米“量身定制”時(shí)代。
獲獎(jiǎng)關(guān)鍵詞：水稻產(chǎn)量繼續(xù)攀高、地域大為拓展、基因組合培育、寒地高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)
2017年是“雜交水稻之父”——中國(guó)工程院院士袁隆平創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的豐收年：
9月，生長(zhǎng)在黃海之濱一片咸水中的特殊水稻——袁隆平團(tuán)隊(duì)培育出的最新“海水稻”喜獲豐收，在6‰鹽度的咸水灌溉條件下正常生長(zhǎng)結(jié)實(shí)，最高畝產(chǎn)達(dá)到歷史性的620.95公斤。
10月，在河北邯鄲市的超級(jí)雜交稻示范基地，袁隆平團(tuán)隊(duì)選育的超級(jí)雜交稻品種“湘兩優(yōu)900”實(shí)現(xiàn)畝產(chǎn)1149.02公斤，創(chuàng)下世界水稻單產(chǎn)最高紀(jì)錄。
2017年，袁隆平創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在云南、陜西等13個(gè)省區(qū)市建立了31個(gè)超級(jí)雜交稻百畝連片高產(chǎn)攻關(guān)示范點(diǎn)，實(shí)施“良種+良田+良法+良態(tài)”的“四良”配套技術(shù)，取得了超級(jí)雜交稻超高產(chǎn)的重大突破。
早在1997年，袁隆平即領(lǐng)銜牽頭“中國(guó)超級(jí)雜交水稻”研究?，F(xiàn)在，雜交水稻在中國(guó)的年種植面積超過(guò)2.4億畝，占水稻總種植面積的57%，產(chǎn)量約占水稻總產(chǎn)的65%。雜交水稻年增產(chǎn)約250萬(wàn)噸，每年可多養(yǎng)活7000萬(wàn)人口。
如果說(shuō)袁隆平團(tuán)隊(duì)的探索，使水稻種植在產(chǎn)量上大幅提高、地域上大為拓展，那么，李家洋團(tuán)隊(duì)完成的應(yīng)用于水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)分子育種，則為突破水稻的產(chǎn)量瓶頸，提供了新的思路和有價(jià)值的基因資源，被譽(yù)為“一次新的綠色革命的開(kāi)始”。他們成功克隆出水稻理想株型基因IPA1，同時(shí)建立了高效、精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)育種體系。
“‘分子設(shè)計(jì)’育種是世界作物遺傳改良領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)，就像組裝一臺(tái)電腦，人們想要什么樣的水稻，育種專(zhuān)家就可以把相關(guān)的水稻基因組合在一起。”李家洋說(shuō)。
另一個(gè)獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)——黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯水稻研究所潘國(guó)君團(tuán)隊(duì)，歷經(jīng)20多年研究，創(chuàng)新出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的寒地早粳稻“龍粳”系列，解決了寒地早粳稻品種難創(chuàng)高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)問(wèn)題。
稻米從高產(chǎn)邁向優(yōu)質(zhì)，吃得飽也要吃得好
隨著人民生活水平提高，對(duì)糧食需求既要吃得飽，也要吃得好。然而，國(guó)內(nèi)大米口感不佳、品質(zhì)不高等問(wèn)題長(zhǎng)期存在。
“其中的重要原因在于對(duì)水稻性狀控制機(jī)理不明晰。”李家洋說(shuō)，水稻產(chǎn)量與稻米品質(zhì)分別由多個(gè)基因控制，不同基因之間相互影響，組成了復(fù)雜的“調(diào)控網(wǎng)絡(luò)”。
通過(guò)多年研究，李家洋團(tuán)隊(duì)確定了調(diào)控水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的主效基因，并闡明了其分子機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)分子設(shè)計(jì)育種技術(shù)，可以精準(zhǔn)選出高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)的控制基因“組裝”在一起，從而破解水稻“高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)、優(yōu)質(zhì)不高產(chǎn)”的難題。
“實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)的結(jié)合，只是分子設(shè)計(jì)育種的第一步。通過(guò)基因精準(zhǔn)組裝，未來(lái)分子育種可實(shí)現(xiàn)更多優(yōu)良性狀的聚合，像設(shè)計(jì)工業(yè)品一樣設(shè)計(jì)水稻，對(duì)稻米‘量身定制’。”李家洋說(shuō)。
中國(guó)科學(xué)院院士、國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者李振聲認(rèn)為，分子設(shè)計(jì)育種將帶來(lái)育種理念的全面革新。未來(lái)可以根據(jù)不同人群的健康需要，針對(duì)性設(shè)計(jì)出富含不同營(yíng)養(yǎng)元素的水稻。
袁隆平團(tuán)隊(duì)核心育種專(zhuān)家鄧啟云表示，他們選育的超級(jí)雜交稻已實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)有機(jī)結(jié)合，“Y兩優(yōu)957”等品種實(shí)現(xiàn)了超高產(chǎn)，同時(shí)米質(zhì)達(dá)到國(guó)標(biāo)二級(jí)優(yōu)質(zhì)米標(biāo)準(zhǔn)。
“我國(guó)已進(jìn)入全面建成小康社會(huì)的決勝期。在我看來(lái)，小康社會(huì)就是要實(shí)現(xiàn)從過(guò)去的‘吃飽’向‘吃好’轉(zhuǎn)變。”袁隆平說(shuō)。
為糧食安全保駕護(hù)航，為世界貢獻(xiàn)中國(guó)智慧
黨的十九大報(bào)告明確，確保國(guó)家糧食安全，把中國(guó)人的飯碗牢牢端在自己手中。水稻是中國(guó)乃至世界的主要口糧作物。多年來(lái)，我國(guó)水稻科學(xué)家不斷取得突破，用科技創(chuàng)新為糧食安全保駕護(hù)航。
中國(guó)政府高度重視農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展。“嘉優(yōu)中科”系列新品種背后，就是中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)(A類(lèi))“分子模塊設(shè)計(jì)育種創(chuàng)新體系”，其定位為“解決關(guān)系國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的重大科技問(wèn)題”。
寒地早粳稻區(qū)生態(tài)條件特殊，種質(zhì)品種為早粳稻生態(tài)型，存在生育期短難創(chuàng)高產(chǎn)、稻瘟病和低溫冷害頻發(fā)難以穩(wěn)產(chǎn)等問(wèn)題，導(dǎo)致日本品種長(zhǎng)期占主導(dǎo)地位。
潘國(guó)君團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新出一些具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)多抗寒地早粳稻，極大推動(dòng)了寒地早粳稻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為提升粳稻育種水平、保障糧食安全做出重大貢獻(xiàn)。
袁隆平認(rèn)為，我國(guó)人口多、耕地少，保障糧食安全，必須通過(guò)科技進(jìn)步提高單位面積的產(chǎn)量。近20年來(lái)，他領(lǐng)銜雜交水稻超高產(chǎn)攻關(guān)，相繼實(shí)現(xiàn)中國(guó)超級(jí)稻第一期至第四期大面積示范種植畝產(chǎn)700公斤、800公斤、900公斤和1000公斤的目標(biāo)。
“海水稻”不僅能改造鹽堿地，而且能增加糧食總產(chǎn)量，對(duì)保障我國(guó)和世界的糧食安全意義重大。袁隆平團(tuán)隊(duì)提出：用3年時(shí)間，讓耐鹽堿水稻的抗鹽堿能力超過(guò)6‰且畝產(chǎn)300公斤以上;再用5年時(shí)間，實(shí)現(xiàn)稻作改良鹽堿地技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，為國(guó)家增加1億畝耕地，多養(yǎng)活8000萬(wàn)人口。
自1979年我國(guó)雜交水稻走出國(guó)門(mén)，已經(jīng)在數(shù)十個(gè)國(guó)家和地區(qū)進(jìn)行了研究和推廣，給當(dāng)?shù)貛?lái)了顯著的增產(chǎn)增收。記者了解到，幾十年來(lái)，我國(guó)不僅為一些國(guó)家培訓(xùn)了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的學(xué)員，還長(zhǎng)期派出專(zhuān)家實(shí)地指導(dǎo)當(dāng)?shù)仉s交水稻研究。
中國(guó)雜交水稻造福于人類(lèi)，為我國(guó)贏得國(guó)際聲譽(yù)。袁隆平說(shuō)，我們要推動(dòng)雜交水稻在全世界的發(fā)展，幫助更多耕地資源稀少的國(guó)家拓荒變田，助力解決世界糧食安全問(wèn)題。
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