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1、2021,育种选育新方向谈到育种方向，高产要素是从来都不能少的。然而，在农业转方 式、调结构的当下，优质、多抗、广适、专用等性状被育种家们逐渐 发掘、创新和利用。年初，让我们共同跟着育种院士、权威专家们去 了解，水稻、小麦、玉米等主要粮食作物适应经济发展情况和农民新 要求的育种方向正在发生着什么样的变化水稻：培育“四性”综合指数高的品种中国科学院院士、国家水稻产业体系华南稻区岗位专家谢华安 培育将“四性”即丰产性、抗逆性、优质性及适应性，综合在较 高水平上的水稻品种，能在生产上大面积生产应用，深受农民喜爱的 品种。水稻育种的发展历程证明，每一个阶段的重大突破均依赖于优异 种质的发现和利用。20
2、 世纪 50 年代末，“矮仔占”等矮秆种质的发 掘与利用；20世纪7080年代，“野败”型等不育资源发现，实现 了杂交稻的三系配套和大面积推广利用;80年代，“农垦58S”等光 温敏核不育材料的发掘与利用，实现了两系杂交水稻的突破。这3个 阶段都使水稻单产得到大幅度提高，因此，发掘、创新、利用种质资 源是提高水稻“四性”的重要手段。首先，野生稻是现代栽培稻的始祖，在长期的驯化过程中，丢失 了约 1/3 的等位基因和一半的基因型，其中包含有大量特异基因，如 抗病、虫、杂草及抗逆、高光效和高产优质等有利基因。因此，在未 来的育种过程中，应广泛收集、鉴定、评价国内外优异种质资源，尤 其是野生稻资源。
3、其次，以传统育种方法为基础，结合基因工程、细胞工程与染色 体工程技术、植物诱变技术及分子育种等技术，深入开展抗逆遗传育 种等基础理论研究及优化育种程序，创制具有优异性状的种质材料或 新品种。拓宽栽培稻的遗传基础，开发优异基因资源，创造特异性育 种材料，从而实现水稻“四性”同步提高。同时，围绕培育水稻优势产业区，联合多学科、多生态区的协作 攻关，建立良种良法配套的区域化、模式化、标准化、规范化的高产 高效栽培技术体系，创制高产栽培技术模式开展节本、高效的水稻栽 培技术和实用机型的研究与使用，努力实现水稻生产全程机械化。可以说，培育“四性”综合在较高水平的水稻新品种，对保障我 国粮食安全具有重要的
4、意义。在当今人口逐年增加，而耕地面积逐年下降的情况下，只有提高 粮食产量才能确保我国粮食安全。水稻是我国的最重要粮食作物之一 大幅度提高水稻丰产性，尤其是提高中低产田的丰产性依然是水稻育 种的主要目标;由于人民生活水平的逐步提高，而过去对稻米品质的 改良不够重视，跟不上人们对稻米品质的要求，因此，提高水稻的优 质性，尤其是在保证一定丰产性的条件下，培育中高档优质稻显得尤 为重要;再加上每年全球发生的异常气候，如极端高温、极端低温、 旱涝等，病虫害发生逐年加重，施用的农药化肥逐年增加，土壤的农 药残留和工厂排放到土壤的污染物导致的土壤毒害越来越重，因此， 提高水稻的抗逆性（抗病虫、耐低肥、耐高温
5、、耐低温、耐盐碱、耐 淹、耐旱等）尤为重要;随着我国经济发展进入新常态，人口进入老 龄化，农村年轻劳动力越来越少，水稻的广适性又赋予了新的内涵， 即适于轻简化栽培和机械化。小麦：攻克北方赤霉病，解决南方丰产性 中国工程院院士、小麦育种专家程顺和 北纬 33 度线南北农业生态区是我国两大麦区的交叉地带，面积 有 1 亿多亩，地形复杂、气候多变，小麦增产潜力巨大。然而，其以 南地区的小麦抗赤霉病效果好，但丰产性和抗冻性有待提升，以北地 区的小麦丰产效果较好，而抗赤霉病性和抗穗发芽性较差。在国家粮食安全总目标下，“北下南上”寻求小麦育种的新突破 是大势所趋。“北下”指北方品种向南（北纬 33 度线）
6、发展，“南 上”指南方品种向北（北纬 33 度线）发展。以该区域的主要育种单 位间协作，改良北方大面积品种的抗赤霉病、穗发芽等性状，改良南 方大面积品种的丰产、抗冻性，充分发挥 33 度沿线小麦增产潜力， 目标是选育出适合北纬 33 度过渡区域的高产小麦新品种。这里需要特别强调的是，小麦抗赤霉病基因发掘与品种选育至关 重要。小麦赤霉病不仅造成大幅度减产，而且真菌毒素严重污染食品和 饲料，威胁人畜健康。2000 年以来，全国有 9 年赤霉病发生面积超 过 5000 万亩，2012 年更是高达 1.7 亿亩。我国小麦赤霉病主要发生 在长江中下游麦区，以及东北春麦区东部和华南麦区。近年来，由于 暖冬
7、、降水增加、秸秆还田，赤霉病迅速向黄淮麦区蔓延，成为常见 病、多发病，是我国粮食生产的一大隐患。目前的应对策略主要是抗 病品种结合药剂防治，但是药剂防治会污染环境，增加成本，因此， 遗传改良成为全球应对该病的根本措施。事实上，我国自20世纪 70 年代起以长江中下游为核心开展小麦 赤霉病系统研究，在长江中下游麦区育成了丰产性好且较抗赤霉病的 “宁麦”和“扬麦”系列小麦品种，部分抗源在美国抗小麦赤霉病育 种中起到了关键作用，我国抗赤霉病育种成就得到了国际上的普遍认 可。近年来，随着耕作制度和气候的变化，赤霉病的暴发性流行更为 突出，在赤霉病暴发的 2012 年，黄淮麦区的品种几乎全部是高感品 种
8、，发病严重，药效微弱;长江中下游的中感到中抗的品种发病也较 重，但药效明显;而“苏麦 3 号”等抗源不打药仍可过关。因此，为 了解决长江中下游及黄淮南片小麦主产区赤霉病问题，保障我国粮食 安全，促进小麦产业发展，进行区域性协作开展抗小麦赤霉病育种工 作刻不容缓。以研究基础较好的长江下游育种单位为主，结合全国其 他主要麦区有良好育种基础条件的单位进行区域性协作开展抗小麦 赤霉病育种工作，目标是培育出高产优质且赤霉病抗性显著改良的小 麦新品种。玉米：高产、优质、多抗、专用等统筹兼顾 北京市农林科学院玉米研究中心主任、农业部玉米专家指导组组长赵久然良种在玉米增产中的贡献率约占 40%，发挥着至关重要
9、的作用， 因此，未来的玉米育种应该针对这些生产和市场中的突出问题，从遗 传改良的途径，为玉米的高产高效、节本增效、提质提效、资源高效 以及节水节肥节药和环境友好的可持续生产目标提供科技支撑和增 加科技贡献率。总体育种目标仍应是高产、优质、多抗、广适、易制种。育种的 过程就是一个不断改良优化、不断超越已有、不断聚合优良性状的过 程。一个品种要成为能够在生产上大面积推广，让广大农民认可接受 的有市场竞争力的品种，需要经受多种环境条件和生产条件的检验和 考验，因此必须应具备高产、优质、多抗、广适、易制种等多方面综 合优点。任何片面地强调或夸张某一个特点而不及其余，都是经不起 生产实践考验的。早熟、耐
10、密、适宜机收籽粒是未来玉米育种的主导目标之一。为 降低劳动力成本，提高劳动生产效率，实施全程机械化特别是机械直 接收获籽粒成为必然趋势。因此在具备高产、优质、多抗、广适、易 制种等综合优点基础上，特别要突出熟期适宜、耐密抗倒、脱水快、 适宜机收籽粒等特点。机械直收籽粒在欧美等国家早已实现，我国黑 龙江农垦和新疆兵团农场也已经大面积实施，近两年在东华北春玉米 区和黄淮海夏玉米区也开始试验示范。但机收籽粒需要适宜的品种、 收获机械、烘干仓储甚至包括种植模式等多方面条件和配套，切勿盲 目跟风，一哄而上。适宜籽粒机收的品种主要有三方面的要求，首先 是要抗倒伏，不但前期抗倒，生理成熟后也要抗倒，总的倒伏
11、倒折率 在 5%以下;第二是后期脱水速度快，在适宜收获期内含水率应降到 25% 以下，黄淮海夏玉米可适当放宽标准;第三是仍要有较高的产量水平， 比主栽对照增产或产量水平相当等。同时在全程机械化生产中还需要 种子的发芽率高、活力高等指标，符合单粒精量播种和一播全苗的生 产需求。此外，现在和将来使用苗后除草剂越来越普遍，伴随的是生 产上除草剂药害普遍发生，给玉米生产带来很大影响，因此选育耐除 草剂品种也已成为当务之急。符合“一控两减、资源高效利用”的需求目标是大趋势并呈常态 化。为了实现生态环保、环境友好的可持续发展以及节本增效目标需 求，玉米育种更应着重选育耐干旱和水分生产利用效率高的品种;耐 低氮、耐瘠薄，肥料利用效率高的品种;抗多种病、虫害，农药使用 量尽量少的品种。加强鲜食玉米和青贮玉米等专用玉米品种的选育。鲜食玉米需要 在具备综合优点基础上更加突出品质，特别是食用品质和口感、风味 等，此外增强其功能营养品质如维生素A、E和叶酸等可以增加其价 值潜力。还有一项重要指标是适采期和货架期，应尽量延长其长度。 同时在籽粒颜色、熟期、穗型、粒型等方面需要满足市场多样化需求。青贮玉米育种除了像普通大田玉米那样要求高产稳产、多抗广适 以外，更特别要求生物产量高、饲用品质好、制种产量高等。
