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      新聞中心

      綠色超級稻”:突破呼之欲出

      “少打農藥、少施化肥、節水抗旱、優質高產?!?月22日,第13屆國際水稻功能基因組大會在華中農業大學召開。中科院院士、華中農業大學教授張啟發在接受記者采訪時,又一次提到綠色超級稻的“十六字方針”。

      得益于國內水稻科學家在基因功能研究方面20余年的積累,綠色超級稻在應用推廣上優勢明顯?!八珜У馁Y源節約和環境友好,也逐漸成為國家兩型農業的一個縮影?!睆垎l總結說。

      據華中農業大學教授、綠色超級稻項目首席科學家余四斌介紹,近年來,一批具備綠色超級稻性狀的新品種已在湖北、安徽、四川、廣西等地累計推廣應用近4000萬畝,取得了良好的經濟和社會效益。

      解碼水稻天書

      水稻的重要性不僅僅在于它是世界上三分之一人口的主食,還在于它已成為植物生物學研究中很重要的模式植物。對農業科學家而言,研究好了水稻,其他禾本科作物的秘密就迎刃而解了。

      然而,水稻的全部基因排列宛如一部天書,功能基因的鑒定就是對其詞義的破譯和字典的編撰。解碼“水稻天書”也是當前水稻學界最為艱深、競爭最為激烈的領域。

      “每一個基因的解碼,都意味著人類對水稻天書認識又前進了一步,同時也為水稻遺傳改良增添了新的知識和基因資源?!睆垎l說。

      數據表明,以水稻為題檢索近10年間各個國家發表的SCI論文數,中國以6875篇居首位。而根據《自然》集團發布的涵蓋68種高質量學術期刊的自然指數,在這10年間,中國在這68種高質量學術期刊中共發表水稻研究論文117篇,位居世界首位。

      作為國內水稻研究的重鎮,華中農業大學的水稻團隊共成功分離克隆了控制水稻產量、品質、抗旱、抗病、雜種優勢利用等性狀共100多個重要功能基因,是國際上克隆作物基因最多的單位之一,這些成果登上了包括《科學》在內的一系列世界頂尖學術期刊上。

      第三次育種突破

      在過去半個世紀里,中國的水稻育種實現了兩次重要突破,成為世界范圍內第一次“綠色革命”的重要組成部分。

      第一次是上世紀60年代矮化育種的成功,把水稻產量提高了20%~30%;第二次是上世紀70年代中期雜交水稻的研究成功,水稻產量在矮稈良種的基礎上又增長20%左右。

      兩次突破很好解決了中國等發展中國家的溫飽問題,但隨之暴露出的問題也逐漸尖銳起來:化肥、農藥的大量使用,土壤退化,環境問題突出。

      張啟發認為,“第二次綠色革命”的基本出發點就是要逆轉第一次綠色革命所帶來的負效應。通過具有新的優良性狀的品種培育和技術推廣,減少化肥、農藥、水及勞動力的投入,做到資源節約、環境友好。

      對此,中科院院士李振聲提出“要為第二次綠色革命準備基因資源”,得到了水稻科學家們的一致認同,水稻育種的第三次突破呼之欲出。

      隨后,張啟發開始提出了綠色超級稻的設想,中國農科院研究員黎志康、上海市農業生物基因中心羅利軍等人也相繼發表文章,從不同層面論述“綠色超級稻”的元素和技術路線。

      黎志康認為,綠色超級稻的研發是一個復雜的系統工程??梢圆捎脙刹阶叩牟呗耘嘤G色超級稻新品種:第一步,通過育種,將種質資源中的大量綠色性狀有利基因導入優良的遺傳背景中;第二步,將這些導入系或近等基因系相互雜交,實現基因聚合,培育聚合大量優良基因于一體的綠色超級稻。

      綠色超級稻的實踐

      據余四斌介紹,中國“綠色超級稻”計劃,從設想的一開始,就擬訂了針對中國糧食安全、水資源及生態環境保障的目標。

      2010年,國家“863”計劃重大項目綠色超級稻新品種選育啟動。在項目支持下,我國多個水稻科研機構通力合作,利用水稻功能基因組的研究成果,開展新品種選育,成功培育出一批具備抗病蟲、節水抗旱、養分高效等“綠色”特性的新品種或品系。

      實踐表明,在湖北省團風縣和武穴市的推廣應用中,由華中農業大學選育的新品種“黃華占”具有少打農藥、少施化肥、節水抗旱等特點,經測算,每畝可節本增效約444.5元。

      目前,由中國科學家倡導并研發的綠色超級稻得到了比爾和梅琳達·蓋茨基金會的青睞,通過“為非洲和亞洲資源貧瘠地區培育綠色超級稻”項目,將綠色超級稻的技術和新品種輸出到有需要的亞非國家,解決世界糧食危機。

      “綠色超級稻的性狀還須不斷優化?!闭劦教魬?,張啟發認為,綠色超級稻的最終目標應該是不打農藥、不施化肥,但是現階段的技術還無法實現。

      要實現這一目標,就意味著他和他的團隊需要破譯更多的水稻基因?!拔覀兿胍幾g一本水稻基因的字典,現在可能還不到十分之一,這是一個停不下來的工作?!睆垎l說。

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