在湖南長沙市望城區(qū)創(chuàng)聯(lián)農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社聯(lián)合社的智能育秧工廠，一個個育秧盤里裝滿了營養(yǎng)豐富的有機(jī)質(zhì)土，顆粒飽滿的稻種被包裹其中即將破土而出。創(chuàng)聯(lián)聯(lián)合社理事長譚新龍說，目前育苗選用的都是品質(zhì)優(yōu)良，最有農(nóng)民歡迎的水稻品種，其中中嘉早17號抗倒伏性更強(qiáng)，能增產(chǎn)，是我們育秧量最大的品種之一。
從2009年中嘉早17一舉刷新浙江省早稻百畝方示范紀(jì)錄，2010年被農(nóng)業(yè)部認(rèn)定為超級稻，2013年成為秈稻區(qū)年推廣面積最大品種，…… “中嘉早17”高產(chǎn)、抗逆性好和適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點越來越明顯，不斷成長為既適合食用又是加工優(yōu)質(zhì)米粉的最佳品種。2021年由中國水稻研究所胡培松研究員主持完成的“超高產(chǎn)專用早秈稻品種中嘉早17等的選育與應(yīng)用”獲得國家科技進(jìn)步二等獎。日前，記者深入采訪，探尋中嘉早17如何不斷探索、不斷完善，成為南方秈稻區(qū)早稻品種的“當(dāng)家花旦”。
尋求突破 創(chuàng)制優(yōu)良新種質(zhì)
早稻約占我國水稻總產(chǎn)的16-18%，是我國重要的戰(zhàn)略儲備糧源，對保障我國糧食安全意義重大。長江中下游早稻約占全國早稻產(chǎn)量的70%，但該區(qū)域早稻生產(chǎn)存在苗期低溫冷害爛秧、生長期短難創(chuàng)高產(chǎn)、高溫逼熟品質(zhì)差等三大突出技術(shù)難題，導(dǎo)致該區(qū)域早稻生產(chǎn)效益低、波動大、農(nóng)民種糧積極性不高。
參與“中嘉早17”培育的嘉興市農(nóng)科院楊堯城研究員，之前主持育成的高產(chǎn)早稻品種嘉育293，曾是浙江省早稻一代當(dāng)家品種，但在大面積推廣多年后，因為種性退化，產(chǎn)量、抗性等諸多重要性狀不斷下降，迫切需要選育超高產(chǎn)多抗品種來替代。繼嘉育293、浙733等這些高產(chǎn)品種推廣應(yīng)用后，長江中下游地區(qū)的早稻單產(chǎn)在相當(dāng)長的一段時期內(nèi)進(jìn)入了瓶頸期，難以再上新臺階，想要有所突破，就急需新的高產(chǎn)基因型進(jìn)行遺傳補(bǔ)充。
一方面，隨著人民生活水平的提高，老百姓直接食用早稻的比例越來越小，早稻的生存空間也越來越窄。另一方面，米粉作為我國南方傳統(tǒng)美食，深受消費(fèi)者喜愛，并遠(yuǎn)銷歐美及東南亞各國，但長期以來，市場上缺乏優(yōu)質(zhì)的專用米粉稻品種。
為此，胡培松研究員提出，早稻的根本出路在于品種專用化和用途多樣化發(fā)展。針對上述存在的技術(shù)難題和品種專用化、用途多樣化的消費(fèi)需求，胡培松研究員帶領(lǐng)團(tuán)隊歷經(jīng)多年堅持不懈地開展科研攻關(guān)。
優(yōu)質(zhì)米粉加工專用稻需要兼顧高直鏈淀粉含量和長膠稠度，但直鏈淀粉含量和膠稠度存在遺傳連鎖，高直鏈淀粉含量且長膠稠度兼顧的種質(zhì)材料在當(dāng)時十分稀缺，進(jìn)行遺傳改良的物質(zhì)基礎(chǔ)薄弱、技術(shù)難度大。
針對早稻生產(chǎn)現(xiàn)狀和技術(shù)難題，胡培松團(tuán)隊提出芽期、苗期多重低溫耐冷篩選策略，開展“耐淹與耐低溫發(fā)芽+芽期耐低溫+苗期耐低溫+早生快長”協(xié)同篩選鑒定，并運(yùn)用生態(tài)、地理遠(yuǎn)緣雜交，與嘉興農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院合作，將華南超高產(chǎn)品種特青2號的高產(chǎn)基因?qū)氲郊闻d市農(nóng)業(yè)科學(xué)院育成的早稻材料Z94-207中，構(gòu)建大分離群體，分離世代以特青2號的株葉形態(tài)為“模板”，開展強(qiáng)化選擇，后代進(jìn)行苗期耐低溫、早發(fā)性和產(chǎn)量等多重篩選鑒定，結(jié)合米粉專用稻品質(zhì)指標(biāo)的篩選鑒定，最終創(chuàng)制出高產(chǎn)基因型、高直鏈淀粉且長膠稠度兼顧的米粉專用育種種質(zhì)嘉育253，成為長江中下游雙季早稻改良骨干親本。
胡培松在田間在觀察水稻生長情況。資料圖
創(chuàng)建平臺 提升早稻育種效率
優(yōu)良新種質(zhì)并不等于優(yōu)良新品種。從創(chuàng)制優(yōu)良新種質(zhì)到培育優(yōu)良新品種，中間的道路仍然漫長而曲折。如何提升育種效率培育出專用早稻新品種呢？
稻米品質(zhì)指標(biāo)的準(zhǔn)確快速評價，能更好地助推水稻品種選育。但稻米品質(zhì)評價指標(biāo)眾多，傳統(tǒng)分析方法程序繁瑣，費(fèi)時費(fèi)力。
工欲善其事，必先利其器。2005年，胡培松團(tuán)隊聯(lián)合國際水稻研究所（IRRI）成立中國-IRRI稻米品質(zhì)營養(yǎng)聯(lián)合研究中心，購置稻米品質(zhì)分析先進(jìn)儀器設(shè)備，引導(dǎo)團(tuán)隊成員，從攻克選擇效率低、費(fèi)時費(fèi)力的評價體系入手，系統(tǒng)創(chuàng)建了稻米直鏈淀粉含量（AC）、糊化溫度(GT)、膠稠度(GC)等關(guān)鍵指標(biāo)的快速評價方法，稻米品質(zhì)高效評價技術(shù)平臺被國內(nèi)外同行廣泛利用。
長期以來，米粉專用稻選育一直無明確的具體指標(biāo)，將直鏈淀粉含量作為主要參考指標(biāo)，忽視膠稠度、糊化溫度以及淀粉精細(xì)結(jié)構(gòu)等對米粉品質(zhì)的影響的問題。胡培松研究員帶領(lǐng)團(tuán)隊利用快速粘度分析儀(RVA)，研究了近300份水稻材料的米粉品質(zhì)、理化品質(zhì)與RVA特征值的關(guān)系，確立了粘滯性譜中的回生值和崩解值是米粉稻選擇的關(guān)鍵參數(shù)，首次將RVA用于糊化溫度和直鏈淀粉含量的定量協(xié)同測定，獨(dú)創(chuàng)的RVA篩選米粉稻技術(shù)體系，使得選擇效率提高約20倍。
利用凝膠滲透色譜儀、毛細(xì)管電泳儀、差熱儀等研創(chuàng)出絕對直鏈淀粉含量、糊化參數(shù)、支鏈淀粉鏈長分布等米粉特性緊密相關(guān)的綜合評判指標(biāo)，實現(xiàn)了米粉專用稻品質(zhì)指標(biāo)的精準(zhǔn)鑒定，獲發(fā)明專利6項，顯著提高了米粉專用早稻育種效率。
不懈堅守 “當(dāng)家花旦”終育成
育種，是熱情、毅力、耐力和體力的持續(xù)考驗。一個品種的培育，至少要經(jīng)過8輪培育；一個好的水稻品種穩(wěn)定下來，起碼需要6年。早稻選種季節(jié)，正值七月高溫天氣，胡培松研究員一般早上5點起床去地里，干2、3個小時的活，已經(jīng)全身濕透，衣服能擰出不少水來。上來吃個早飯，換身干衣服再下田，等他再上來的時候，剛才的濕衣服已經(jīng)變成干衣服了，又可以重新穿上……，胡培松研究員一天下來要換上三四套衣服。寒暑交替，正是這樣每年從杭州到海南，“候鳥”一樣的往返、堅守，才終于有了回報。
利用創(chuàng)制的高產(chǎn)基因型米粉專用早稻育種種質(zhì)嘉育253，與苗期耐寒性好、結(jié)實率高的中選181雜交，結(jié)合米粉專用早稻篩選評價技術(shù)，一代代種植、選擇，最終育成適應(yīng)性、產(chǎn)量、抗性、加工專用品質(zhì)等綜合性狀優(yōu)良的中嘉早17。
胡培松介紹說，傳統(tǒng)水稻中，膠稠度和直鏈淀粉是一對緊密連鎖性狀，膠稠度長讓米粉Q彈可口，而直鏈淀粉高則讓米粉不易糊。但同時擁有膠稠度長和直鏈淀粉含量高兩種特征的水稻，在自然界中幾乎不存在的�！爸屑卧�17”打破了這一瓶頸。
中嘉早17在歷次區(qū)試和生產(chǎn)試驗中均表現(xiàn)為增產(chǎn)幅度大、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗病。中嘉早17整精米率高、膠稠度長、直鏈淀粉含量高，加工出來的米粉彈性好、不斷條、不糊湯，而且也不會因為湯汁浸泡而漲糊，具有極優(yōu)的米粉加工特性。中嘉早17憑著“好加工”，尤其是米粉加工方面的特性優(yōu)勢，迅速風(fēng)靡南方稻區(qū)。
湖南省常德市種糧大戶程兆軍，今年種了2000多畝早稻，他早早就準(zhǔn)備了種子，其中包括6000多斤中嘉早17種子。他對這個品種贊不絕口：“產(chǎn)量高、成熟早，抗倒伏、抗病強(qiáng)，優(yōu)點多”�！苯陙�，湖南、江西等地出現(xiàn)加價收購中嘉早17的現(xiàn)象，用于米粉生產(chǎn)，提高了農(nóng)民種糧積極性。中嘉早17在長江中下游65個縣市機(jī)插、拋秧、直播、移栽等多種栽培模式均表現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，2010年被原農(nóng)業(yè)部認(rèn)定為超級稻品種，2010年至2016年連續(xù)七年被原農(nóng)業(yè)部推薦為主導(dǎo)品種，2013年起連續(xù)5年是全國推廣面積最大的秈稻品種，2015年其應(yīng)用1023萬畝，是1991年來唯一單年應(yīng)用超千萬畝的早稻品種，約占長江中下游早稻面積20%，成為南方秈稻區(qū)名副其實的“當(dāng)家花旦”。至2019年底，中嘉早17全國已累計推廣6532萬畝，增產(chǎn)稻谷21.3億公斤，農(nóng)民增收55.26億元。中嘉早17和嘉育253作為親本材料被廣泛利用，不完全統(tǒng)計，已有30個衍生早稻品種通過審定，衍生品種推廣3573萬畝，社會經(jīng)濟(jì)效益顯著。
“水稻育種研究是一項需要持之以恒的工作”。胡培松研究員表示，在未來的研究中，他的團(tuán)隊將研究重心繼續(xù)放在“吃得好”“吃得安全”上，選育個性化、功能性、綠色優(yōu)質(zhì)好品種，把科研成果寫到祖國大地上，為口糧絕對安全保駕護(hù)航，讓國人把飯碗牢牢端在自己手里。
