超级杂交水稻育种研究进展.

超级杂交水稻育种研究进展
（袁隆平）
目前，中国人口有13亿,人均可耕地仅1.4H，预计2030年人【1将增至16亿,人均可耕地将减少到1亩左右。

面对人口增长爪力和耕地减少的严峻形势，为保障粮負安全，农业部于1996年启动实施了超级水稻育种计划。

技术路线
□育种实践表明，通过育种提高作物产量，可归纳出两条有效途径:一是形态改良,二是杂种优势利用。

单纯的形态改良,潜力有限；杂
种优势不与形态改良结合，效果较差。

相关育种途径和技术，包括基因工程在内的高技术，垠终将落实到优良的形态和强人的杂种优势
h,才会对提高产量有贡献。

但是, 育种进一步
向更高层次发展，也必须依靠生物技术的进
步。

形态改良
优良株型是高产的基础。

自从1968年Dr.Donald提出理想株型概念肩，很多水稻育种家特别注总这一亜要课题，并设想了多种高产水稻模型0其中著名的是国际水稻研究所Dr.Khush提出的“新株型”稻,其主要特征是：①大穗，每穗250粒；②分藥少, 每株3~4个有效分簾；③短而壮实的秆。

这种模型是否高产，还冇待实践证明。

发现超高产品种有如下形态特征。

A.高冠层
上三叶叶片应长、直、窄、凹、厚。

长而直的叶子不仅叶面积大i ftj且能两面受光又4不遮荫，因此能更竹效地利用光能；窄叶所占的空间面积小，能增加有效的叶面积指数；凹字形可使叶片坚挺不披；厚叶光合功能强且不易早衰。

总之，具有这种形态特征的水稻品种，能冇最大的冇效叶面积指数和光合功能，为超高产提供充足的光合产物即有机源。

B.矮穗层
成熟期稻穗顶部离地面仅60〜70cm, 这种结构由于重心卜•降，可使植株筒度抗倒
伏。

抗倒是培育超高产水稻必备的特性。

C.中大穗
□每穗谷重约6克，每亩16.17万穗。

稻谷产量=生物学产城X收获指数。

理论上，直产肚潜力为1000公斤/ 市。

现行的矮杆品种，收获指数(HI)L2很拓(>0・5), 进•步握两收获指数匕粗当有限，凶此,主就应依籁提高
生杨昭产聲以譲一参提高稻谷产量。

□从形态学观点來看，提高植株高度是提高生物学产就有效而可行的方法。

然而这种方法会引起便伏。

为解决这个问题,不少育种家正试图使茎秆更粗壮,但此举会导致收获指数下降，因此，很难达到超髙产。

上述由井片组成的蒿叶冠层植株模型能同时篦高生物学产量、高收我指数和高度抗倒伏三者较好的统一起来, 从而能实现翻占护。

提高杂种优势水平
水稻的杂种优势强弱有如卜•的趋势:釉粳交〉釉爪交＞粳爪交＞柚釉交〉粳粳交。

依据我们研究，釉粳杂交稻库大源足,苴产量潜力比现行在生产匕应用的品种间杂交稻可捉高30%以上。

但是，要利用釉粳朵种优势的难
度很大，最主要的是釉稻和粳稻为不同亚种，亲缘关系较远，二者Z间存在不亲和性，致使釉粳杂种的受粘结实不正常，一般结实仅30%左右，因此，其实际产量不
经过近10年的努力，我们在利用釉粳杂种优势育种上终丁取得成功，育成一批结实率正常的具仃超高产潜力的釉粳杂交稻组合。

主要经验，•是利用广亲和基因以克服釉粳稻之间的不亲和性：二是用具有混合亲缘的中间型材料而不是用典型的釉、粳品种作亲木，以协调其它方血的矛盾。

3、借助分子技术
常规f了种与生物技术相结介是今后作物
育种的发展方向，这也是选育超级杂交稻貝有巨人潜力的途径。

利用野生稻中的有利基因
基于分子技术和田间试验,鉴别出两个源于普通野丫稻(O.rufipogon)的增产QTL, M个QTL具仃比高产对照杂交组介(V优64)增产18%的效应。

通过分子标记辅助选择和田间选择,已育成1个带有I:述两个QTL位点的优良恢复系R163,它的朵交种丫两优7号(Y58S/R163), 2008年被认定为湖南省的第二期超级稻，人而积生产•般市产700 公斤左右。

利用稗草的DNA创造水稻新资源
通过穗颈注射法将稗也的总D N A导入恢复系（R207）,后代产生弯异，从这些变异株屮选fi出
新的优良、稳龙的恢复系RB207-1,它具仃如下性状特征。

①穗大粒多；
②粒重比原始R207大大提高。

尤其是其杂交种GDS/R.B207.1,株型良好, 杂种优势强，在海拔较高的山区（400-800米）表现特别好,2005年有三个试验点,小面积（2.3liQm 产都在900公斤以I:。

经分子检测,RB207-1& 有稗草DNA的片断。

选育C4型超级杂交稻
与香港屮文犬学介作，源J：主米的C4基因已被成功克隆并lE在导入超级杂交稻的亲本。

理论l:C4基因的光介效率比水稻的C3 基因高30%,初步测定,有个别含C4基因的亲本植株，其叶片的光合效率比对照高
10.30%,但还不稳怎，仍在继续选冇中。

皋于第：期超级杂交稻取得的成就，我们特捉出一
个超级杂交稻“种三产四”的丰产工程计划,即种三亩超级杂交稻产出现仃四由地所丫产的粮食。

计划用5年时间在全国发展6000万亩,产8000万亩的粮食。

该匸程既能保证我国的粮食安全，乂能牡约2000力亩耕地，以发展其它经济效益更高的项11,为农尺致富创造条件。

山丁•这项计划貝仃I•分匝要的现实总义，因而受到了各方面的高度重视和支持。

2007年已在湖南省率先实施, 在20个示范县中有18个县达标。

2008年已验收的7个
早稻示范县，20个县全部达标。

安徽芜湖币、河南信阳市也〃积极地实施这项丄程，而几效果良好。

科技进步水无止境，水稻还有很人的产屋潜力。

根据以I倂项研究进展，2006年科技部C立项和启动了第二阶段超级朵交稻育种计划,即到2015 年第三期单季超级杂交稻大面积示范的产最指标是900 公斤/lifo 遵照科技部2008年立项的“强优势水稻朵交种创制与应用研究”计划，我们提出分三步走的计划來实现第三期目标：
第一步,2010年亩产830公斤（2009年有三个丙亩达棕）；
第二步，2012年亩产860公斤：
第三步，2015年完成任务。

我国小麦育种的冋顾与展望
（李振声）
一、我国小麦t产发展概况
根据国家统计局资料,1952年我国小麦平均亩产
48.8公斤，到2008年平均亩产达到317.5公斤，
增长6.5倍。

小麦播种而积从1952年的3.717亿审, 到1991年增至4.6422亿宙,到2008年又减少到
3.5426亿亩，比1952年还减少了0.1744亿亩。

而小麦总产从1952年的0.1813亿吨，到2008年
增加到1.1246亿吨,增长T6.2倍。

实现了供需平衡有余。

二、我国小麦育种冋顾.
新中国成立60年来,我国小麦育种取得了卓越的成就,先后选育了数以「计的优良品种，毎年在t产上种植的小麦品种有300—400
个。

种卅训枳在1000万由以上的品种累计有60余个，为我国小麦牛产的发展做出了巨人贡
献。

1＞以提高抗病稳产为主的育种阶段（1950—1960年代）
1950年春我国小麦条锈病发住空前大流行,造成为年小麦大减产,据估计,全国小麦大约减产60亿公斤。

条锈病的流行左要取决于菌源的数量与传播和小麦品种的抗病性，前者匸要受春李雨量女少的影响，而小麦品种的抗性则因病原菌的变异而定。

由于病原菌变异快,小麦品种选育进度慢，品种抗性难以持久, 必须经常更新。

据26个国家统计，条锈病菌发t新小种变异的速度是，平均为5.5年就产丫一个新的流行性小种：而育成一个小麦新品种一般需要8-10年。

50年代大面积推广的第-批改良品种有碧蚂1号、南大2419、等。

碧蚂1号址高年份达9000JJ亩,覆盖了整个黄淮流域和河北中部以北平原地区。

南大2419年最大推广而积7000万亩,覆盖了长江流域。

到60年代，各地由于推广品种先后丧失了抗性, 又育成了一批新的抗病良种,推广面积达到1000力亩以上的令济南2号、北京8号、内乡5号、石家庄54、阿勃、阿夫等：由于这些品种的推广基木控制了条锈病新小种的流行危害。

使我国小麦平均审产达到100 公斤以
上，提高了•倍。

2、以矮化与高产为主的育种阶段（1970—1980年代）
随着工产条件的不断改•善和国际上绿色革命的兴起，在继续保持对条锈病抗性的基础I：,我国和应仔成『一批vm或罐秆、抗倒、丰产的优良品种,雀生产上迅速摊广引用。

70年代年最大推广面积在1000万审以上的有泰山I号,F•产3号、博农7023达等。

其中泰山1号, 最人推广Ifti枳达4000万亩以上。

80年代后，对抗病性的要求是兼抗a粉病，年放人种植血枳在1 o o o万亩以上的晶神仃n农
3217、济南13、鲁麦14、山农辐63、冀麦30等。

这些代表性品种推广使我国小麦平均亩产达到200 公斤以I】，乂提扁了 -倍。

3、高产和优质育种并进阶段（1990年代到新世纪初）
随着我国人尺空括条件的不断改善和进入WTO的挑战，小麦品质改良育种开始提匕议程.形成了与高产冇种并进的东如90年代以后到现在•年A4大推广面程在1000万亩以卜•的新品种有郑麦9023 （中强筋八济南16等。

这些代血品种使我国小麦平均亩产达到300公斤必h,个别品种在试验示范中曾达到
700公斤以上.保证了我国小麦的供需平衡。

通过由中国科学院和中国农业科学院联合上持的“国家9731
小麦品质课题的研究，堆木明确了中国优质小麦有两个•浚优质源.一个绘來■四方国家适合做血包的强筋令麦晶种兰考培（Laneota,飞皿）、拉（Yecora.機西;;F）察•个毎我
MHd培疗的适介制作僅头、I何条.饺了等蒸点爻食品的虚种小檢6号、临汾5064等。

由「•优质小麦品种的推广.我国基本结束了优质麦依靠进口的
历史。

三、我国小麦育种的字望
从以上对我国小麦育种三个彷史阶段的冋顾中，可以看出满足补会消费盂求是促进小麦牛产发展和品种不断改良、更新的动力。

在新形势
下，进•步推动我国小麦生产发展和品种改良的动力是什么？我们经过反复讨论，提出了两个
“转变”的新思路。

小麦生产从面向国内市场逐步向国内、国外两个市场转变_
1997年以前小麦一直是我国进口的主要粮食品种，『12002年起我国C逐步走向小麦净出口国行列。

今年我国小麦产量大幅增加的情况下, 出口量有望大幅增长，出口小麦结构有望改变，并会以更多的制粉小麦出口到国外。

这里所说的国外市场主要是指东南亚和东亚市场，距离我国近，有地理优势，同时该地区对面食品的要求也与我国相似。

从我国国情考虔.能出口的小麦数量不会太参，但是意义直大。

在科研方而,它可以促进我国科技匸作者继续努力提高小麦单产和改进品
质的研究:在工产方而.町以集中优势地区推广优质品种. 促进农民增产增收，提高种粮农民的生产枳极性.也川•以改变近年来我国小麦播种而枳减少过多的趋势.形成推动我国小麦生产发展的新动力。

做出上述论断的根据是.我们对近十年来,我国水稻、小麦. 玉米三种作物的播种面积、单产与总产的变化进行了比较和分析. 发现小麦的播种而积减少的最多(21.7%) •单产增长編度最大(29.2%).依靠提离单产保证了总览的增长(2.5%),实现了全国小麦供需平衡仃余.说明小麦
卞产是•个很仃活力的产业.还有增产潜力可以挖掘。

在它保证满足国内市场需求的前提下.将幺余的小麦.以优质产品销往国外市场,是可行的。

2、在北方两熟地区从追求单季作物高产向争取两季增产增收的转变
中国科学院发现“小假8F小麦品种具有较好的耐盐碱能力：具有早熟、耐晚播、耐干热风的特点，且品质优良。

在2008-2009年进行了(小假81+豈海玉米) 试验,获得了“ •早两晚，全年增产增收”的效果。

即在小偃81收获后，早种生育期较长的“登海玉米”, 延长玉米生育期,推迟其收获期,以增加产量,接卜來再种耐晚播的“小偃81”,不影响下一年的小麦产量。

结果在屮等水平的农田上获得了由产小麦520公斤+玉米666公斤二全年粮食亩产1176公斤的好收成。

力争全年粮食亩产1200公斤。

从科学根据来看，小麦是C3植物，玉米是C4 植物,两者的光合作用机制不同,对II光能利用效率不
同，小麦对口光能的赧高利用效率为2.4%；玉米对日光能的最高利用效率为3.7%，比小麦高Hil.3%o所以,通过小麦玉米品种的合理搭配, 使小麦让出10J5天给玉米,对粮食总产量的提高是有利的。

从经济效益看，玉米的“投入产出比”大于小麦,而且近年来两者价格不相上下,在这种情况下, 增产玉米有利J：农民增收。

四、关于进•步加强小麦遗传育种研究的建议：
随着小麦丫产水平的提高，近十年来我国与其它小麦生产国都出现r单产增长逐渐变缓的情况，同时受全球气候变化的影响小麦产量的波动加大，小麦育种进入了爬坡阶段。

从国际研究动向看,引起关注和支持的冇三个方面:一是相关基础研究, 如提筒光介作用效率、进一步挖掘单产潜力等：二是亜耍农艺性状分了机理研究，以分（生物学技术与常规育种相结合，创造优异育种资源和选育突破性的新品种：三是拓宽育种途径，如远缘朵交和人丄合成种的改良利用等。

□致谢：本文经我国著名小麦育种学家中国农业科学院庄巧生院士审阅修改，特别是对今后小麦牛产与科研的发展方向捉出了宝贵的指导意见，特此致谢！
关于我国玉米育种科技创新问题的儿点思考
（戴景瑞）
2008年，跨国公司选育的品种先玉335 年种植面积居500多个品种的第四位。

年种植而积为816万亩，实际上可能超过1000 万亩而居第三位,2009年可能达到2000力由以上，跃居笫二位，这表明我国玉米育种的水平在国内的优势地位即将被跨国公司所取代。

在这历史转折的关头，冇必要认貞地审视•下我国玉米育种的过去、现在和未来。

•、60年來我国上米生产取得£速发展
玉米作为我国三人作物Z—,在解决温饱问题、保障楂食和饲料安全、发展国民经济以及缓解能源危机等方而发挥了觅要作用。

从1949年到2008年,我国玉米亩产从64.1 公斤提高到370.4公斤，增加了306.3公斤，增幅为477.8%；总产由0.124亿吨提高到1.659亿
吨, 增加了12.36倍;1996年,我国玉米总产和单产超过小麦而跃居禾谷类作物的第二位。

2006年玉米和植而积突破4亿山，2009年已经超过水稻成为我国种植面积最大的作物。

预计在今后很长一段时间内卡•米作为我国粮食增产第一匸力的地位难以撼动。

二、玉米育种水平的提高对玉米生产的发展做出了巨大贡献
在玉米单产增长的诸因索•中，遗传改良的作川人约占35%・40%。

从1949年到1965年，我国玉米育种经历了地方品种评选、品种间朵交种的选有、选育双交种、三交种到应用单交种的世界性的典型发展历程。

从60年代中后期开始推广单交种以来,我国育种家先后选疗出一人批在生产上人tfri积应用的优良『I交系和朵交种。

例如自交系黄早4、自330、川340、E28、478、郑58等,它们的特点是应用面积大、组配组合多、应用时间长、潜在利川价值大。

用这些自交系先后育成-人批在生产«11发挥重大作用的优良杂交种。

进入二十世纪九I•年代,掖单号玉米因其株型紧凑、耐肥、耐密而连续8年播种
面积全国第一。

二卜世纪木农大108以高产优质多抗和适应性广的绝对优势迅速在全国二I•多个省、
市推广。

随着国外跨国公司的进入，我国民族种业面临极大的竞争压力，而郑单958的选育推广提升了我国玉米种业的竟争力，为民族种业的发展壮大贏得了喘息时间。

2006年种植面积达到5815万亩。

这些优良的育种成果对我国旳产和总产的提臥保障粮食安全做出了突出贡献。

三、60年来我国玉米育种成功的上要经验
1、选育单•交种是上要的应用形式。

2、系谱法、回交法、复合杂交、轮回选择等传
统杂交方式是匸要的育种手段。

3、引进外国杂交种作为原始材料是佇种材料的
主要来源。

4、选仔和改良我国本I:化〔I交系发挥了重要
作用（如E28、丹340,黄早4、昌7.2
等）。

5、庞大的育种队伍和广泛的地理分布以及和应
的地区适应性的选择，是成果形成的匚妥原6、抗病性、抗倒性、耐密性的增强是玉米杂交
种产量水、卜提高的币:要原因。

7、对杂种优势模式的探索和进步是中国玉米育
种技术进步的重要标志。

8、开发建设海南育种基地，实施北种南育和南
繁加代为提高育州效率做出了巨大贞献。

9、分子标记辅助育种、转基因育种和单倍体育
种等高新技术的研究和进展为新一轮育种成果的涌现奠定了初步的基础。

I* Ui.期间有望在牛产中发挥作用。

10、从中央到地方,各级领导对玉米育种的高度
匝视、支持和有效的管理是我国土米育种事业壮人发展的根本保证。

四、面临的挑战
1、玉米消费量的增长不可逆转。

2、播种rfri积增长的空间十分何限。

3、捉高玉米单产的压力越來越大。

4、资源环境的制约和气候变化的影响对玉米品
种改良的要求越来越高。

5、基因资源的国际竞争，跨国公诃资本、技
术、运营策略和营销于•段的本上化对我国玉
米育种造成戸大的压力。

五、我国土米育种科技存在的问题
1、种质资源的改良和创新基础十分薄弱, 育种资源对国外过分依赖。

2、缺乏长期稳定的有连续性、继承性的强大研究团队和科学的研究计划9研究实践，研究工作存在极大的盲目性、碰运气，成果的出现常常衣现为偶然性,大型种子企业尚未形成有国际竟争力的研究团队。

3、规模小、研究力量分散、低水平重复、短期行为严帀：、无序竞争.知识产权保护失控。

4、传统白种技术与现代高新技术严重脱卩，两者的真正结合有待时日。

5、研究设施、测试F段相对落后，育种效率低下。

6、育种科技创新的主体向企业的转移滞后，是亟待迅速解决的关键问题。

7、育种研究的管理体制和运行机制以及科研成果的评价体系的某吐不足，是I:述备方面问题的始因, 必须加速改革。

六、依靠科技创新，发学我国玉米种业
先J£335在我国主米品种年种植血积排行榜中位居前列将持续若干年，这是我国禾米育种队伍的耻辱（任何冇种家个人都无直接责任）。

必须急起直追、迎难而上,争取跨越式发展，为建设我国强人的任米种业做出贡献。

就壬米育种的科技创新而言,以下儿方面应引起高度关注：
1、土米自身的基因组具有十分丰富的遗传潜力，多种基因重组仍然是挖掘潜力、创新优良育种材料的主要手段。

2、分子育种技术是控制和聚介优良基因的简效于段，必须加速与传统育种技术紧密结合。

3、转基因育种是利用外源基因改良玉米
特定性状的仃效途径，必须把安全、稳定、
高效表达级直到基因转到最好的品种中才能
发挥其特定的功能。

建龙上、中、卜•游紧密
结合的机制是转基因币:太上项盛功的帀要养
键。

4、探索和建立稳怎的具有中国特色的杂
种优势模式，仍然是亟待看力的研究命题
5、在特定朵种优势模式基础上构建和持续改良稳定的貝有丰富遗传潜力的对应的杂种优势群是克服盲II 性、矩期行为，不断地、连续地育成优良杂交种的必要条件。

6、针对抗病性、抗倒性、耐密植等一切重要目标性状，加人选择爪力址改良成功的关键措施。

概括而言，选疋一个特怎的杂优模式，不断改良两个对应的优势群体，-年三于的连续选择，在四个生态区内进行多点的全而测试，针对斤个器官的特走件状的持续改良，是一个成熟的育种创新团队要取得成功必须遵循的車要原则。

七、提高我国玉米育种创新能力的举措
1、把增强有种创新能力问题提升到国家发展战
略的高度，个国一盘棋，统一规划，全面实施。

2、改革现有体制和机制弗端，明确产、7、研
的分工，加快育种科技创新主体向大型种子企业转
移。

在过渡期内，加强产学研的紧密合作与联合, 组建种业科技创新的战略介作联盟，发挥各H的优势,利益共享，风险共担,探索出一条中国特色的种业科技发展道路。

3、鼓励和支持大型国营非农企业兼并或投资种子产业，融合资金、技术、市场等资源的优势，迅速使种了企业强犬起來。

4、国家投资为主和多元化融资，引进和培养科技创新和企业管理的高端人才。

设立重大和重点科研项冃,打造新兴战略型种了产业。

5、把现仃的各级种质资源研究机构和种子库从乞类科研院所屮分离出来，独&建院（所），31从%种质资源的引进、收集、保疗、利用研究，面向全社会，实行公开透明的公益性服务，充分发挥我国种质资源的作用,为建立我国强大的种『科技服务。

6、加强知识产权保护，净化种F市场，改进
新品种选育、区试、审定和产业化多环节的管理，为快出品种、出好品种、快进M场、进人M场开辟快速通道。

杂交油菜发展的现状与展架
(傅廷栋)
一、历史的I叫顾
利用油菜杂种优势的研究,从20世纪40年代开始，就仃比较系统的资料。

冋顾国际杂交油菜研究的70年历史，大致可分为四个阶段：
笫一阶段(1940-1970)：孙逢吉(1943)测定了油菜产量的杂种优势,Olsson(1960)JR道了甘蓝型汕
菜自交不亲和研究，「I本Ogura(1968)发—现萝卜胞质雄件不fj (Ogu oms)0这一阶段匸要是了解油菜的杂种优势及探索可能利用的途径,是油菜利用杂种优势的探索阶段。

第二阶段(1971-1984)：发现nap细胞质雄性不育；
傅廷栋等于1972年发现“国际上第•个有实用价值的油菜波里马细胞质雄性不育;
李殿荣(1980)发现陕2A ores；
湖南农科院(1976)、李殿荣(1983)三系呢套，一批朵交种在进行产最试验、示范。

这•时期是利用油菜杂种优势的准备阶段。

□第三阶段(1985.1994)：李殿荣(1985)育成国际第一个油菜三系杂交种，澳大利业太平洋种产公司利用我国的Pol cms J-1988 年育成第一批双低杂交种H yola38> Hyola40,华中农业人学育成华杂2号(1992)等并大面积应用,杂种油菜进入了实用阶段。

□第四阶段(1995.现在):在中国，Pol ems杂种、陕2A杂种以及核不育朵种，在欧洲，
NPZ的MSL杂种和法国的萝卜质不育(Ogu oms)杂种,在加拿大,Bayer公司的转基因雄
性不育杂种等都发展很快。

目前中国杂交汕菜面积占总汕菜血枳的比例L A达70%(1998年为30%),加拿人为70%, 欧洲平均为
40%,而H•部是优质的双低杂交种。

杂交汕菜进入迅速发展和提禹阶段。

□杂交油菜的育成并大面积应用，促进了油菜生产的发展,以中国为例，自80年代,汕菜氓产捉高很快，除栽培技术的改进外，杂交种的推广起着特别重要的作用。

二、杂交油菜发展的特色
1、我国朵交油菜的研究与应用处于国际领先水
平
©1972年华中农业大学发现了“第•个有实用价值的油菜波里马细胞质雄性不ft (pol cmsy,
“ Pol oms的发现为杂交油菜实用化铺平『道路”
o 全壯界总共审定(注册)的22个汕菜三系朵交种
中，有17个注明不育系来源,就有13个为Pol
ems杂交神。

目前,国外萝卜质木W(Ogu cms)杂种，转圧因雄性不育杂种等发展很快,我国杂交油菜。