“粮食“十七连丰”背后的育种科技”

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13亿斤，这是年我国粮食生产比上年增加的产量，实现了17连丰。 这样的成果并不容易，根据中国农业科学院最近公布的一系列数据，中国小麦年播种面积每年减少2700万亩，但产量增加了1300万吨。 水稻年播种面积全年减少393.6万亩，但产量增加897.7万吨。

中国农业科学院副院长、中国工程院院士万建民表示:“一减一增的背后，是科学技术的力量。 从育种、栽培到灌溉、病虫害防治，粮食生产的各个环节都需要科学技术的辅助力量。 其中，良种培育是极其重要的一环。 近年来，我国培育了粮食作物新品种，从种源上为提高粮食产量和质量提供了保障。 这次，让我们从平时接触最多的四大粮食作物小麦、水稻、玉米、大豆中，看看它们的新品种从实验室走向农田地头，使中国的粮仓更加充实，餐桌更加丰富。

小麦的生产品种都是国产自育

我国是世界上最大的小麦生产国和费用国。 小麦总产量连续6年在1.3亿吨以上，这对于1.27亿吨的消费量来说，正好，不太充裕。 中国农业科学院作物科学研究所副所长刘录祥说。

但是，这个现在正好。 刘记录祥指出，未来中国人口还将增加，2030年小麦要实现1.7亿吨产量，就要求我们每年增加产量的2%。 所以我们不能躺下睡觉。 必须警惕。

每年增产2%，难度有多大？ 首先，让我们来看看最近十年的变化。 年中国小麦单产(平均亩产) 322.55公斤，年增至382.8公斤，增长18.68%，年均增长1.87%。 这个增长率接近2%，是如何实现的？

为了产量好，首先需要种子好。 万建民表示，十三五期间，中国农科院围绕小麦全产业链开展了储粮技术重大科研任务，新培育出了具有国际领先水平的小麦新品种。 而且，我国的小麦生产品种都不依赖国产自育，也就是国外的种子。

例如，中麦175是我国第一个通过国家水地和旱肥地两个区域审定的水旱兼用型品种，实现了我国冬小麦育种的新突破，是北部冬麦区宣传面积最大的品种。 中麦5051解决了北方麦区强力小麦不耐寒、节水小麦质量不高的难题，亩产达到551公斤。 中麦578年在河南省焦作市通过实弹检验，亩产达到841.5公斤，创黄淮麦区强力粉麦高产记录。

培育新品种需要进行多项基因研究等基础研究。 近年来，我国小麦育种基础研究取得了许多突破。 例如，中国农科院作物科学研究所首次克服了利用冰草属优良基因改良小麦的国际难题，创造了多粒、广谱抗病性强、产量高的育种新材料。 克隆抗旱基因，培育的抗旱小麦水分利用效率提高15%以上，产量提高10%以上。

在小麦基因组测序、基因克隆、高通量分子标记检测、转基因、基因编辑及分子育种技术等方面，中国农业科学院与欧美发达国家保持同步，部分行业处于领先水平。 分子育种是指将分子生物学技术应用于育种，在分子水平上育种。 近年来，中国农业科学院完成了小麦基因组660k芯片的构建、太谷核不育基因的克隆和基因编辑等事业。

我们用分子标记标注了这些原始的基因，从以前开始从育种到分子育种，都提高了育种技术。 中国农业科学院作物科学研究所所长、中国科学院院士钱前如是说。

对于未来小麦新品种的设计，刘录祥呼吁扩大对重大科学设施的支持。 他认为，从基础资源深度解析、优良基因深度挖掘、重大战术品种设计三个目标规划小麦品种研究科学设施。 通过科学设施的支持，每年争取一点战术基因资源和新品种的生产。

水稻品种培育兼顾高品质和高产

万建民这几年感受到了一个有趣的变化:几年前在某小酒店或食堂吃饭，经常遇到饭的味道不好，不太能接受，但现在无论走进哪个路边的小店或食堂，饭的味道都一般能接受，不像以前那么差。 他发现周围很多人和他的感觉一样。

这证明了什么？ 他得出了一个结论:中国的水稻品种培育追求以往单一生产的提高，并朝着质量改良的方向迅速发展。 总之，高质量和高产并重是当前水稻育种的主攻方向，并且取得了相当好的效果。

要说高质量的大米，很多人可能会想到泰国的香米、日本的大米，还有我国东北地区的五常米等。 但是，近年来我国培育了许多水稻新品种，并且在高产和高质量方面达到了国际领先水平。

如中国水稻研究所胡培松院士团队选育的华浙优261香型高品质杂交水稻，是高品质高产高效广适应性新品种，达到农业领域“食用稻品种质量”标准一级。 华浙优261产量高，最大的特点是米质优良，整精米率达70%以上，米细透亮，口感好。 钱前院士团队选育的嘉禾优7245粳型三系杂交水稻品种，具有味软糯弹香、产量高、抗稻瘟病、抗飞虱等优点。

最近在太湖流域培育的软米也几乎可以接近日本的米。 中国水稻研究所和湖南农科院、广东农科院选育的籼稻，部分品种达到泰国香米的味道。 万建民说，和小麦一样，应用于我国生产的水稻品种都是国产自育的。

记者了解到，在水稻育种基础研究方面，我国取得了突破性进展。 例如，中国农业科学院通过建立功能基因组学、蛋白质组学、代谢组学等研究平台，分析了水稻产量、外观、圆柱形和抗逆性等重要性状的分子基础，建立了从分子模块到设计型品种的现代生物技术育种创新体系，整个

在杂交水稻种子的研究方面也有很大的突破。 由于杂交水稻长期存在未经处理的问题，种子特征不固定，必须每年制种，致使种子价格比常规种子高得多，限制了杂交水稻的进一步宣传。 中国水稻研究所利用基因编辑技术，首次建立了能固定杂交种子特征的水稻无融合生殖系统，成功获得了杂交水稻的克隆种子。 这种种子克隆技术可以明显降低作物的生产价格，保障粮食安全。

玉米自育品种面积提高到90%以上

玉米在明朝时期从南美传入中国，经过数百年的迅速发展，已经成为我国第一大粮食作物。 十三五期间，我国玉米产量占粮食作物的39.3%，单产从年的393公斤上升到年的421公斤。

玉米产业的繁荣得益于新品种培育不断突破，自育品种面积提高到90%以上，高质量专用、绿色高效品种大幅增加。 万建民说。

由于我国不是玉米的来源地，这种玉米种质资源(也称为遗传资源，指生物体向子代传播的遗传物质，多存在于特定品种中)的丰富程度与一国不同。 比起小麦和水稻品种实现所有国产自育，我国玉米自育品种的比例要低得多。 国家玉米产业技术体系首席专家李新海表示，5年前，跨国公司选育的玉米品种占我国玉米播种面积的比例达到15%。

但是，对于玉米育种研究，我们并不落后。 作为玉米育种基础与应用基础研究行业，中国农业科学院开展了玉米种质资源保护与创新研究，创新了基因编辑、转基因、全基因组选择等遗传改良技术，推动了玉米种业的新的快速发展。

记者了解到，中国农科院建立了我国玉米种质资源安全保护体系，安全剩余种质资源3万余种。 通过研究，明确了我国玉米种质资源的遗传多样化，明确了现代玉米育种过程的全基因组选择和遗传改良规律。 成功克隆了多种与玉米株型建设、耐密性、耐盐性、抗粗缩症和耐倒伏性密切相关的基因，揭示了遗传机理。 开发了从基因组dna序列预测基因表达调控模型的人工神经网络模型，为实现人工智能辅助定向育种奠定了基础。

十三五期间，中国农科院在单123单685中玉303单111等高产抗逆宜机上培育了10个新品种。 例如，单111表现出早熟、耐倒伏、落粒损失率低等特点，新疆奇台亩产超过1570公斤。 中国农业科学院还建立了以密植增产、优质集群、病虫害绿色防控、机粒收获和全程机械化作业、秸秆还田高产全程机械化绿色技术体系，年人均产量创下1663.25公斤新记录，

大豆因生长环境恶化而实现增产

与小麦、水稻、玉米相比，大豆的境遇并不是很好。 给田地喂了小麦和水稻，给破碎的田地喂了玉米，最坏的喂了大豆。 国家大豆产业技术体系岗位专家吴存祥直言不讳。

由于耕地资源和水资源有限，为了保障粮食的绝对安全，我国在粮食作物的配置上优先保障小麦、水稻和玉米，将大豆种植转移到了周边地区。 十二五期间，适合我国大豆种植的东北地区中南部和黄淮海地区中北部大豆面积严重萎缩，光温条件较差的东北北部高寒地区和旱涝严重，土壤板结的黄淮海南部成为新的大豆集中产区，大豆生产布局条件介于植物生存所需的土壤、水分、气候、空之间

产量高低与立地条件好坏直接相关，大豆生长环境变差，产量增加吗？

可以！ 年，中国大豆平均亩产132.4公斤，比去年提高11.0%。 在主产区区位条件不好的不利形势下，大豆单产水平的提高得益于科技进步。 万建民说。

目前，中国农科院作科所的国家种质库保留着世界上最多的大豆种质资源。 该所深入开展了大豆良种发掘、创新与利用攻关，取得了显著成效。 例如，在大豆育种的基础研究中，与华南农业大学合作，研究人员寻找了近半个世纪的大豆长童期基因j，找到了改良大豆短日高温适应能力的分子靶点。 这为中高纬度地区优良大豆品种的改造提供了技术途径，对快速发展低纬度地区大豆生产，扩大大豆品种种植区域，提高植物蛋白质保障能力具有重要意义。

万建民介绍了十三五期间合农95黑农84绥农44齐黄34等大豆新品种的选育和大面积宣传栽培，大垄密植、浅埋滴管、免耕秸秆等技术模式不断成熟，良种良法结合刷新了小面积高产记录，创造了大面积高产典型 例如中黄37蛋白质含量高、籽粒大、已成为黄淮海地区主要栽培品种之一的中黄30，抗旱背阴，适合西北地区主要栽培品种中黄901早熟高产、抗大豆灰斑病、东北北部栽培。 中黄39适宜栽培的地区为北纬20度至40度，是我国栽培地区纬度跨度最大的大豆品种。

记者的手记

还要搞好农业倾复

除小麦、水稻、玉米和大豆外，中国还选育了中谷系列谷子、中绿色系列绿豆、中红系列小豆等杂粮新品种。 例如，杂交谷子中杂16增产均达到15%以上。 小米新品种中谷2大大提高了小米的质量，以前需要煮半个小时左右的小米粥，现在只需要8到10分钟。

作物重大新品种层出不穷，引领我国主要粮食育种方向，支撑国家粮食安全。 万建民说。

然而，万建民也指出，随着人们诉求的变化，我国种业的快速发展仍在提高。 他以大米为例，糖尿病、肾脏病、高血压患者等特殊人群对大米有特殊的诉求。 例如，肾脏病患者因为肾功能衰竭，不能吃面筋含量超过4%的米。 面筋含量高，不能像正常人一样有效消化蛋白质，因此会引起尿中毒。 但是，普通人希望谷蛋白质含量稍高，这类营养蛋白质更高。

如果我们能提供谷蛋白的大米，至少可以减少肾脏患者的透析次数。 万建民说，要顺应人们的诉求，培育不同的稻米品种。

未来良种的培育，在追求高产的基础上，更注重质量和功能。 万建民指出，要加快培育环境友好、资源高效、高质量和高附加值专用、轻简栽培和机械化生产方法等划时代的作物新品种。 要点:培育高品质绿色超级稻、高品质功能水稻、高品质节水小麦、抗赤霉病小麦、抗干机械收获玉米、抗虫抗除草剂玉米、高品质蛋白质玉米、高产高蛋白大豆、耐除草剂大豆等重大新品种。

为了实现这些目标，必须推翻农业。 万建民表示，在一点育种基础研究和关键技术上，我国与发达国家还有差距。 例如，基因编辑技术的原始专利多由国外控制，缺乏具有重要育种价值的重大基因等。

未来要扩大自主知识产权生物育种核心技术和产品的研发，尊重科学，在严格的监管下开展生物育种产业化应用。 万建民提出，以种业关键技术的原始创新为目标，开展掐住种源脖子的技术攻关。