“中科發早粳1號”系列早粳稻新品種選育成功

7月19日，早粳水稻新品種“中科發早粳1號”現場會在江西省上高縣舉行。200畝示範片里金色稻浪翻滾，新品種在機插秧、人工插秧、直播和拋秧等4種栽培模式下均表現優異，尤其是在苗期抗冷、抗旱、成熟期抗穗發芽等農藝性狀中表現突出，且外觀品質優、味道好，豐收在即。

測產顯示，人工拋秧種植，實收水稻稻穀畝產為530.31公斤；機插秧種植，實收水稻稻穀畝產為613.73公斤，兩者平均畝產為567.64公斤。這一新品種實現了我國早粳稻“零的突破”，意味着今後提前一個季度就能吃上好吃的新粳米了。

我國共有13個省生產早稻，全部分佈在南方低緯度地區，其中，湖南、廣西、江西、廣東等4省區在全國播種面積中佔比較大。然而，我國所有的早稻品種均為秈稻，目前國家設立的早稻品種審定組只有早秈組。早秈稻是在3月中下旬播種、7月中下旬收穫（生長期100~120天）的南方秈稻品種。早秈稻品種尤其是長江中下游的品種由於其整體品質較差，大部分作為儲備糧或工業用糧使用。

同早秈稻相比，生長在高緯度地區的粳稻品種具有抗逆性強、株型優、米質優、食味佳等明顯優點。加速培育優良早粳品種及其推廣應用，可以提高早稻米的品質和商業價值，不僅為農民增加經濟效益，同時可將我國優質新米的上架期提前2-3個月。儘管育種家已經嘗試了多年，卻一直未能培育出在實際生產中使用的早粳稻新品種。

該研究中，“中科發早粳1號”實現了我國早粳品種“零的突破”，提升了早稻米的品質。這一早粳新品種屬於早稻中遲熟類型品種。2020年在江西高安縣和浙江永康市的早稻品比及多點試驗中，平均株高90厘米左右，平均每穗總粒數超110粒左右，結實率可達85%以上，千粒重26克左右，平均畝產在500公斤以上。此外，新品種抗逆性強，尤其是在苗期耐寒、後期抗穗發芽方面尤為突出，米外觀品質優良，長寬比達3.0。主要米質指標達到優質二級米標準，食味佳。“將早秈稻品種改為早粳稻品種，可以將優質新米提前兩至三個月上市，為我國主糧供應端上第一碗飯。”中國科學院院士、中科院遺傳與發育生物學研究所研究員李家洋說。

“中科發早粳1號”新種質為我國優質稻改良示範出新的方向，具有重要的科學意義和應用價值。新種質誕生的背後是“分子精準設計育種”這一技術支撐。

李家洋團隊長期從事高等植物生長發育與代謝調控的機理研究，在我國率先建立了植物基因圖位克隆技術方法體系，克隆了影響水稻株型、分櫱數目、株高、分櫱角度、穗大小、穗型、莖稈強度等株型特徵的一系列重要基因，分離鑒定了水稻抗性澱粉合成等重要基因，為培育高產優質水稻新品種奠定了堅實的理論基礎，並率先提出了“分子設計育種”的理念，提升了水稻品種培育效率。

針對長江中下游地區早稻生產中遇到的問題，該團隊以優異稻米品質基因為主線，結合高產及理想株型基因等，運用分子精準設計育種的理念和技術，選擇最佳親本，通過雜交選擇，最終育成具有優質、高產、抗寒和抗穗發芽的全新“中科發”早粳新品種。這是在中科院戰略性先導科技專項（A類）“種子精準設計與創造”支持下產生的重要成果。

與常規育種技術相比，“分子精準設計”育種不僅克服了育種周期長、偶然性大和育種效率低下等缺點，還能夠對當前品種的缺點進行精確改良，實現多個優良性狀的聚合。目前李家洋團隊已先後訂製了多個具備高產、優質、高效、高抗等優良性狀的“理想水稻”。例如，研究團隊創建的北方稻區的“中科發”系列水稻新品種和南方稻區的“嘉優中科”系列水稻新品種，均實現了高產優質多抗水稻的高效培育。截至目前，2018年通過國審的“中科發5號”等系列品種在黑龍江、吉林、遼寧等省區推廣面積達200萬畝以上；2017年成功實現萬畝示範的優質高產水稻品種“嘉優中科”系列推廣面積已逾100萬畝。該團隊的“水稻高產優質性狀形成的分子機理及品種設計”研究成果於2017年獲得國家自然科學獎一等獎、於2018年獲得未來科學大獎。這些從科學理論到生產實踐的成功範例，將有利於推動作物傳統育種向高效、精準、定向的分子設計育種轉變。

“精準設計”水稻不僅有助於保障國家的糧食安全，還有助於滿足“眾口難調”的個性化需求。中國地域遼闊，生態環境和消費喜好差異大，所需水稻品種也各不相同。目前，李家洋及其團隊正在嘗試“定製”針對特殊人群的稻米（如針對糖尿病人的低澱粉）以培育出滿足個性化需求的水稻。