类型b:学术报告
作者及机构
本文由李胜男、刘伟、胡兴明、赵良侠(安徽农业大学农学院)合作完成,发表于《江苏农业科学》2023年第51卷第11期,题为《近现代中国水稻育种历程》。
论文主题
该综述系统梳理了中国近现代(清末民初至今)水稻育种技术的发展历程,将百年育种史划分为科学育种初期、独立发展时期和逐步领先时期三大阶段,重点总结了各时期的核心技术突破、代表性品种及关键基因,并对生物育种新技术和未来发展方向进行了展望。
主要观点及论据
1. 科学育种初期(清末民初至1925年):现代育种体系的萌芽
这一时期是中国水稻育种从传统经验转向科学理论指导的关键阶段。清政府通过设立农事试验场、翻译西方农学著作推动农业改革,为科学育种奠定基础。1914年,北京政府首次组织全国性水稻品种鉴定,按品质分级推广优质稻种。1919年,原颂周在南京高等师范学校试验农场运用遗传学原理开展纯系育种,1924年育成“改良江宁洋籼”和“改良东莞白”两个纯系品种,成为长江中下游地区主推品种。这一阶段的标志性成果包括:
- 技术特点:以品种比较试验为主,初步引入纯系育种理念。
- 社会背景:戊戌变法后农业改良政策、西方遗传学理论的传入。
- 局限性:育种规模小,技术依赖国外方法。
2. 独立发展时期(1925年至20世纪50年代):技术本土化与矮化革命
随着纯系育种和杂交育种技术的普及,中国育种家开始结合本土需求创新方法。丁颖、赵连芳等留学归国人员推动技术自主化,1930年中央农业实验所的成立标志着系统化研究的开始。本阶段三大突破包括:
- 纯系育种:赵连芳改进洛夫穗行法,育成“中大帽子头”(1929年)和“南特号”(1934年),后者推广面积达400万公顷。
- 杂交育种:丁颖1926年利用野生稻与栽培稻杂交育成“中山1号”,开创杂交稻先河。
- 矮化育种:1950年代黄耀祥利用“矮仔占”育成“广场矮”,比国际水稻研究所IR8早7年,实现产量首次飞跃(单产从200公斤/亩提升至300公斤/亩)。关键基因sd1的利用使植株抗倒伏性显著增强。
3. 逐步领先时期(20世纪60年代至今):技术创新与全球引领
中国水稻育种在此阶段实现从跟跑到领跑的跨越,核心成就包括:
- 三系法杂交稻:袁隆平团队1970年发现“野败”不育株(wa352基因),1973年实现三系配套,育成“南优2号”;谢华安1980年推出的“汕优63”成为推广面积最大的杂交稻。
- 两系法杂交稻:石明松1973年发现光温敏不育株(pms3/tms5基因),1992年袁隆平提出不育起点温度指标,推动两系法体系化。至2021年,全国审定两系品种2575个,占杂交稻面积的33.59%。
- 超级稻育种:1996年启动的超级稻计划分四期实现亩产从700公斤至1000公斤的突破,袁隆平提出“理想株型+杂种优势”理论,籼粳亚种间杂交技术(如广亲和基因s5-n的应用)显著提升产量潜力。
- 生物育种:2002年完成籼稻9311和粳稻日本晴基因组测序后,基因编辑技术(如CRISPR-Cas9)加速应用。已克隆基因包括粒型基因(gs3、gw5)、抗病基因(xa23、pi21)等4100余个,张启发提出的“绿色超级稻”概念推动抗逆育种。
论文价值与意义
1. 历史梳理:首次系统划分中国水稻育种百年历程,明确各阶段技术特征与社会经济背景的关联。
2. 技术总结:详述矮化育种、三系/两系法、超级稻等突破性技术的研发路径,揭示关键基因(如sd1、wa352)的科学价值。
3. 未来展望:指出生物育种(特别是基因编辑和分子设计育种)是解决“卡脖子”种业问题的核心方向,强调多组学整合与产业化应用的重要性。
亮点
- 证据链完整:结合品种推广数据(如“汕优63”累计种植面积)、基因功能研究(如rf3/rf4恢复基因机制)及国际对比(矮化育种领先IR8)。
- 交叉视角:将育种技术演进置于政策变革(如农业农村部超级稻计划)、学科发展(遗传学理论引入)双重背景下分析。
- 前瞻性:提出智慧育种、种质资源保护等战略建议,为乡村振兴提供科技支撑。