华南农大攻克世纪性难题 籼粳杂交稻将接力粮食增产重任
7月7日，百余名国内科研机构、高等院校、知名企业等水稻产业代表齐聚华南农业大学，这到底是什么原因呢？原来，华南农业大学农学院张桂权教授和他的团队经过长达30年的研究，在籼粳亚种间杂交水稻领域取得重大突破。
由华南农业大学农学院、广东省植物分子育种重点实验室主办的“籼粳亚种间杂交水稻全国合作论坛暨现场观摩会”围绕这项成果进行展示推介，研究成果吸引了水稻界多名专家学者及企业代表的广泛关注。
与会过程中，百余名业内人士通过田间展示、盆栽观察、开幕宣讲及论坛环节，了解张桂权团队在此领域的最新进展，并对成立“全国籼粳亚种间杂交水稻产业技术创新联盟”、建立资源共享的合理机制等议题展开讨论。
我国水稻研究人才辈出，硕果累累，究竟是什么样的研究成果，竟吸引了全国的水稻研究精英？
杂交水稻国家重点实验室杂种优势利用方向首席科学家邓启云称，籼粳杂交水稻的不育性是世纪性难题；邓启云还表示，张桂权教授在此领域三十年如一日的投入，如今取得突破性成果，令人敬佩。
邓启云很早就关注籼粳杂交水稻领域的研究，他总结到，籼粳杂交水稻不育性过去有四大难点，一是两个亚种杂交优势明显，株高过高；二是生育期超长，基本在150-170天之间；三是籼粳杂种不孕导致不育性难题，这是最难克服的；四是籽粒充实度低。“张桂权老师的研究成果，成功地让这四大难点成为过去。”邓启云指着一株组合品种告诉记者。
籼粳杂交水稻是新型杂交水稻，理论研究和应用研究现已取得一定的阶段性成果，但还处于起步阶段，籼粳杂交水稻仍面临一系列待解决的问题。
江西省农业科学院副院长余传源指出，该类型水稻最新出现的第五大问题是：“籼粳杂交水稻的口感兼具籼稻和粳稻的特性，对于消费者来说仍然是一个比较奇怪的口感，这在育种研究上是一个需要重视并改良的地方。”
相对于目前“梗不籼恢”（以籼型恢复系和粳型不育系杂交）的育种体系，广东现代耕耘种业有限公司董事长黄健文认为第二代籼粳杂交水稻“籼不粳恢”更具有前景，因为可以有效地解决粳型不育系外露率低带来的制种难题。
尽管籼粳杂交水稻目前距离产业化仍然存在较长远的距离，但参会代表一致认为：“克服不育性难题之后，其他的问题通过育种技术，是相对容易解决的。”
“籼粳杂交水稻在增产上的潜力，是十分具有前景的，”云南省农业科学院国际交流处处长陶大云表示，“一些组合的产量能达到增产22%的效果，这非常客观。”隆平高科总监应继锋是栽培领域的专家，对籼粳杂交水稻的增产前景也表示了认可，“目前，亚种之内杂交水稻的增产效果出现了减缓的现象，籼粳杂交水稻研究是未来粮食增产必走的方向。”
参会代表对籼粳杂交水稻研究的前景表示高度认可，一致表态将支持成立“全国籼粳亚种间杂交水稻产业技术创新联盟”并成为会员单位，同时希望张桂权教授尽快起草方案并组织成立研讨会。
链接：张桂权团队
如何攻破籼粳杂交水稻不育性难题？
利用“特异亲和基因”突破籼粳亚种间杂种不育性
现代稻作学之父丁颖教授将中国栽培稻分为籼稻、粳稻两个亚种。自上世纪70年代以来，我国杂交水稻研究成果丰硕。特别是在籼型杂交水稻领域，以袁隆平院士为代表的等一大批水稻育种家取得了令世界瞩目的成果。于此同时，粳型杂交水稻研究也得到了广泛的开展，先后育成了数百个粳型不育系。两大亚种之内的杂交水稻研究成果，为解决我国乃至全球的粮食安全问题做出了巨大的贡献。
但值得引起我们重视的是，随着人口增长，粮食增产仍是我们面对的重大命题。因此随着对水稻科学研究的不断发展和深入，一些新的领域开始走进育种家的视野，“籼粳亚种间杂交水稻”就是一个重大的方向。
距最新研究成果显示，籼粳亚种间杂交水稻存在着巨大的杂种优势，水稻籼粳亚种间杂交优势利用，一直受到国内外相关领域人员的极大重视。
1986年，日本学者池桥宏提出了“广亲和基因”的假设，引起了国际上的广泛注意。1987年，卢永根院士、张桂权教授共同发表了《栽培稻杂种不予型的遗传研究》一文，开始了栽培稻杂种不育性的遗传研究。三十年来，张桂权研究团队围绕栽培稻杂种不育性的遗传开展了大量的研究。通过遗传学分析，共鉴定出控制籼粳亚种间杂种不育性的5个基因座位。通过分子标记技术，完成了对这5个基因的分子定位。之后，利用这些基因开展克服籼粳亚种间杂种不育性的研究，找到了克服籼粳亚种间杂种不育性的办法。2004年，张桂权和卢永根等的研究成果“水稻特异亲和基因的定位和粳型亲籼系的选育”获得了广东省科学技术奖一等奖。2016年6月，张桂权研究团队在国际学术刊物“Scientific Reports”上发表了“Overcoming inter-subspecific hybrid sterility in rice by developing indica-compatible japonica lines”的学术论文。这标志着籼粳亚种间杂种不育性得到了有效的克服，为籼粳亚种间杂交水稻的创制奠定了理论基础。
分子育种技术大发神威，成籼粳杂交水稻技术支撑
在克服籼粳亚种间杂种不育后，张桂权教授团队本身在分子设计育种研究领域的优势，加速了该理论的实际应用。1996年，张桂权团队开始了水稻分子育种的研究利用该团队育成的籼型水稻品种“华粳籼74”为受体，以稻属AA基因组的8个种的40多个材料为供体，构建了稻属AA基因组的染色体单片段代换系（SSSL）文库。以该文库为设计育种平台，设计并培育出“华小黑1号”和“华标1号”水稻新品种，标志着基于SSSL的水稻分子设计育种取得了阶段性的成果。在此基础上，开展了水稻“三系”的设计育种，构建了水稻“三系”的设计育种平台，利用该平台设计并培育出多份水稻三系材料。为了进一步发挥基于SSSL的水稻分子设计育种平台的优势，利用克服籼粳亚种间杂种不育性的研究成果，设计并培育出对粳型不育系具有恢复性和亲和性的籼型恢复系，为籼粳亚种间杂交水稻的创制提供了技术支撑。
成功组配品种460多个，籼粳杂交水稻从实验室走向田间
近年来，该研究团队围绕籼粳亚种间杂交水稻的创制与全国各地的水稻育种单位开展了广泛合作，在全国各地收集了50多个粳型不育系，粳型不育系的来源覆盖了我国的主要粳稻种植区域。对这些粳型不育系进行了广泛的研究和开发利用，已筛选出10多个较优良的粳型不育系。利用这些粳型不育系与该研究团队培育的籼型恢复系组配的籼粳杂交水稻在全国各地进行了广泛的测试。2016年，利用8个粳稻不育系与多个籼型恢复系组配了籼粳杂交水稻组合86个，在全国17个省（市、区）的30个试验点进行广泛的测试。结果表明，这种籼粳亚种间杂交水稻具有广泛的适应性和巨大的增产潜力，显示出广阔的应用前景。其中，委托农业部品种审定“绿色通道”指定服务单位华智水稻生物技术有限公司在长江流域对本单位配制的籼粳杂交水稻组合进行了广泛的测试，在长江中下流的7个省（试验点）的试验中，IJ306组合比当地对照品种丰两优四号平均增产达22.88%，增产点率达100%。2017年，利用35个粳稻不育系与籼型恢复系组配了籼粳杂交水稻组合460多个，已安排在全国18个省（市、区）的40多个试验点进行广泛的测试，进一步测定这些籼粳杂交水稻组合的适应性，筛选出适合在不同地区种植的杂交组合，为籼粳亚种间杂交水稻组合的推广应用奠定基础。
籼粳杂交稻既不是籼稻、也并不是粳稻，而是兼有籼稻和粳稻优良特性的新型水稻，杂种优势更强，通过利用两个亚种间丰富的资源进行杂交，为未来育种工作提供了更大的空间。
如何走向产业化？籼粳杂交水稻尚需一段过程
籼粳亚种间杂交水稻的产业化具有广阔的前景，在产业化过程中仍需要解决一系列的问题。
1．由于粳型不育系的柱头外露率低，以及与籼型恢复系的开花时间差，使籼粳亚种间杂交水稻组合的制种产量受到严重影响。因此，解决制种问题将是籼粳亚种间杂交水稻产业化的关键问题。
2．现有的粳型不育系大多是多年前根据粳型杂交水稻的需要育成的，与籼粳亚种间杂交水稻的要求有一定的差距，需要按粳型不育系的育种目标来培育新的粳型不育系，以满足各地对籼粳亚种间杂交水稻组合的需要。
3．目前的籼型恢复系在亲和性、恢复性以及其他重要性状上仍有改良的空间，目前正在培育新一代的籼型恢复系，期待取得更好的效果。
4．“籼不粳恢”育种体系可以作为第二代籼粳亚种间杂交水稻进行研究，预期“籼不粳恢”育种体系可以更好地解决籼粳亚种间杂交水稻制种等问题。
5．目前对籼粳亚种间杂交水稻的认识是肤浅的，需要通过大量的研究和实践来提高认识，不断完善籼粳亚种间杂交水稻育种的各个环节，不断提高籼粳亚种间杂交水稻组合的实用化水平。
