关注国家科技进步奖丨胡培松团队:早稻可向用途多元化发展

近日 , 2020年度国家科学技术奖励大会上 , 中国工程院院士、中国水稻研究所胡培松研究员主持完成的“超高产专用早籼稻品种中嘉早17等的选育与应用”获得国家科技进步二等奖 。早稻约占我国水稻总产的16%-18% , 早稻高产有着怎样的意义 , 未来有怎样的发展前景?采访人员专访了成果第二完成人唐绍清研究员 。
关注国家科技进步奖丨胡培松团队:早稻可向用途多元化发展
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获得国家科技进步二等奖的胡培松团队 。受访者供图
向用途多元化方向发展
早稻约占我国水稻总产的16%-18% , 但随着人民生活水平的提高 , 早稻的生存空间也越来越窄 , 在日常饮食中所占比例并不高 。唐绍清认为 , 早稻的出路在于品种专用化和用途多样化发展 , “一方面 , 早稻是储备粮源 , 因为早稻含水量比较低 , 储备比较容易;另一个方面 , 可以向用途多元化发展 , 比如用来作为制作米粉和味精等产品的原料 。”
米粉作为我国南方传统美食 , 深受消费者喜爱 , 并远销欧美及东南亚各国 , 但长期以来 , 市场上缺乏优质的专用米粉稻品种 。胡培松团队针对上述存在的技术难题和品种专用化、用途多样化的消费需求 , 在超高产米粉专用早稻育种种质创制、米粉稻选育技术体系构建和新品种培育方面取得了显著成效 。
此外 , 米粉专用稻选育一直无明确的具体指标 , 将直链淀粉含量作为主要参考指标 , 忽视胶稠度、糊化温度以及淀粉精细结构等对米粉品质影响的问题 。胡培松团队便利用快速黏度分析仪(RVA) , 研究了近300份水稻材料的米粉品质、理化品质与RVA特征值的关系 , 确立了黏滞性谱中的回生值和崩解值是米粉稻选择的关键参数 , 首次将RVA用于糊化温度和直链淀粉含量的定量协同测定 , 独创的RVA筛选米粉稻技术体系 , 使得选择效率提高约20倍 。利用凝胶渗透色谱仪、毛细管电泳仪、差热仪等研创出绝对直链淀粉含量、糊化参数、支链淀粉链长分布等米粉特性紧密相关的综合评判指标 , 实现了米粉专用稻品质指标的精准鉴定 , 获发明专利6项 。显著提高了米粉专用早稻育种效率 。
二十载“稻路”
唐绍清介绍 , 长江中下游早稻约占全国早稻产量的70% , 但该区域早稻生产存在苗期低温冷害烂秧、生长期短难创高产、高温逼熟品质差等三大突出技术难题 , 导致该区域早稻生产效益低、波动大、农民种粮积极性不高 。
而且长江中下游早稻播种季节易遇倒春寒危害 , 受双季稻前后茬限制生育期短难高产 。继嘉育293、浙733等这些高产品种推广应用后 , 长江中下游地区的早稻单产在相当长的一段时期内进入了瓶颈期 , 难以再上新台阶 , 想要有所突破 , 就急需新的高产基因型进行遗传补充 。优质米粉加工专用稻需要兼顾高直链淀粉含量和长胶稠度 , 但直链淀粉含量和胶稠度存在遗传连锁 , 高直链淀粉含量且长胶稠度兼顾的种质材料在当时十分稀缺 , 进行遗传改良的物质基础薄弱、技术难度大 。
针对早稻生产现状和技术难题 , 胡培松团队提出芽期、苗期多重低温耐冷筛选策略 , 开展“耐淹与耐低温发芽+芽期耐低温+苗期耐低温+早生快长”协同筛选鉴定 , 并运用生态、地理远缘杂交 , 与嘉兴农业科学研究院合作 , 将华南超高产品种特青2号的高产基因导入到嘉兴市农业科学研究院育成的早稻材料Z94-207中 , 构建大分离群体 , 分离世代以特青2号的株叶形态为“模板” , 开展强化选择 , 后代进行苗期耐低温、早发性和产量等多重筛选鉴定 , 结合米粉专用稻品质指标的筛选鉴定 , 最终创制出高产基因型、高直链淀粉且长胶稠度兼顾的米粉专用育种种质嘉育253 , 成为长江中下游双季早稻改良的骨干亲本 。