编号5287的“芯”突破:四川节水抗旱稻孕育记

黄富(右)与李德强在田间察看“雅旱优5287”
□ 本报记者 张婧 李丽 徐珑源
“唰……唰……唰……”10月19日,石棉县安顺场镇共和村5组,村民唐银华的柑橘园里,几名邻居正弯腰挥镰,一茬茬金色稻浪应声倒下,被麻利地送入打谷机。
柑橘园里套种稻米,这样的场景,过去唐银华想都不敢想。
这片水稻,叫“雅旱优5287”,是在雅安选育的节水抗旱稻。种植模式创新的背后,是一粒种子从实验室走向田间地头的漫长旅程。
在四川,结束“蜀中无好米”时代的超级稻“宜香优2115”,走上餐桌用了将近30年时间,其父本“雅恢2115”的发掘和创制,也耗费了科研人员近20载光阴。
与“雅恢2115”师出同门的“雅旱5287”,是个“省心”的后辈,没有让育种团队花费几十年工夫。从2016年开始创制,到以它为父本配组出一个又一个品种,5287系列节水抗旱稻,已从川内山区走向重庆、湖南、安徽等地,“向良田要粮”变为“向山地要粮”,曾经的“望天田”“撂荒地”,焕发出金色的希望。
一个大胆的想法
四川自主培育节水抗旱稻
一粒稻种的诞生,需要经历哪几步?
“从成千上万的水稻群体中,筛选具有高产、抗病、耐旱、抗倒伏等优良性状的单株,只是万里长征第一步。”四川农业大学西南作物基因发掘与利用国家重点实验室特聘副教授李德强这样形容。接下来,这株水稻还需经历杂交、筛选、鉴定、审定、推广等关卡,才能真正从实验室走向千家万户。
这个过程,少则七八年,多则十几年,甚至数十年磨一剑也未必能见成效。
编号5287诞生的渊源,要从16年前讲起。
2009年,还在读研一的李德强,跟随四川农业大学教授黄富,参与“宜香优2115”的育种工作。在雨城区草坝镇水稻抗病育种基地,这位本科研究植物保护的年轻人,深一脚浅一脚踩过泥泞的稻田。眼前的水田,适宜微生物与病菌滋生,又常因灌水困难耗费大量人力物力,一个新思路在他心中萌发:“要是能培育出既高产优质,又节水抗旱的水稻品种,岂不是既能省水,又能少生病?”
大胆设想,这样的稻子得到推广,边际土地不再沉睡,向山要粮梦终能成真。这对破解我国中低产田面临的土壤贫瘠、水利不足等难题,无疑打开了一扇新窗。
同年,上海市农业生物基因中心首席科学家罗利军科研团队,在世界上首次提出节水抗旱稻的理念与培育策略。李德强得知后也很激动,田坝里的起意并不是一场空想,而是一条能脚踏实地走下去的研究之路。
2016年,在“宜香优2115”诸多荣誉加身,成为长江上游5省(区)年度种植面积最大品种后,黄富带领李德强与团队成员,再次开启“寻稻”之旅——选育四川节水抗旱稻。他们没有一味在传统高产赛道上追赶,而是更加注重品质、抗病、抗旱等性质的突破,走出一条属于四川的差异化创新之路。
一场浩瀚的筛选
“5287”单株脱颖而出
水稻是一种自花授粉作物,自然进化速度缓慢。要让它获得 “杂种优势”,培育出优良后代,需要经过“三系配套”。
通俗来说,这就像一个分工明确的协作小组:不育系是“特殊妈妈”,自身无法正常自花授粉,但能接收其他稻系花粉结果;保持系是“守护者”,为不育系提供花粉,保证不育系能持续繁殖且维持不育特性;恢复系则是“完美爸爸”,与不育系杂交后,让后代恢复正常育性,并继承双方优良性状,培育出高产优质的杂交水稻。
但要把传统旱稻的节水抗旱和普通水稻的高产优质融合到一起,难度极大。
在数以千计甚至万计的材料中,科研人员可能一辈子都无法寻得一个好品种。
经过层层筛选,四川省农业科学院选育的R708,进入黄富团队的视野。这份种质资源虽然品质差、高感稻瘟病,但比其他材料更具抗旱性。
科研人员随即以它为亲本,开展人工杂交,从上万个分离株系中初步筛选出60多株符合目标的单株。那段时间,他们在四川、海南基地来回“迁徙”,不断重复鉴定、迭代后代,与不育系进行测配。
这一步,是更为艰巨的筛选与验证。
先要给60多个株系做“全面体检”:看它们结穗率,能不能抗住干旱、稻瘟病等,碾出来的米好不好吃,后代能不能继承这些优点。
再把初筛出的恢复系和不同不育系测配,形成一批新的杂交组合,种进大田,进一步观察它们的表现。科研人员还同步开展功能基因检测,找出让它们抗旱、抗病、品质好的“基因密码”,为以后培育更优秀的水稻品种打下基础。
时光匆匆而逝。
2022年9月,在四川农业大学雅安基地试验田里,一批杂交稻新组合收割上来,团队进行产量和米质检测时,田间编号为5287的恢复系配组的系列组合脱颖而出。
抗病、优质、抗旱、抗倒、强再生力……它几乎满足了李德强对“完美对象”的所有想象。研究团队将其起名为“雅旱5287”,意为在雅安选育的节水抗旱稻恢复系。
更让人欣喜的是,在选育恢复系的同时,以“雅香9A”“雨晶A”为代表的不育系同时培育成功,四川拥有了自己的节水抗旱稻“三系配套”母本和父本材料。
一个持续壮大的“家族”
8个新品种参加试验
10月17日,四川农业大学现代农业研发基地(崇州)试验田里,新一季稻子刚刚收割完毕,一排排稻茬留在了田间。
两个月前的8月,这片田刚经历一场大考。四川省农业农村厅组织专家,对“雅旱5287”开展田间鉴定,它的叶片被送入实验室,接受基因层面的精准测评。
“如果在48个位点中,发现有3个及以上位点与已鉴定亲本存在差异,‘雅旱5287’就可以被认定为新亲本,成为四川省首个自主选育的节水抗旱稻新恢复系。”李德强解释。
官方结果将于今年12月揭晓,但李德强对此胸有成竹——这一结果团队此前已多次进行过验证。
以“雅旱5287”为父本,四川节水抗旱稻研究正源源不断地结出硕果。
“雅旱优5287”“锦旱优 5287”“沫旱优5287”“全泰优87”……三年来,李德强团队已陆续选育30余个节水抗旱稻新组合。在今年的省级及国家级区域试验中,编号“5287”家族共有8个品种参试。其中,“全泰优87”参加了长江上游国家区域试验,“锦旱优5287”同时进入四川省续试和生产试验以及武陵山区国家区域试验。
这也意味着,最快明年,“锦旱优5287”就有望通过四川审定,成为四川首个自主选育的节水抗旱稻品种,从试验田真正走向农户的田间,为中国饭碗装得更满、端得更稳增添底气。
“节水抗旱稻管护简单、用水量少,是未来水稻育种的重要方向。”四川鑫源种业推广有限公司总经理王咏菠说,公司已与团队签订联合科研协议,获得了“雅旱优5287”联合推广优先选择权。
从实验室到试验田,从科研人员到种业企业,编号5287的四川故事,正在金色稻浪中续写新篇章。


