重庆不能产优质米?他潜心研究十年对此说不!

14.07.2019  22:23

因灌浆期高温、小温差,重庆不能产优质米,甚至被划进“劣质稻产区”。

不过,重庆水稻育种专家用十年磨一“”,在30万份育种材料里探寻“重庆密码”,干脆利落地否定了这一论断。

日前,重庆农科院在水稻育种上又有一项突破性成果:新育出在淹水中可发芽出苗的稻种。这一成果填补了国内外在淹水发芽稻种培育中的空白。

主导取得这两项突破正是重庆农科院水稻研究所副所长、研究员李贤勇。为探寻水稻培育中的“重庆密码”,他已在田间地头躬身探索28年“沙中淘金”。

李贤勇解说两项研究是如何突破的。

第一次突破

另辟蹊径破解寡照高温逆境

54岁的李贤勇发线花白,身上散漫一股泥土气息。正是这个有点“”的专家,躬身在田间地头和实验室里,发掘出优质水稻的“重庆密码”。

杂交水稻育种初期是以高产为目标解决温饱问题。可上世纪90年代初,李贤勇春节回开县老家时,村里的老乡告诉他:“米产量高了,可没老品种好吃。

老乡的话在李贤勇脑子直打转。他开始思考,如何破解重庆水稻“高产”和“优质”的瓶颈。

他查阅资料发现,前辈的广泛研究证明:重庆种植的水稻,受穗分化期寡照和灌浆高温及小温差的逆境,不能生产优质米。

重庆甚至被划进“劣质稻产区”。这无疑给李贤勇这个初生牛犊的西南农业大学硕士研究生当头一棒。

重庆是典型的寡日照地区,年日照时数在900至1200小时,且时空分布不均。在水稻分蘖至幼穗分化形成产量的关键时期,寡日照危害特别突出。

加上抽穗灌浆时高温和小温差的原因,外地稻种在重庆“水土不服”。即便是最优质的稻种,都难过重庆的“烤验关”。

一天下来剩的有机物太少了。”李贤勇说,“白天的日照不充足,光合作用积聚的有机物少,晚上温度植物呼吸量大,还要耗去不少。

他打比方说,就像一个人做工,白天出门只能挣到80块钱,可晚上一热喝几瓶啤酒再加个餐,一天下来钱袋子剩不到几个钱。

为破解这一难题,一些专家通过增宽叶片加大吸光面来解决,但又造成新的缺陷:加宽的叶片会挡住下层页片的光照,增加了病虫害防治的难度。

李贤勇在分析光合作用中的叶绿素组成和功能后,另辟蹊径制定“技术线路图”:提高叶片中搜集光能的捕光色素的比例,在光照不足的条件下也能生产出足够光合产物,确保稻谷生长的有机物供给。

30万份“材料”里沙中淘金

思路充其量是张蓝图,要变为现实并非轻而易举。

这一创新思路变为现实有个前提,必须找到能提高捕光色素比例的“材料”(遗传基因),否则一切都是空谈。

经努力,他在国内外率先发掘出捕光色素叶绿素b含量高的特异基因资源,破解“重庆版”优质水稻培育的关键一环。

下一步,他们要从众多试验“材料”中,筛选出优质稻种。在前辈研究结论的笼罩下,许多人都不看好这项研究,李贤勇也没把握。

水稻从苗子上看不出优质与否,要种植大量的‘材料’,然后再检测筛选。”李贤勇说,筛选出能达到优质稻的“材料”后,再利用现代生物技术开展“重庆版”优质稻种的培育。

李贤勇把一年当成三年用:每年在重庆种一季,再到海南种两季进行“加代”,以在有限时间内尽可能试验更多的组合。每季种下超过1.5万份“材料”,6年坚持下来,一共种下约30万份“材料”。

一年365天,大约有300天我们都在田间地头。不在重庆,就在海南。”李贤勇说,团队里有成员经常泡在水里,患上风湿性关节炎,严重时下蹲都困难。

在30万份“材料”的精挑细选中,他成功拿到优质水稻的“重庆密码”。他的成功打破前辈的断言,被断言者感叹:“沙中淘金!

2002年,重庆首个三级优质稻“Q优2号”诞生,“劣质稻产区”的帽子也由此摘掉。此品种被命名为“Q优”,Q是“重庆”中“”字拼音的声母,表明稻种是重庆培育出来的。

实现三级优质稻向一级转变


水稻育种基础研究用的育苗圃。 

目前,“Q优系列”已陆续诞生了近20余个成员,目前已在全国10多个省区市的1.7万个乡镇推开,甚至走出国门播到越南、孟加拉、老挝等国,一改重庆稻种长期“只引进不输出”的局面。

在通过国家审定的品种中,“Q优6号”、“Q优8号”被列入国家“超级稻”目录。现在,重庆“Q优”系列稻种已在越南、孟加拉、坦桑尼亚等国站稳脚跟。

据统计,“Q优”系列稻种在全球累计种植面积达到1.5亿亩,助农民增收七八十亿元。

在“Q优”之后,重庆又在此基础上,利用现代生物技术,逐步培育出品质更优的杂交稻品种。

目前,重庆育出的“神农优446”和“晶红优52”两个品种的品质,已达到一级优质标准,标志着重庆在优质稻育种领域达到全国领先水平。

第二次突破

想让稻种在淹水田里发芽

接受采访前的7月11日夜里,他才从忙碌的江汉平原稻田基地回到重庆短歇。他在那边推广的,是他和团队的一个新品种:淹水直播稻种。

在经历“沙中淘金”式探寻优质稻“重庆密码”之后,2010年时,他又投身到淹水田中直播稻种的培育研究中。

机耕、机收已经在重庆普及开,可种植环节的育秧和移栽机械化程度低,种植成本居高难下。同时,在广大的农村地区,青壮年大规模进城,农村育秧移栽缺劳动力。

于是,他考虑着手直播稻种培育,以省去育苗和移栽环节。

长江下游可直播种子,但要先放掉田里的水。”李贤勇说,“水里缺氧,一般来说长不出苗。

在重庆的丘陵山地灌溉条件差,加上规律性春旱条件制约,要是采用露地,在播种前放掉田里的水,发芽后再灌水时难免出现无水可灌。

能不能培育出在淹水田里发芽的稻种?在一般人看来,这个想法像个笑话。其难度之大,令很多专家望而却步,李贤勇心里同样没有胜算。

在绘制“技术线路图”时,他也非常矛盾:探寻稻种直播的“重庆密码”,差不多要10年,要是攻关失败,就等同于毁了团队里年轻人的青春。

不管多难,都要去探索,毕竟理论上可行。”李贤勇说,“很想把这个不可能,变成可能!不去探索,永远不可能!

发掘耐淹水发芽遗传基因

踏上征途的第一步:必须在浩瀚的种质资源中发掘出耐淹水发芽的“材料”。

技术线路图中的每个目标都要有实现的可能,一旦一个链条断开,前功尽弃是大概率。”李贤勇又得白手起家,毕竟没有可借鉴的经验,也无可直接利用遗传资源。

李贤勇在国家储备的16万份种质资源里,领回4万个进行初筛。他说,一定程度上也要碰运气,万一“密码”藏在另外12万份里呢?

基于重庆特定的地理及气候,一年只能播一次种。李贤勇和团队用两年时间,将4万份种质资源播种到试验田,惊喜的是有3份种质资源有耐淹水发芽的能力。

在这之后,李贤勇和团队又将利用现代生物技术,从杂交出的记不清的“材料”中检测筛选出“重庆版”直播稻种。

如果继续在田间试验,一年可播种次数有限。为节省时间,李贤勇团队开发出一款检测淹水条件下发芽的设备,事后也获得了国家发明专利。

可人工调节水温、光照等要素。”李贤勇说,按照时间周期来算的话,实验室模拟气候条件下,一个月可以播种3轮。

3份能在淹水条件下发芽的‘材料’,各自还有其他长处。”李贤勇说,“费了那么大劲,肯定要集纳各自所长。

就这样,重庆水稻育种又一次取得突破,终于培育出“神农优”系列适宜丘陵山地淹水直播的水稻品种。目前,国内外还没有稻种可在淹水中直播发芽的先例。

今年完成3000亩示范直播

淹水直播稻种培育后,在新品种示范推广应用过程中,现实又给李贤勇除了一道难题。

与传统露地直播比较,淹水直播还具有“以水压草”的功能,不需要在播种时施用封杀除草剂,由此可大幅度降低除草剂用量。

为充分发挥“以水压草”的这一能力,团队决定进军湖北虾稻区,用优质品种“神农优228”做示范。虾田种稻能净化水土,减施肥药,提升米质。

6月1日,李贤勇带团队进军湖北虾稻最集中、面积最大的荆州,令他意外的是,当地的虾农种植户根本“不买账”,工作难度远超预期。

打算退一步要块小田,可当地再小的也是三四十亩,万一种失败咋办?”李贤勇非常理解当地种植户的想法,毕竟除了自己和团队,种植户里谁也没见过淹水田里直播可发芽的稻种。

在反复的宣传和动员中,当地甚至有人背地里议论:这几个吹牛皮的重庆人,想忽悠精明的“九头鸟”!

经承诺对造成的损失负全责,第一批38亩的稻种终于在6月9日下水,并由李贤勇和团队亲自下田播种示范。

6月15日,播下的种子顺利发芽、出苗,才打消农户的顾虑。之后,在当地启动3000亩的示范计划,为来年大面积推广迈出了第一步。

上游新闻·重庆晨报记者 郭发祥

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