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[种研所]罗利军:编织节水抗旱稻的诱人前景 [复制链接]

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离线梦的飞翔

只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2016-06-20

        在有水田里节水,在“望天田”里实现高产。上海天谷生物科技股份有限公司董事长、上海市农业生物基因中心首席科学家、研究员罗利军历经10余年的潜心探索,通过采用水旱稻亲缘的适度融合,整合水稻的高产优质和旱稻的节水抗旱特性,以选育常规节水抗旱稻,成功研制出了令世人瞩目的杂交节水抗旱稻。并带领研发团队,通过发掘抗旱基因,研究水稻抗旱的分子生物学基础,为节水抗旱稻的进一步改良提供了丰富的基因资源与理论指导。
  节水抗旱稻既有水稻的高产优质、又具有旱稻的节水抗旱特性。它是在水稻科技进步的基础上,引进旱稻的节水抗旱特性而育成的水稻新品种。它在灌溉条件下,其产量、米质与水稻基本持平,但可节水50%以上。在“望天田”里,具有较好的抗干旱能力,可减少干旱损失。即在干旱条件下,能避免一般水稻遇旱时的严重减产或绝收之尴尬。在生产上,它又具有简单易行、可免耕栽培、投入低、节能环保等优势。
  罗利军说,他对“节水抗旱稻”的研究纯属偶然。上世纪末,他从一本文献资料中获悉,我国水稻生产用水竟占整个农业耗水量的70%左右。而我国是个农业大国与全球最大产稻国,且又是一个贫水大国,水资源匮乏。所以,要满足水稻的供水、尤其是高产水稻可谓压力重重,因为水稻高产需要耗费更多的淡水。况且,高产水稻不仅需要充足的水分,而且还需要大量的肥料和农药,使水稻生产资源与环境面临着重大挑战。
  有鉴于此,罗利军将自己的研发精力一股劲儿地投向了能高效利用水资源的节水抗旱稻的探索之中。罗利军知道,旱稻在我国分布范围较广,尤其是在广西、云南等山区有着较悠久的种植历史。当地山民一般在3月上山播种,待清明下雨种子吸水萌发,至11月稻谷成熟时上山收割。他说,旱稻虽然产量极低,但具有较强的节水抗旱性能,需水量仅为水稻的1/3至1/4。这由此而引发了他最初的一个创新设想,即将旱稻与水稻进行杂交,研发一种既增产又节水的“节水抗旱稻”。
        2001年,经过深思熟虑,罗利军正式提出了我国水稻抗旱性研究的策略,并带领团队来沪组建了上海市农业生物基因中心,主持成立了我国节水抗旱稻协作组,着手进行旱稻与水稻杂交的全新实验。2003年,又在沪创建了高水准的作物抗旱性研究平台,建立了国际一流的作物抗旱性研究专业设施及配套的科学评价方法——土壤水分梯度鉴定法,最大程度地去除了处理与对照间的环境差异,解决了历来抗旱性鉴定准确性不高的技术难题。
   其实,早在上世纪九十年代中期,当罗利军博士还在中国水稻研究所工作的时候,他就开始致力于利用现代生物技术开展水稻的节水抗旱性研究。然而,节水抗旱稻的培育是一个异常艰辛的过程。成千上万棵水稻,哪一棵具有良好的节水抗旱性?为了寻找答案,罗利军坚持长期奔波于实验室与田间。最终,通过利用土壤水分梯度鉴定法筛选出了86份节水抗旱种质,并在此基础上获得了一个优异的种质资源“中旱1号”,由此选育出了我国南方稻区第一个国家审定的旱稻品种“中旱3号”。
  然而,如何使所培育出的水稻既节水抗旱又丰产丰收,这才是罗利军做节水抗旱稻研究最核心的一个命题。如果能够选育出一个节水抗旱稻不育系,再与其他具有一定抗旱性的高产水稻杂交,就一定能够培育出兼有节水抗旱和丰产丰收特性的水稻新品种。顺着这一思路,罗利军马不停蹄,通过一处处田间考察、一次次资源筛选、一年年的杂交转育,最终终于育成了世界上第一个节水抗旱稻雄性不育系“沪旱1A”并完成三系配套,实现了节水抗旱杂交稻零的突破,那一年是2003年。
    一年之后,全球首例节水抗旱稻“旱优3号”又在罗利军团队的努力下在沪研发成功,并相继培育出了“沪优2号”、“旱优8号”等杂交节水抗旱稻,使节水抗旱稻家族更具多元化。罗利军回忆道,当时,通过审定的节水抗旱稻品种经全国多点示范试种反映良好,各地农民对节水抗旱稻都表现出了极大热情,由此满足了不同地域不同生态环境的多元化种植需求。
2009年,上海市农业生物基因中心的科学家们在罗利军的引领下,信心满满地在400多亩的工业抛荒地上试种下了“旱优8号”。结果半年不到,不仅节水抗旱稻长势喜人,“一枝黄花”也没了踪影,最终在该荒地创下了平均亩产500公斤的佳绩。
2014年,抗旱性一级、产量、米质更好的品种旱优73 通过审定,进一步提高了节水抗旱稻的抗旱和产量优势。旱优73百亩示范片,在经过已谢华安院士为组长的验收组测产后,在每亩仅用水80立方米的情况下,平均产量依然达到617.21公斤。
  由于成效显著,节水抗旱稻最终也得到了国际社会的高度认可与重视,并使其跨出了国门。从2010年起,在美国比尔盖茨基金会的资助下,节水抗旱稻开始对外输出,被相继传播到了莫桑比克、尼日利亚、马里、塞内加尔、乌干达等非洲9国以及越南、缅甸、孟加拉国、印尼等亚洲7国,且水稻节水均在50%以上,增产幅度普遍达到20%以上。尤其是在非洲,有些品种的单位面积产量甚至达到了原来水稻的2倍之多,由此让更多人体验到了节水抗旱稻的十足魅力,向世人交出了一张张满意的答卷。  
      “其实,节水抗旱稻不仅能在干旱贫瘠、灌溉条件欠缺的环境中生长,通过免耕直播,还能缩短节水抗旱稻的生长期,为前茬和后茬作物的生长赢得充足的时间,具有许多普通水稻所没有的优势。”罗利军如是说。罗利军告诉记者,节水抗旱稻的节水途径主要包含两个方面:一是生物节水,即寻找水分利用效率高的稻种资源,培育既高产又需水量较低的新品种;二是栽培技术,即减少灌溉用水,只提供水稻生长发育所必需的水量,从而避免水浪费,提高水分利用效率。
  罗利军现是华中农业大学的兼职教授、博士生导师,及国家“百千万人才工程”第一、二层次人才。先后培养了80余名硕博士及博士后,承担了包括国家“863”、“973”计划和国家专题、攻关专题、国家自然科学基金重点项目以及上海市科委、农委重大项目,同时还包括美国洛克菲勒基金和比尔盖茨基金项目,共收集保存了20余万份基因资源。他还是全国优秀农业科技工作者、上海市优秀专业技术人才,2001年享受国务院“政府特殊津贴”,被业界誉为“从稻种资源宝库中不断挖掘金矿的农业基因专家”。
 
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