
“一定要把雜交水稻制種産量提上去,把成本降下來,否則雜交水稻發展將面臨巨大挑戰。”——袁隆平

9月7日,綏寧縣武陽鎮武陽村,“爽兩優138”超高産制種示範基地測産,畝産達530.4公斤。宋三龍 攝(湖南圖片庫)

8月17日,江永縣松柏瑤族鄉,村民在雜交水稻制種基地“趕花”授粉。田如瑞 攝(湖南圖片庫)

2025年7月24日,洪江市熟坪鄉花園村,村民搶抓晴好天氣為水稻制種進行“趕花”授粉作業。湖南日報全媒體記者 郭立亮 攝

3月26日,湖南農業大學校長、湖南雜交水稻研究中心主任唐文幫在岳麓山實驗室進行水稻研究工作。 湖南日報全媒體記者 童迪 鄒尚奇 攝

10月10日,湖南省農業科學院試驗田,湖南雜交水稻研究中心研究員鄧華鳳(中)帶領科研人員在田間調研。 湖南日報全媒體記者 童迪 攝

當地時間2025年7月1日,馬達加斯加桑巴瓦近郊的雜交水稻制種基地,湖南省農科院雜交水稻專家們考察雜交水稻制種情況。湖南日報全媒體記者 辜鵬博 攝
雜交水稻是我國原創的世界級農業科技成果,在解決中國人吃飯問題的同時,也推動了世界糧食革命。但有個問題一直困擾農民:雜交水稻制種畝産長期徘徊在160公斤,導致種子價格一直偏高。
這道難題被湖南科學家用近20年的攻堅,撕開一道口子——今年9月7日,綏寧基地測産,雜交水稻大面積制種畝産達530.4公斤,刷新世界紀錄。
1.困境——
輝煌背後的“隱形卡點”
“雜交水稻産量高、抗性好,但種子價格偏貴。”益陽市資陽區種糧大戶姚清明算了一筆賬:常規稻種子每斤只要兩三元,雜交稻種子一斤賣到15元至50多元。種一畝雜交水稻,種子投入少則七八十元,多則200多元,是常規稻的數倍。種糧利潤本就微薄,不少農民因此改種常規稻。
“種子貴,根源就在制種單産低、生産成本高。”湖南雜交水稻研究中心袁隆平雜交水稻創新團隊首席科學家鄧華鳳解釋。
很多人疑惑:雜交水稻大田畝産早已突破1200公斤,為何制種産量上不去?
“不同於普通種植,雜交水稻制種需要在同一塊田裏種植父本和母本。”鄧華鳳解釋,作為糧食種植的雜交水稻是自花授粉,但雜交水稻制種的母本是不育係,自己無法結籽,依靠父本花粉授粉,才能長出雜交水稻種子。
授粉極易受天氣影響。遇上高溫、低溫或陰雨,父本花粉不足、母本柱頭活力下降,都會直接拉低結實率。
綏寧是我國制種大縣。當地振興家庭農場負責人湯明義今年種了千余畝制種田,畝産低的僅150公斤,高的也只有225公斤。
“雜交制種對天氣高度敏感,雪峰山區小氣候複雜,要天天巡田精細管護。”湯明義説。制種用工繁重,機插母本後仍需人工補栽父本;加上土地、化肥、農藥、農機等開支,畝均制種成本要2200至2400元,即便種子售價每斤7至8元,農戶收益依舊微薄。
單産上不來,成本下不去,種子價格自然就高。鄧華鳳始終記得老師袁隆平院士的囑咐:“一定要把雜交水稻制種産量提上去,把成本降下來,否則雜交水稻發展將面臨巨大挑戰。”
2.破局——
給種子找到“全能媽媽”
提升制種産量,核心是選育優秀的母本,即不育係。鄧華鳳打了個比方:雜交制種,就是要找到一位接受花粉能力強的“全能媽媽”。
父本與母本隔著距離,母本接受花粉的能力決定受精成敗和制種産量。
人們常用“曇花一現”形容轉瞬即逝,其實水稻開花時間比曇花更短。單朵花一生只開放一次,集中在上午10時至12時,從開花到閉合僅一小時左右。母本接受父本花粉,靠的就是這段短短的時間,錯過就沒了。
“必須讓母本有足夠的時間去等待它的‘另一半’。”鄧華鳳解釋,如果母本柱頭在高溫等逆境下能保持外露率高、活力持久,就能將授粉時間拉長到3至5天,受精率和異交結實率都會大幅提高。
“這個媽媽光‘易孕’還不行,還要綜合性能好。”湖南雜交水稻研究中心袁隆平雜交水稻創新團隊核心成員舒服如此形容:運動員單項能力突出就能拿世界冠軍,但育種追求的是綜合性狀,除了異交習性要強,還要求抗病性好、耐低溫、易繁殖、配合力強、米質好。六個條件,缺一不可。
要選育出這個“全能媽媽”,難度可想而知。團隊從海量親本中篩選優質種質資源,再通過雜交把優良性狀聚合在一起,培育出的材料放到各種不利環境中篩選後,抗壓能力強的才能留下來。
選育過程如同大海撈針。每年8月長沙氣溫突破40℃,科研人員專挑上午10時至下午5時高溫時段下田,頭頂烈日,腳踩泥田,對上萬單株逐一觀測記錄,檢驗材料耐高溫性能。
團隊還輾轉瀏陽大圍山、桂東山區、雲南、海南等地,多年、多代同步篩選,鑒定材料抗病、耐低溫與繁殖能力。桂東山區不通車,科研人員常單日徒步十幾公里。
“科研結果沒法預料,可能幾年就成功,也可能一輩子沒有結果。得一茬一茬地試、一代一代地選,在長期積累中等待突破。”舒服説。
2018年,經過8年16季的篩選,團隊終於找到了“全能媽媽”——不育係“爽1S”。它的柱頭外露率、柱頭活力遠超普通不育係,高溫逆境下異交結實率可達60%,兼具多重抗逆特性。目前,“爽1S”已育成30余個品種,在我國多個制種主産區進行大面積制種試驗,均展現出很強的高産穩産優勢。
今年9月7日在綏寧縣接受測産的,就是用“爽1S”培育出的品種“爽兩優138”,制種單産達530.4公斤,創下雜交水稻大面積制種高産世界紀錄。鄧華鳳激動地説:“那天正好是袁隆平老師誕辰,這是對他老人家最好的告慰。”
3.追夢——
多途徑降低雜交水稻種子成本
一個“爽1S”還不夠。湖南育種專家的目標,不止于自家試驗田。
10月17日,週末,湖南水稻研究中心科研人員在岳麓山實驗室的現代分子育種平臺上忙碌著。他們正在通過分子育種、基因定位技術,尋找讓“爽1S”異交結實率高的控制基因。
鄧華鳳稱,破解這個基因“密碼”後,通過分子育種技術,可以將我國所有主推的不育係升級換代,從源頭上讓每一個制種的母本都具備高異交結實率基因,從而全面提升我國雜交水稻制種産量。
雜交水稻制種,關係著國家種源安全。
湖南農業大學校長、湖南雜交水稻研究中心主任唐文幫擔憂地説,長期以來,國內育種研究備受重視,但種子生産環節相對薄弱,我國雜交水稻制種的産業化水準已落後美國、印度等國家。未來如果開放種子市場,國外雜交水稻種子有可能大量進入國內市場。
雜交水稻覆蓋全球夢,是袁隆平院士生前的兩大夢想之一。目前國外水稻種植面積達20億畝,雜交水稻在國外的推廣面積僅1.2億至1.3億畝,雜交水稻佔比距覆蓋全球夢還很遠。
湖南雜交水稻研究中心從多條路徑發力,持續降低雜交水稻種子生産成本。從2011年起,唐文幫團隊調整科研方向,不再以審定品種數量作為首要目標,轉而將適配機械化制種、降低種子生産成本作為核心育種攻關方向。
唐文幫團隊以“小粒種、大粒谷”為核心育種思路,在縮小種子體積的同時,確保結出大粒的稻穀。這樣同等重量的種子可供給更大面積的稻田,農戶用種量可大幅減少。
唐文幫還通過拓寬父本母本間隔、父本母本直接混播,聯動企業研發制種農機等,實現了雜交水稻制種的全程機械化。武岡市鄧元泰鎮馬梓村農民管用偉説,全程機械化制種一畝田可節約人工費用600元。
降低用種成本,還有一條更大膽的路徑。
雜交水稻優勢僅能保持一代,農民不能留種,每年都要購新種,制種企業也需年年制種。20世紀80年代,袁隆平就提出了雜交水稻育種的最高目標——“一係法”:借助無融合生殖,讓雜交水稻産生基因不變的克隆種子,固定雜種優勢,做到“一次雜交,代代可用”。
10月11日,湖南生物育種基地,多名院士專家現場測評“一係法”雜交水稻材料,一致認為材料穗大粒多,部分材料克隆率達100%、結實率93.54%。這標誌“一係法”雜交水稻育種取得重大突破。技術成熟後,農民種雜交水稻無需年年買種。
金秋時節,湖南雜交水稻研究中心旁的試驗田,稻子金黃,科研人員穿行田間,察看稻穗長勢。田邊墻上的袁隆平院士畫像,安詳靜謐。他凝望著這片試驗田,看著稻子一季一季地熟,那個夢,又近了一步。(湖南日報全媒體記者 胡盼盼 通訊員 李祺 楊天銘)
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