超級(jí)雜交稻的培育需要基因工程的加盟

袁隆平，趙炳然

（湖南雜交水稻研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410125）

1 利用遠(yuǎn)緣有利基因是培育超級(jí)雜交稻的主要技術(shù)路線

雜交水稻在生產(chǎn)上大面積應(yīng)用，年推廣面積約1600萬(wàn)hm2（2億4千萬(wàn)畝），為解決我國(guó)糧食安全問(wèn)題發(fā)揮了重要作用。有關(guān)部門預(yù)測(cè)到2030年糧食單產(chǎn)要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上再增加40%以上，單位面積糧食產(chǎn)量的大幅度提高依賴于科技創(chuàng)新與突破，培育超級(jí)雜交稻是實(shí)現(xiàn)這種創(chuàng)新突破最有效的手段之一。

我國(guó)超級(jí)雜交稻的研究取得了較好的進(jìn)展和成績(jī)，2000年實(shí)現(xiàn)每667 m2產(chǎn)量700kg的第一期目標(biāo)，第二期每667 m2產(chǎn)量800kg的產(chǎn)量指標(biāo)比計(jì)劃提前一年在2004年達(dá)標(biāo)，當(dāng)前正在進(jìn)行每667 m2產(chǎn)量900kg的第三期超級(jí)雜交稻的攻關(guān)研究。

第一、二期超級(jí)雜交稻的培育成功是基于形態(tài)改良和亞種間雜種優(yōu)勢(shì)利用為主的常規(guī)育種技術(shù)。要在每667 m2產(chǎn)量800kg的高平臺(tái)上取得水稻育種的新突破，在塑造理想株型材料、充分利用亞種間雜種優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，必需從生理機(jī)能上增強(qiáng)水稻吸收光能、營(yíng)養(yǎng)及抵抗病蟲、高溫等不利環(huán)境的能力。面對(duì)如何從生理上突破水稻光能利用率等關(guān)鍵瓶頸問(wèn)題常規(guī)技術(shù)迄今收效甚微。

因此，只有在進(jìn)一步挖掘栽培稻種潛力的同時(shí)，轉(zhuǎn)移栽培水稻中不存在的遠(yuǎn)緣物種有利基因，以拓寬資源利用范圍，才能實(shí)現(xiàn)新的突破。而利用遠(yuǎn)緣物種創(chuàng)制水稻新種質(zhì)，必須采用基因工程等分子育種技術(shù)。

2 基因工程技術(shù)培育超級(jí)雜交稻的研究

近年我們從多方面開展了轉(zhuǎn)基因水稻研究，以研創(chuàng)既具有優(yōu)良“體型”又具有更強(qiáng)“生理”優(yōu)勢(shì)的稻種，為未來(lái)培育出產(chǎn)量潛力不斷提升的超級(jí)雜交稻提供科技儲(chǔ)備。

為進(jìn)一步提高水稻吸收、利用光能的能力，我們正在開展把安全可食的玉米或具有營(yíng)養(yǎng)保健功能的藻類生物的高光效基因轉(zhuǎn)移到受體水稻中等多個(gè)方面的科學(xué)探索。如與香港中文大學(xué)等單位合作，已經(jīng)將來(lái)自玉米的PEPC、PPDK及NADP-ME等光合酶基因?qū)氲綆讉€(gè)雜交水稻親本品系，轉(zhuǎn)基因植株的單葉光合效率得到提高，產(chǎn)量性狀也發(fā)生了明顯改變，正在對(duì)研究中發(fā)現(xiàn)的一些現(xiàn)象、問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)一步研究。

目前水稻分子生物學(xué)和現(xiàn)代分子生物技術(shù)發(fā)展迅猛，隨著水稻結(jié)構(gòu)基因組研究的完成，以及功能基因組研究的不斷深入，越來(lái)越多的遠(yuǎn)緣有利基因?qū)⒌靡园l(fā)掘和利用，基因工程技術(shù)在水稻遺傳育種中的巨大潛力將得到越來(lái)越多的顯現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因水稻在生產(chǎn)上的大面積應(yīng)用只是時(shí)間問(wèn)題。

3 基因工程等分子育種技術(shù)必須與常規(guī)育種技術(shù)有機(jī)結(jié)合

如前所述，基因工程等分子育種技術(shù)具有第三期產(chǎn)量潛力的廣適型，在強(qiáng)優(yōu)勢(shì)超級(jí)雜交稻的研究中即將發(fā)揮其作用。但是水稻分子育種技術(shù)，包括基因工程技術(shù)的應(yīng)用只有落實(shí)到優(yōu)良的植株形態(tài)和強(qiáng)大的雜種優(yōu)勢(shì)上，才能獲得良好的效果。在超級(jí)雜交稻的培育過(guò)程中，常規(guī)育種和基因工程專業(yè)人才等各種技術(shù)人才的密切配合與聯(lián)合攻關(guān)，至關(guān)重要。

基因工程等分子技術(shù)的加盟，能夠促進(jìn)遠(yuǎn)緣物種的利用，意味著擁有新式武器，使未來(lái)的育種可能達(dá)到更高目的。但基因工程與傳統(tǒng)育種技術(shù)不存在取代關(guān)系，基因工程技術(shù)與常規(guī)雜交技術(shù)不能相互替換，基因（或DNA分子）操作必需建立在植株個(gè)體和群體操作的基礎(chǔ)之上，沒有游離于常規(guī)水稻和雜交水稻之外的“轉(zhuǎn)基因水稻”?！盎蛐瓦x擇”不能取代“表現(xiàn)型選擇”，分子標(biāo)記輔助選擇是對(duì)“表現(xiàn)型選擇”的輔助，即使是在實(shí)施“基因型選擇”時(shí)也不應(yīng)該忽視育種基本規(guī)律、育種經(jīng)驗(yàn)的作用。注重原有優(yōu)勢(shì)并解決好基因工程等高新技術(shù)與常規(guī)生物育種技術(shù)的結(jié)合問(wèn)題，是我們與國(guó)際生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。

作為應(yīng)用科學(xué)研究工作者，我們非常贊同引進(jìn)、采用一切先進(jìn)的技術(shù)來(lái)解決水稻育種研究中長(zhǎng)期懸而未決的問(wèn)題，使有關(guān)研究取得新突破。對(duì)基因工程等新技術(shù)在水稻和其他生物改良中的作用，以及對(duì)人類的影響，我們的態(tài)度是開放的、樂觀的。但我們反對(duì)片面夸大基因工程等新技術(shù)的重要性，忽視其他生物技術(shù)的作用，以及對(duì)國(guó)際新技術(shù)的一味跟蹤和照搬等傾向和做法，何況任何新技術(shù)，包括基因工程技術(shù)，都不可能是十全十美的，在技術(shù)上都可能存在一些不足與局限。為我所用、造福于民是基本原則，這與在發(fā)揚(yáng)中醫(yī)國(guó)粹的同時(shí)，也利用現(xiàn)代西醫(yī)救死扶傷，是一樣的道理。

同時(shí)，我們也反對(duì)將轉(zhuǎn)基因作物安全性這一科學(xué)問(wèn)題復(fù)雜化，甚至“妖魔化”。我們認(rèn)為，針對(duì)轉(zhuǎn)基因植物的生態(tài)安全與轉(zhuǎn)基因食品安全性問(wèn)題進(jìn)行深入的研究與科學(xué)地評(píng)價(jià)是十分必要的。在水稻等糧食作物的轉(zhuǎn)基因研究中，從一開始，就應(yīng)該從安全性角度對(duì)基因的來(lái)源、轉(zhuǎn)基因技術(shù)和轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品進(jìn)行謹(jǐn)慎考慮、選擇和鑒定，使轉(zhuǎn)基因水稻不僅為保障我國(guó)水稻種業(yè)、產(chǎn)業(yè)與糧食安全作貢獻(xiàn)，也做到培育的轉(zhuǎn)基因水稻符合廣大人民的消費(fèi)心理需求與飲食習(xí)慣，同時(shí)符合人類生存與發(fā)展的需要。

（農(nóng)業(yè)部網(wǎng)）