加强科技成果转移转化助推水稻产业转型升级--广东省农业科学院水稻研究所成果转移转化工作探索与实践

促进科技成果转移转化是实施创新驱动发展战略的重要任务,对于推进产业结构调整具有重要意义。水稻科技成果与其他农业成果一样,有别于定型的工业产品,成果转移转化有其自身的特殊性和规律性。以广东省农业科学院水稻研究所成果转移转化工作为例,系统总结了加强科技成果转移转化的做法和取得的成效。“十三五”期间,通过完善成果转化分配办法,加强知识产权保护和成果宣传,构建、完善成果转移转化网,创新成果转移转化模式等措施,显著提高了成果转移转化能力。成功转移美香占2号、粤禾丝苗和19香等优质水稻品种73个,较“十二五”期间增加了160.7%;支撑了相关种子公司的发展,提升种子公司的竞争力和经营业绩;推动一大批优质水稻品种在生产上大面积应用,部分水稻品种成为行业标杆;带动了我国南方优质稻产业高速发展,助推水稻产业的转型升级,取得巨大的社会经济效益。文章对成果转移转化存在问题与不足进行分析,并根据作物生长“源库流”的理论,提出了进一步推进成果转移转化的对策建议。

加强水稻品种选育,助推种业创新发展——广东省农业科学院水稻研究所科企合作探索与实践

作为省内唯一一家专门从事水稻研究的省级科研机构,广东省农业科学院水稻研究所在水稻矮化育种、优质常规稻育种、杂交稻育种和超级稻育种等水稻育种研究方面取得巨大成就,育成一大批水稻品种通过各级品种审定,培育一批重要亲本材料被种业同行广泛应用,一批优秀品种在我国南方籼稻区大面积推广应用,为南方稻区乃至全国水稻种业发展和国家粮食安全做出重大贡献,奠定了“中国籼稻,广东种芯”的地位。2011年以来,随着《国务院关于加快推进现代农作物种业发展的意见》(国发〔2011〕8号)等文件的相继实施,科研院所和高等院校在杂交稻品种区试指标等商业化育种方面逐步受到限制。为适应新的形势,广东水稻所通过品种转让、委托育种和技术服务等形式加强科企合作,寻求与紧贴市场、推广能力强的种子企业合作,发挥各自优势共同开展品种转化和推广,并取得较好成效。培育壮大了一批种子企业,促进一批品种在生产上大规模应用,推动了水稻科技创新和种业发展。并就未来水稻育种和科企合作主攻方向进行了分析展望。

广东省农业科学院水稻研究所水稻品种播种面积的变化与启示

新世纪以来,针对新时期水稻发展战略需求,广东省采取多举措有力推动了我国水稻的优质化发展。广东省农业科学院水稻研究所(简称“广东水稻所”)作为广东省水稻产业的主力军,育成了一大批水稻品种和材料,正推动广东乃至全国各地水稻产业的转型升级,实现我国水稻生产提质增效。以2003—2020年广东省水稻播种面积数据为基础,通过结合广东水稻所在此时间阶段的品种推广情况,分析研究广东省水稻播种面积和广东水稻所培育的水稻品种在省内播种面积的变化情况以及两者之间的联系,研究结果为客观认识广东省水稻种植结构变化趋势和水稻产业健康发展提供参考。结果表明,优质高产的水稻品种保证了广东省水稻总产量的稳定,其中广东水稻所选育的高产、优质、多抗、广适的水稻新品种不断涌现,且品种播种面积每年占全省水稻播种面积的50%左右,如吉丰优1002、广8优金占、广8优165、美香占2号、粤禾丝苗和五山丝苗等拥有较大的播种面积。广东在众多优质稻品种的带动下提高了全省的稻米优质率。水稻育种的创新发展能推动广东乃至全国各地水稻产业的转型升级,确保了我国的口粮安全。在今后育种目标上,围绕保障国家粮食安全和促进农业高质量发展的战略需求,要进一步提升以市场为导向,并利用具有前瞻性的种业科技自主创新和水稻生产能力,推动我国水稻生产的进一步提质增效。

广东省农业科学院水稻种质资源研究60年:成就与展望

稻种资源是水稻科学研究的重要物质基础。广东省农业科学院建院60年来,持续开展了稻种资源收集、保存、鉴定、创新和利用等工作,取得了可喜的成绩:已收集保存国内外栽培稻资源18800多份、野生稻资源5158份;研究建立了水稻种质中期库和野生稻圃,确保稻种资源长久安全保存和利用;系统开展了稻种资源农艺性状、抗病虫、抗逆性、品质等性状的鉴定评价,以及资源遗传多样性、分类、核心种质构建、基因挖掘等基础研究;开展种质创新和利用研究,育成大批优良品种应用于生产。据不完全统计,新中国成立以来,广东利用优异稻种资源选育水稻优良品种1000个以上,其中由广东省农业科学院水稻研究所育成、推广面积达66.67万hm2以上的品种有31个;“十五”以来向国内高校、科研机构等单位提供栽培稻、野生稻资源累计近6000份次,充分展现了种质资源公益性作用。但在国外资源引进、优异基因挖掘与利用等方面仍显不足。拟以需求和问题为导向,通过多学科、多组学相结合,统筹开展稻种资源各项研究工作,促使资源研究再上新的台阶。

广东省农业科学院水稻耕作栽培研究60年:成就与展望

过去60年广东省农业科学院水稻耕作与栽培研究取得了显著的成就。在理论研究方面,对广东水稻种植区划、水稻分蘖与幼穗发育、光温反应特性、高产栽培叶色变化、光能利用、抗倒伏机理等开展了比较系统的研究,丰富了水稻耕作栽培科学理论。在耕作栽培技术方面,1950—970年代在广泛调研总结群众经验的基础上,形成了全国著名的“潮汕经验”,大幅提升了广东水稻单产,并对我国水稻栽培学科发展产生了深远影响;1980—1990年代先后研发建立了水稻高产稳产栽培技术规程和水稻抛秧及配套技术,实现了水稻栽培技术的规范化;进入21世纪,研发出水稻“三控”施肥技术、超级稻强化栽培技术和多熟高效农作制模式及配套技术,实现了水稻产量和资源利用效率的协同提高。这些研究成果及其大面积应用,为广东水稻产业发展、保障粮食安全、增加农民收入做出了重大贡献,对今后工作具有重要的启示和指导作用。近年来,广东省农业科学院水稻耕作栽培研究朝着资源节约型、环境友好型、机械化、轻简化、标准化和高效化(即“两型四化”)方向发展,在机械化育插秧、直播稻、再生稻栽培等方面取得了显著进展。今后广东水稻耕作栽培研究要继续围绕产业科技问题,加强理论创新和关键技术攻关,促进水稻产业转型升级,服务乡村振兴。

杂交水稻育种成就与展望——广东省农业科学院杂交水稻研究50年回顾

回顾了50年来广东省农业科学院水稻研究所杂交水稻研发历程。经过长期实践探索,广东省农业科学院水稻研究所在弱感光型迟熟三系杂交稻、早中熟三系杂交稻、红莲型杂交稻、两系法杂交稻、杂交稻的高产与超高产育种、优质化育种稻、分子标记辅助育种和杂交稻重要遗传基础研究等方面均取得了重大突破。定向创制出天丰A、五丰A、荣丰A、泰丰A、广8A、GD-1S、RGD-7S等一大批高配合力、高异交率或品质优良的两系和三系不育系,以及广恢3550、广恢122、广恢998、广恢308等一批具有理想动态株型的优良、抗病恢复系,并广泛应用于测交组配,育成一大批类型丰富,早、中、迟熟配套的杂交稻通过省级以上品种审定。其中,天优998、天优122、五优308、淦鑫203、五丰优615、吉优615、吉丰优1002和天优3618等17个组合被认定为超级稻,泰优390、泰优398、泰丰优208、泰优1002获得省级或国家优质稻金奖品种。育成的系列杂交稻在生产上大面积累计推广应用超过4133万hm^2,产生了巨大的社会经济和生态效益,为我国粮食安全和杂交稻种业产业发展作出重要贡献。并就杂交稻未来育种发展方向进行分析展望。

广东省农业科学院常规水稻育种60年:成就与展望

常规水稻是广东省水稻的优势和特色,有着辉煌的发展历史,1959年矮化育种的成功引领了农业发展史上的第一次绿色革命。广东省农业科学院率先在全国开展优质稻、超级稻育种,常规水稻育种技术水平在全国处于领先地位,先后育成了广场矮、珍珠矮、广陆矮4号、广解9号、双竹占、青二矮、窄叶青8号、桂朝2号、双桂1号、双桂36、特青2号、珍桂矮1号、七山占、特三矮2号、粤香占、黄华占等23个种植面积超千万亩的常规水稻品种;建立了水稻生态育种理论科学体系,以株型塑造为核心,提出丛化育种、半矮秆早长超高产育种、组群筛选法等育种技术,并取得了丰硕成果,为广东乃至全国粮食生产作出了突出贡献。未来将开展以保障粮食安全、改良食味品质及以满足多元化消费需求为目标的高产稳产、香型丝苗、功能营养及绿色高效的水稻新品种选育研究,发展现代水稻育种理论,应用新技术提高品种选育效率。广东水稻科研在老一辈科学家创造辉煌历史的基础上,当代水稻科研工作者对常规水稻育种肩负着传承与发展的历史使命。

紧跟世界科技发展前沿,水稻分子育种初见成效——广东省农业科学院水稻分子育种进展

水稻是我国超过60%人口的主粮,对我国粮食安全具有举足轻重的作用。随着人口的不断增加,可耕地面积的逐渐减少,加上全球气候变化的影响,以表型鉴定和选择为基础的水稻常规育种已无法满足人们对水稻日益增长的需求。在广泛的稻种资源中挖掘特异优良基因,开展高效准确的分子育种被认为是实现水稻育种第三次突破和确保我国粮食安全的根本途径。为了进一步提升广东省水稻育种的能力和技术水平,在各级政府的大力支持下,广东省农业科学院水稻研究所建立了"广东水稻育种新技术重点实验室"和"国家水稻改良中心广州分中心",以此为依托平台,充分利用水稻所丰富的水稻种质资源和水稻常规育种的优势,开展了大规模的水稻重要性状基因的鉴定和分子育种,已取得显著成绩。对1992年以来水稻研究所水稻分子育种技术平台的构建、水稻重要性状基因鉴定,特别是对水稻稻瘟病抗性、耐冷性和收获指数的分子遗传研究、以及以分子标记辅助选择为基础的水稻分子育种的主要进展进行综述,并对下一步水稻分子育种工作进行展望。

新时期农业科研机构青年科技人才激励机制研究——以广东省农业科学院为例

青年人才是国家战略人才力量的源头活水。文章简要分析了新时期完善青年科技人才激励机制的必要性,阐述了广东省农业科学院青年科技人才激励的主要举措以及存在的问题,在此基础上,提出了优化薪酬激励机制、构建青年人才培育体系、完善青年人才评价机制、构建精神激励体系等优化青年科技人才激励机制的对策与建议,以期为农业科研机构加强青年科技人才队伍建设提供参考。

新时期农业科研院所人力资源管理实践与思考——以广东省农业科学院为例

随着信息技术的快速发展和人事制度改革的持续深化,人力资源管理在农业科研院所发展中的作用日益凸显,同时也面临一系列新挑战。文章以广东省农业科学院为例,分析了人力资源管理取得的成效及存在的主要问题,并从升级管理理念、推进信息化建设、强化人才培养与开发、完善绩效考核体系等方面提出相应对策建议,以期为农业科研院所加强人力资源管理提供参考。

水稻淹水萌发对低氧胁迫的适应及其机制研究进展

水稻是我国最重要的粮食作物之一,水稻生产是国家粮食安全的重要保障。传统移栽种植模式对我国的水稻增产、农民增收、农业发展起到了重要作用。但随着社会经济发展和产业要素变革,农村劳动力大幅减少,迫切需求轻简化的生产方式。水稻淹水直播能节省劳力、节约资源、有效降低杂草危害,是一种高效、经济和节约型的轻简栽培模式,在当前有较高的推广价值。淹水萌发时低氧胁迫造成的出苗率低是阻碍水稻淹水直播的首要因素,丰富的水稻种质资源中存在耐淹水萌发优异资源和基因,挖掘和利用这些优异资源和基因并培育适宜淹水直播的水稻新品种,是突破目前直播稻推广和应用瓶颈的关键。本文围绕水稻淹水萌发的生理特点、鉴定评价方法、优异种质鉴定、遗传规律、响应机制研究以及功能基因的育种应用等方面的研究进展进行综述,以期为水稻耐淹水萌发的机制研究和萌发耐淹品种的选育提供参考。

水稻快速育种技术的研究进展

水稻是我国最重要的粮食作物之一,在保障粮食安全方面发挥着主力军作用。得益于科技发展尤其是水稻育种科技的进步,自水稻矮化育种和杂交水稻的大面积应用以来,我国水稻单产先后实现了两次质的飞跃。新时期消费者对水稻品种和稻米产品的需求越来越多元化,当前的水稻育种效率仍不够理想,难以满足未来需求。作为自花授粉作物,水稻在育种过程中的杂交分离世代需要经过多代连续自交才能实现性状的纯合稳定。然而,大田环境下水稻生长周期长、难以进行周年种植,导致水稻育种周期长,成为水稻育种的瓶颈之一。快速育种(Speed breeding)技术是近年来兴起的通过环境调节和生长调控等综合措施促进作物生长、开花和成熟从而加快作物世代进程的新技术,可以缩短从种子到种子的繁育周期,实现一年多代繁育,有望显著缩短育种年限、提升育种效率。本文以水稻为重点,从作物快速育种技术的兴起、水稻快速育种的研究概况、水稻快速育种中的关键基因、影响水稻繁育周期的环境因素、快速育种与现代育种技术的融合等方面,系统梳理水稻快速育种的研究现状和进展,并对该领域研究面临的挑战及今后的重点方向进行讨论和展望,旨在推动水稻快速育种技术的发展和应用,提升水稻育种效率,为保障粮食安全和农业可持续发展提供有益参考。

广东水稻品种(品系)的化感作用及与农艺性状相关性研究

通过高效液相色谱 (HPLC)技术分析了 9个审定水稻品种和 14个品系的化感能力 ,同时通过大田试验对其农艺性状进行了考察。结果表明 :9个水稻品种均具有较高的化感系数 ,相关分析表明 ,化感系数与任何农艺性状均无显著相关 。

水稻耐冷性鉴定研究进展

水稻是世界上最重要的粮食作物之一,低温会影响水稻的生长发育,严重时会导致粮食减产甚至绝收,已经成为水稻产量和品质下降的主要环境胁迫之一。采取农业防御技术来降低冷害不仅费时费力且效果不佳,因此在生产上种植耐冷水稻品种是解决这一问题的主要途径,而耐冷品种的选育依赖于科学、准确的耐冷鉴定评价体系以及重要耐冷基因的挖掘与利用。近年来,通过图位克隆、GWAS以及QTL等方法克隆了多个重要耐冷基因,并对其分子机理进行了解析。本文从水稻耐冷研究的鉴定方法和时期、评价体系、分子研究基础等方面进行了综述,提出在水稻生长的不同时期,应以不同的评价指标对水稻不同生长时期的耐冷性进行评价,同时提出在优异的水稻种质资源中对重要耐冷基因/QTL进行聚合,进一步通过创新利用,为探索水稻耐冷机制以及水稻耐冷新品种的选育提供参考。

广东省近40年常规水稻审定品种特性分析

广东省常规水稻育种具有辉煌的历史,近40年(1982—2021年)共通过审定359个常规稻品种。本研究将这40年分为8个时期,对各时期审定品种的特性进行统计分析。结果表明,平均单产由5313.0 kg/hm^(2)稳步提升至6882.2 kg/hm^(2);平均株高逐渐增加,有效穗数明显下降,穗长和穗粒数明显提高,结实率和千粒重未明显改变;直链淀粉含量由26.1%下降至16.5%;审定品种总体优质率75.2%,近3年(2019—2021年)审定品种的优质率达85.2%,其中国标1级优质稻占比达39.5%;稻瘟病中抗及以上品种占比85.8%,白叶枯中抗及以上品种占比44.0%;通过审定的359个品种来源于406个亲本,其中有8个亲本直接衍生10个以上品种,黄广油占和五山丝苗分别衍生25个和21个品种,而这8个亲本均衍生自当前我国籼稻育种中重要骨干亲本丰八占;推广面积超过6.67万hm^(2)的品种共55个,其中12个品种超过66.67万hm^(2),黄华占和双桂1号推广面积均在333.33万hm^(2)以上。

2004—2022年广东审定水稻品种优质化与产量、抗性协同改良育种进展

本文简述广东省稻米市场对水稻品质要求,以及政府主管部门政策导向对水稻优质化育种的推进作用。通过收集2004—2022年间广东省审定的1101个水稻品种的区域试验数据,统计各年审定品种达国标优质或部标优质等级的水稻品种数,并从米质指标、抗性与产量的角度对广东省优质稻育种进展进行评价。2004—2022年广东省审定水稻品种中,106个品种(组合)米质达到国标(部标)优质一级,占所有审定品种的9.63%,320个品种(组合)达国标(部标)优质二级,占所有品种的29.06%,但早季品种优质率显著低于晚季。在所有米质性状指标中,垩白度和垩白粒率达国标(部标)优质二级以上的达标率最低,分别为41.8%和43.5%,早季参试品种直链淀粉含量的达标率仅37.32%,说明这3个性状是新品种选育的重点改良方向。历年审定米质达国标(部标)优质二级以上品种的平均产量逐年提升,说明广东水稻优质化育种中,产量和品质实现了协同提升。国标(部标)优质二级以上的品种中,稻瘟病抗性达“中抗”以上水平的比例为85%,白叶枯病抗性达“中抗”以上水平的比例为22.2%。总体上杂交稻达国标(部标)优质二级以上的品种比例在提升,但较常规稻优质化育种还有较大差距。广东省水稻品种优质化率逐年提升,“优、丰、抗”的协调比例越来越好,但仍存在优化空间。培育“双抗”优质稻品种,需着力提升新品种的白叶枯病抗性水平。通过加大对地方品种等一些特异种质资源的评价利用来拓宽遗传背景,避免品种同质化,提高抗病性和抗逆性,加强传统育种和分子育种的结合,提高育种效率。

华南地区早晚兼用型水稻产量和氮素吸收在早、晚季的差异特征

为明确华南双季稻区早晚兼用型水稻产量和氮素吸收在早、晚季的差异特征,以6个早晚兼用型水稻品种为试验材料,按当地高产栽培条件在早、晚季种植,测定其产量、产量构成、干物质积累和氮素吸收等。结果表明,早晚兼用型水稻在早、晚季种植时产量分别为6.68~7.91 t/hm^(2)和5.72~6.11 t/hm^(2);早季产量显著高于晚季,平均增幅为1.53 t/hm^(2)。相关分析表明,较高的早季产量与其有效穗数和粒重的提高有关。早、晚季干物质积累量和氮素吸收差异显著;相对于晚季,早季成熟期干物质积累量和氮素吸收平均提高25.0%和29.5%。另外,早、晚季产量与其干物质积累量和氮素吸收显著正相关。早晚兼用型水稻在早季种植时具有较高的产量、物质生产和氮素吸收能力。研究结果可为华南地区早晚兼用型水稻的丰产栽培提供理论依据。

华南超大穗型水稻种质DS23“源-库-流”特征及其超高产潜力研究

【目的】研究超大穗型水稻新品系DS23在早季的产量表现和“源-库-流”特征,探明DS23“源-库-流”特征及其超高产潜力挖掘方向,为华南早稻高产育种与栽培提供理论依据。【方法】以超大穗型新品系DS23为供试材料,以中大穗型品种粤禾丝苗为对照,在大田条件下开展研究。试验测定并比较了不同穗型水稻的叶面积指数、SPAD值、茎鞘非结构性碳水化合物(Non structural carbohydrate,NSC)积累与转运特征、穗茎节间解剖特征、产量及其构成因子等性状。【结果】DS23每穗总粒数、粒重、库容量和产量分别比粤禾丝苗增加37.3%、4.0%、33.7%和15.9%,有效穗数和结实率比粤禾丝苗显著降低6.8%和15.1%。两品种间抽穗期叶面积指数和剑叶SPAD值无显著差异。与粤禾丝苗相比,DS23抽穗期茎鞘NSC积累量与茎鞘NSC对籽粒的表观贡献率分别显著降低15.3%和19.8%,茎鞘NSC表观转运率显著提高10.3%,大维管束数量显著增加17.3%,两品种穗茎大小维管束面积无显著差异;DS23粒叶比无显著变化,糖花比显著降低34.2%,维管束负荷量指标增加20.4%~60.2%。【结论】超大穗型水稻DS23在早季种植库容量大、穗颈节间转运组织发达、后期物质转化能力强,高产与增产潜力大,提高结实率是挖掘其超高产潜力的主要方向,研究结果可为超大穗型早稻品种选育与高产栽培技术研发提供理论依据。

水稻粒型调控基因功能研究进展

水稻是世界上的重要谷类粮食作物之一,其产量和品质一直都是育种学家关注的重点,关系到全球粮食安全和人类健康。水稻粒型主要包括粒长、粒宽、粒厚等,是受多基因控制的重要数量性状,不仅直接影响水稻产量,还与水稻品质密切相关。深入了解水稻粒型的形成与调控机理将有助于进一步提升水稻单株产量、改善稻米品质。分子生物学的发展和基因组学的研究为探究水稻内部调控机制带来了新的变革。大量水稻粒型的数量性状遗传位点(Quantitative trait locus,QTL)成功被鉴定与解析,并验证了与之有关的基因功能。目前,已有几条调控粒型的通路得到鉴定,如泛素-蛋白酶体降解途径、G蛋白信号途径、丝裂原活化蛋白激酶途径、转录因子调控途径、植物激素途径以及表观遗传途径等。然而,粒型调控网络极其复杂,多数基因上下游的调控组件作用机制尚不清楚,甚至影响粒型的各条通路间均存在一定的交叉互作。本文综述了影响水稻粒型的不同信号通路相关基因研究进展及关键粒型基因间的互作关系,总结了近年来粒型基因在育种上的应用情况,并提出结合多组学解析水稻粒型的调控机理研究,以期更好地服务于分子设计育种,为开发新的高产优质稻育种提供支撑。