近日,中國科學家在世界上率先發現并成功分離出對我國超級稻增產起關鍵作用的一種水稻高產基因,這不僅揭開了我國超級稻的高產奧秘,而且有望幫助進一步研究出更為高產的水稻新品種。
“高產基因”亦存在于麥類中
公開資料顯示,中國是世界上最大的水稻生產和消費國,水稻產量約占本國糧食總產量的40%。培育高產、穩產的水稻優良品種,歷來是中國農業科研重點之一。
繼上世紀70年代袁隆平的雜交水稻育種新技術使中國水稻的單產由300公斤躍升至400公斤后,1996年,農業部又啟動了“中國超級稻研究”計劃。
目前,“中國超級稻”新品種已在百畝、千畝的連片規模上實現了畝產700公斤,小面積的單產有的達到800公斤。這些新品種在長江流域、華南和東北的水稻產區得到廣泛應用。
而最近,中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員傅向東和中國水稻研究所研究員錢前帶領的科研團隊,又通過“中國超級稻增產關鍵功能基因合作研究”項目,找到了一個控制水稻產量的關鍵基因——DEP1。
“我們通過對東北和長江中下游地區大面積種植的200多個高產水稻品種的研究,發現它們都含有突變的DEP1基因。由此,中國超級稻的高產奧秘被揭開了。”傅向東對CBN記者介紹說。
農業部網站上的資料稱,這項發現為水稻超高產分子育種直接提供了有重要應用價值的新基因,也為揭開中國超級稻產量提升的分子奧秘提供了新線索。
研究人員還發現,DEP1基因同樣在小麥、大麥穗的發育過程中起重要作用。目前,通過轉基因或分子輔助育種的方式,利用DEP1基因進一步研究出更高產的農作物新品種,是研究人員正在攻克的課題。
科技突破對增產作用幾何
去年,中國糧食單產大幅提高,平均畝產達660斤,同比增長4.2%,創歷史最好水平。但中國農業科技貢獻率仍然較低,僅為50%,遠低于歐美等發達國家。
農業部官員曾多次表示要提高農業科技的貢獻率,該部已確定2009年為“全國農業科技推廣年”,在全國開展農業科技推廣活動。
國務院不久前公布的《全國新增1000億斤糧食生產能力規劃(2009-2020年)》(下稱《規劃》)提出,到2020年,糧食單產水平達到700斤/畝。這意味著未來10年內,中國的糧食單產平均每年要提高4斤。
《規劃》要求,重點從改造中低產田、選育推廣優良品種、提高復種指數、推廣重大技術措施、提升農業機械化水平和加大病蟲害防控等6個方面挖掘糧食增產潛力。
“DEP1這種突變基因,理論上能提高水稻單產15%~20%。但是,糧食單產受到多種基因和外界環境等因素的共同作用,各地區的情況可能有所不同。選育推廣優良品種也只是提高單產的一個方面。”傅向東說。
他還介紹說,在國外有一種“大學+公司”的模式——大學負責基因功能研究,實際成果的轉化則由一些有實力的大公司來實現。而中國正是缺了企業這個中間環節。因此,實現由理論到現實的跨越,非一朝一夕能夠完成。
農業部一位官員此前也對記者表示,為實現糧食增產規劃,將優先支持那些后備資源豐富和中低產田改造潛力大的區域。
“中低產田占中國耕地面積的70%以上,旱澇保收的耕地不到1/3。改造中低產田是挖掘糧食潛能中非常現實的途徑。中國的水稻單產已經領先世界平均水平,重大科技突破短期內對增產的幫助有限。”上述官員說。