农业重点攻关项目“杂交早稻新组合选育”可行性研究报告

1、农业重点攻关项目“杂交早稻新组合选育”可行性研究报告一、选题的必要性1、 项目所处技术领域产业政策2004年和2005年的两个中央一号文件和两个江西省一号文件，把三农问题提到了相当的高度。中央关于为农民减负、促进农民增收、提高农业综合生产能力的决定给农业科技带来了新的发展机遇。最近中央关于“两个趋向”的科学论断更进一步地为加大农业投入和农业科技投入指明了方向。江西是以水稻为主的传统农业大省，农业占有举足轻重的地位。省委省政府对新形势下的农业发展多次提出了明确的发展思路，从“三个基地、一个后花园”，到“山下办优质粮仓、山上办绿色银行”，再到包括“重点在田”的农业“五在”，无不把粮食生产列为重点发

2、展和扶持对象。江西的粮食主要是水稻，水稻占粮食播面的88%和粮食总产的93%。江西是我国南方建国以来从不间断向外省输出粮食的唯一省份，输出的粮食也是水稻。水稻生产是江西经济发展的基础，对水稻育种的重点支持十分必要。杂交水稻技术是我国屈指可数的原创性发明，目前农业部、科技部、外交部、外经贸等多个部委正在筹划启动“杂交水稻走出去战略”，目的是使杂交水稻技术能进一步输出到国外而产生更大的经济效益，也为世界粮食安全做贡献。江西作为杂交水稻的发源地之一，也是目前为止杂交早稻面积比例最大的省份，加强对杂交水稻育种尤其是杂交早稻育种的支持，巩固和提升我省在杂交水稻技术领域中的地位，是十分必要的。尤其是南昌市

3、是我省省会城市，也是水稻高产区之一，强化杂交水稻尤其是杂交早稻育种优势，进一步促进粮食生产、促进品质改良、促进农民增收，意义重大。2、项目所处技术领域技术发展现状杂交水稻在我国成功应用30多年，在国家粮食安全体系的构建中起到了无与伦比的作用。杂交水稻是我国援外的主打技术，为提升中国的国际地位做出了巨大贡献。新中国成立以后，杂交水稻是我国乃至全世界科技创新的成功范例。如今，已有40多个国家和地区正在研究和推广杂交水稻，越南、印度、菲律宾等国家的杂交水稻已进入商业化生产，对杂交水稻的研究已成为全球性的攻关课题。巩固杂交水稻的国际领先地位是我国科技战略的重要内容。江西是杂交水稻的发源地之一，育成了第

4、一个不育系珍汕97A应用至今。然而，由于经费不足等原因，我省在杂交水稻上的优势被逐渐削弱，但基础尚好，强化杂交水稻育种研究有很好的产业化前景。早稻谷是长江流域双季稻区国家收购粮食的大头，关系着我国的粮食安全。江西省是我国的粮食大省，年种植早稻面积约2000万亩，其中杂交早稻占50-70%，是全国杂交早稻面积比率最大的省份，2004年杂交早稻种植的面积已达早稻面积的80%。提升杂交早稻育种水平具有重要的现实意义，是服务三农、促进农民增收的重要举措。然而，早稻杂种优势利用是杂交水稻的不足之处，超级稻育种已在我国率先成功，但现有的超级稻都是中晚稻类型，尚无超级杂交早稻，也说明了杂交早稻育种的难度。我

5、国长江流域尚有一半以上的早稻面积仍然是常规稻，发展杂交早稻是杂交水稻研究的重点领域。现有的杂交早稻组合存在生育期长，米质欠佳，抗性不强等不足，处于“早而不丰、丰而不优”的状况。并且配组应用的不育系金23A、中9A、和优A均感稻瘟病，配组父本仅有R402、R66、T0974、R71等少数几个恢复系，农民种植杂交早稻可选择的组合少，早中熟杂交组合更少。随着我国进入WTO和人民生活水平的提高，少施或不施农药，降低稻米农药残留量，减少对环境的污染，已成为新的要求。以三系法为主，配合采用两系法，通过选育抗稻瘟病好的不育系来配组出早熟、优质、高产、多抗的早杂组合将对农业科技和经济发展起到重大推进作用。3、

6、项目技术先进性，对相关领域技术进步的推动作用杂交早稻新组合选育是杂交稻育种的难点，难就难在早熟恢复系的选育。目前生产上应用的早稻恢复系R66和R402所配杂一代生育期偏长，不利于晚稻生产和全年丰收，而T0974和R71所配组合生育期较适中，但优势不强，产量一般。导入不完全显性早熟基因或完全显性早熟基因，选育配组早熟的不育系或恢复系，缩短杂种一代生育期、稳定产量是一种新的很有应用前景的水稻育种新方法，有利于解决高产与优质的矛盾。本项目已育成具有配组早熟特性的6442s和莲9S两个不育系可供配组和生产应用，刚刚鉴定的江农早4号A与某些恢复系配组时也有一定的早熟特性。国内尚没有这种配组早熟的早稻材料

7、的报导。江西是双季稻区，将早熟基因转育技术应用到杂交早稻育种中，将全面推进早稻生产，进一步促进和提高杂交水稻产业化开发能力和水平。4、项目目前进展情况“十五”期间已鉴定与本项目有关的科技成果2项成果，其中1项获省科技进步二等奖。本项目主持人主持完成的“莲9S及其高蛋白饲料稻组合”2002年通过省级技术鉴定，达国内领先水平。本项目主持人参加完成的“国家早稻品质改良科技产业工程江西分项育种专题”获2004年度省科技进步二等奖。近年已审定3个杂交早稻组合。本课题组育成的九两优丰（2002年审定）、九两优F6（2002年审定）、六两优3327（2003年审定）已通过江西省品种审定委员会审定，为项目实施

8、积累了丰富的经验。已鉴定不育系1个、审定不育系1个。本课题组育成的早籼型胞质不育系-江农早4号A(G4A)，于2005年7月10日通过江西省科技厅组织的成果鉴定，为杂交早稻新组合选育奠定了材料基础。利用G4A可与现有早稻恢复系配组快速选育新组合。莲9S已于2002年通过江西省品种审定委员会审定。已有2个三系杂交早稻组合参加2005年江西省早稻区试：春光1号（正规区试）、春光2号（预试）。 一批苗头组合已进行了产量品比试验，其中春光4号和春光3号2个三系组合在全省种子部门早稻考察中获得好评。育种材料丰富，基础好。拥有一大批稳定恢复系和已选育至F5-6代的保持系和恢复系材料，可供测交配组。二、技术

9、方案论述1、项目技术关键点或创新点论述，项目完成时达到的技术水平项目的创新点也可说技术关键是挖掘早熟基因在杂交早稻中的应用，转育出带（不）完全显性早熟基因的恢复系或不育系进行配组，或利用已育成的具有配组早熟性的不育系与恢复系配组，培育出熟期早、优势强的杂交早稻新组合。育成的新组合，亩产在500公斤以上，增产11%，将能较好地解决熟期与产量的矛盾、高产与品质的矛盾，且抗稻瘟病，适应性广，整体水平达国内同类研究的先进水平以上，力求达到国内领先水平。2、项目技术方案论述：生产技术、工艺流程、主要技术参数1)、研究内容选育配合力好的早稻恢复系和抗稻瘟病、配合力好的不育系；配置优质、高产、抗性好的杂交早

10、稻组合。2)、技术关键利用早熟显性基因缩短恢复系和早杂组合的生育期，通过扩大遗传距离增强杂种优势，提高杂交稻产量。3)、方法和技术路线技术路线示意图如下：显性早熟材料不育系选育早稻恢复系选育测交配组田间鉴定多点试验省区试制种技术扩大示范品种审定扩大制种 抗性鉴定 品质分析不育系选育a. 对收集到的抗稻瘟病、米质优、配合力强的亲本材料进行杂交制保，筛选出具有高度不育的抗稻瘟病的保持系；b. 以巴斯马蒂类型的保持系为优质源，选育优质保持系。c. 在稻瘟病重发区种植早世代群体或进行稻瘟病人工接种处理，对早世代材 料进行抗性加压筛选，选择具有抗性且要求米质优、株型佳的优良单株；d. 对选择的优良单株与

11、不育稳定的东乡野生稻细胞质不育系东B11A进行回交转育，严格镜检花粉育性直到不育系定型。早稻恢复系选育a.利用晚稻早中熟恢复系与现有高配合力早稻恢复系杂交，扩大恢复系的遗传距离，在早世代分离群体中加强生育期选择，选择早稻类型的恢复系；b.利用具有不完全显性早熟基因的6442s温敏核不育系与不同类型的恢复系杂交，进行轮回选择，扩大选择群体分离类型，选择具有不完全显性早熟基因的早稻类型的恢复系，来配组早中熟杂交早稻组合。杂交早稻新组合选育选育方法是利用现有高世代稳定恢复系和三系、二系不育系进行广泛测交配组，筛选出优势组合参加品比省区试试验；在选育不育系和恢复系的过程中，对符合目标性状且基本稳定的株

12、系进行早世代测交筛选，加快重点株系的选育进程。在组合选育中把握好以下技术要点：a.以自选高蛋白温敏核不育1290s为主要测交母本，选育食味好、蛋白质含量高、出糙率高、产量高的食、饲两用超级两系杂交早稻。.b.以优质不育系与优质父本配组，特别要求双亲垩白率和垩白度均低，同时注重提高整精率，控制直链淀粉含量。c.配组时坚持农艺性状和品质性状互补，亲缘关系较远的原则，实现优质高产；d.特别注意抽穗进度和灌浆速度，要求抽穗整齐一致，功能叶活力强，灌浆期耐高温，灌浆速度中等偏快，提高群体品质；e.通过提高千粒重和成穗率，塑造剑叶长且挺直的理想株形，实现超高产；f.通过增强苗期耐寒性促进早生快发，增强抽穗

13、期耐冷性达到稳定的高结实率，实现高产稳产；g.以抗稻瘟病和耐纹枯病作为实现优质高产稳产的抗性要求。4)、成果的表达形式选育1个杂交早稻组合通过省区试，并提交审定。5)、预期技术水平和参数：达国内先进水平。a.早中熟杂交组合产量与对照金优402相当，但米质抗性优于对照，主要品质指标达部颁优质米二级标准。中抗稻瘟病。全生育期110天左右。b.迟熟杂交组合产量比对照金优402增产5-8%，米质抗性优于对照，主要品质指标达部颁优质米二级标准，中抗稻瘟病。全生育期115天左右。c.组织杂交早稻新组合示范共2万亩，亩产500公斤，较一般的亩产450公斤增产11.1%，增产稻谷100万公斤，产生社会经济效益

14、140万元。 3、项目技术质量指标：项目产品达到的主要技术性能指标、执行的质量标准、通过的国家相关行业许可认证等育成品种的产量指标为500公斤/亩，增产11.1%，以国内通用的百亩示范测产产量为准。主要品质指标达部颁二级优质米标准，以农业部稻米品质检测中心测定结果为准。中抗稻瘟病，以省区试抗性鉴定结果为准。4、分阶段描述项目执行过程中各阶段目标2005年11月-2006年11月，选送2个杂交早稻组合参加省区试。同时进行海南春繁、正季早稻、南昌秋繁等三季田间选育。2006年11月-2007年11月，选送1-2个杂交早稻组合参加省区试。进行小面积制种和杂一代示范。2007年11月-2008年7月，

15、在省内外组织示范，并进行测产验收，完成示范任务。要求有1个杂交早稻新组合通过区试，并提交审定。2008年8-10月，项目总结，验收，结题。5、项目经费预算情况（含项目投资总额、项目已完成投资、项目须新增投资及投资构成和投资预算、申请科技三项经费的使用预算等）项目投资总额80万元，已完成投资44.5万元，需新增投资35.5万元，其中自筹6万元，申请科技三项经费29.5万元（详见表一、表二、表三）表一 项目投资与资金筹措表 单位：万元序号项 目金 额1投资总额80固定资产投资21.6（其中新增2.5万元）流动资金58.4(其中新增33.4万元)2资金筹措80.0自筹资金50.5其中：已完成投资44

16、.5 新增投资6申请科技三项经费29.5借（贷）款0表二 项目拟购设备清单序号设备名称规格型号单 位数量单价 (万元)金额 (万元)1手提电脑Dell台11.41.42打印机惠普台10.20.23液晶电脑清华同方台10.40.44数码相机索尼部10.50.5合计42.5表三 申请科技三项经费使用预算表序号名 称单位数量金额(万元)使用时间1开发费6.68项目开发人员费原材料动力费检测费次10.12007年调研费次2查新费次20.082006年、2008年技术咨询费次10.52008年合作费次36.02006-2008年2设备费2.5申请三项经费资助设备：手提电脑 打印机 液晶电脑 数码相机台台

17、台部11111.40.20.40.52006年2006年2008年2006年3试制费19.32人员费人82.02006-2008年原材料动力费17.022006-2008年检测费次20.32006、2007年4鉴定验收费次11.02008年三、项目实施支撑条件1、 项目技术来源项目技术属自有技术。项目申请单位从事杂交稻育种研究三十多年，具有全套成熟的杂交水稻育种技术。本课题将采用自选的江农早4号A、6442s、莲9s等具有配组早熟特性的不育系为主，同时引进到金23A、优A等不育系与恢复系配组，选育杂交早稻新组合。恢复系将采用自选的R350等以及R402等的改造材料和晚稻恢复系导入早稻的新品系。

18、育成的新组合将具有自主知识产权。2、项目实验、检测条件江西省农科院水稻所已具备200m2组织培养室和设备一套，200M2温室一栋，全自动化控制的高精度人工气候室一栋（3间已装备2间），网室400m2，试验田200余亩，海南南繁试验基地一个，高海拔加压筛选基地一个，冷灌繁殖基地一个，中试基地已形成网络化。还拥有电泳仪高速冷冻离心机、光合作用测定仪、显微摄像设备等。农科院的江西省水稻生理遗传重点实验室是省重点实验室，可为本项目开展分子水平的研究提供实验条件。3、项目申请单位人才资源情况：技术人员总数、中高级技术人员比例水稻所总人数111人，在职职工84人，其中博士3人，硕士8人（含在职培养2人），

19、研究员12人，副高8人，中级职称12人，初级职称20人。省学科带头人2名，2人被遴选为江西省2001-2002年度“新世纪百千万人才工程”第一、二层次人选。硕导3人。在职人员中有技术职称的占62%，有中级以上职称的占38%，高级职称人员占23.8%。4、项目组人员专业结构、职称结构项目组成员8人，均为水稻遗传育种和农业技术推广专业技术人员，其中正高职称1人，研究生2人，中级职称2人，初级职称5人（详见表四）。省农科院水稻所和南昌县农科所两个单位之间分工明确，水稻所负责组合选育，县农科所参与选育中的材料评价并负责新组合的大田示范工作。表四 项目组主要成员姓名性别年龄职务职称学历所学 专业现从事

20、专业所在单位负责 人尹建华男40研究员副所长研究生遗传育种遗传育种省农科院水稻所胡金良男47所长中 专农 学农技推广南昌县农科所主要参加人员邹国兴男34助 研研究生遗传育种遗传育种省农科院水稻所彭志勤男32助 研本 科生 物遗传育种省农科院水稻所杨 平男27研 实本 科农 学遗传育种省农科院水稻所刘火明男51农技员农 学农技推广南昌县农科所黄永萍女29助 农专 科农 学遗传育种省农科院水稻所陈春莲女34助 农中 专农 学遗传育种省农科院水稻所5、项目新增投资筹集情况项目需新增投资35.5万元，其中自筹6万元，申请科技三项经费29.5万元（详见上表一）。四、项目预期经济效益1、预期市场需求江西省

21、杂交早稻占早稻面积比例已达50-70%，居长江流域之最，2004年最高达到80%，选育推广杂交早稻新组合市场前景好。长江中下游目前种植的早杂组合存在米质欠佳、抗性不强（特别是稻瘟病抗性不强）等多处不足，可供农民选择种植的早杂组合少。江西产量水平低也主要是早稻产量低，早稻平均亩产不到350公斤。一旦育成一个亩产能达500公斤的产量高、抗性强、品质较优、生育期适中的杂交早稻新组合，就能迅速地扩大占领市场。所以，本项目研究成果在南昌市和我省以及长江流域双季稻区的其它省份具有广阔的市场应用前景。2、预期盈利水平育成的杂交早稻新组合，亩产达500公斤，亩增稻谷50公斤，增幅11.1%，按每公斤1.4元计

22、，农民种植亩增收70元，示范推广2万亩，将可产生社会经济效益140万元。2万亩大田生产需杂交种子3万公斤，种子经营可盈利9万元。3、预期产业化前景项目完成后的三年内即2009年-2011年，新组合开发与大型种业公司合作，预期三年分别推广50万亩，160万亩，150万亩，预期合计360万亩，亩用种量1.5公斤，共生产销售450万公斤杂交种子，按每公斤盈利3元计，共可产生种子盈利效益1350万元。同时推广300万亩，共可增产稻谷1.5亿公斤，产生社会经济效益2.2亿元。4、项目实施风险分析本项目依托自有成熟技术，无技术风险。研究基础好，已有2个组合完成小试进入中试（省区试），2个不育系通过审定或鉴定，并配出了一批新组合进入小试，完全有把握在3年项目其内育成1个杂交早稻新组合达到预期指标，可以