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杂交稻与绿色超级稻

科学通报 2016年第35期61卷 3797-3803页

作者：余四斌熊银肖景华罗利军张启发华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室武汉430070 上海市农业生物基因中心上海201106

水稻是我国乃至世界上最重要的粮食作物之一.水稻增产对保障粮食安全和人民生活水平具有极其重要的作用.近60年来,我国水稻育种目标和技术的发展,特别是重要基因的发现以及杂种优势技术的创新与利用,极大地提高了水稻的产量水平,影响着... 详细信息

水稻是我国乃至世界上最重要的粮食作物之一.水稻增产对保障粮食安全和人民生活水平具有极其重要的作用.近60年来,我国水稻育种目标和技术的发展,特别是重要基因的发现以及杂种优势技术的创新与利用,极大地提高了水稻的产量水平,影响着水稻的生产方式.当前,农业生产与资源环境的矛盾日益突出,超高产的育种目标和生产方式需要改变.培育和大面积应用抗病虫、肥水高效吸收利用、抗旱性和抗逆性的绿色超级稻,成为水稻育种与利用的新方向.绿色超级稻的构想与实践对作物育种目标、作物生产方式以及农业可持续发展已经产生重大影响.本文简要介绍我国杂交稻的发展以及绿色超级稻的研究现状.

关键词：杂交稻杂种优势超级稻绿色超级稻分子育种

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绿色超级稻新品种选育研究进展

生命科学 2018年第10期30卷 1083-1089页

作者：张超普余四斌张启发华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室武汉430070

水稻(Oryza Sativa L.)是重要的粮食作物之一。面对农业生产与资源环境日益突出的矛盾,我国科学家提出了"绿色超级稻"的理念,并开展了卓有成效的系统研究与实践,在发掘与利用高产、优质、抗病虫、抗逆和营养高效等重要性状基因、建立全... 详细信息

水稻(Oryza Sativa L.)是重要的粮食作物之一。面对农业生产与资源环境日益突出的矛盾,我国科学家提出了"绿色超级稻"的理念,并开展了卓有成效的系统研究与实践,在发掘与利用高产、优质、抗病虫、抗逆和营养高效等重要性状基因、建立全基因组育种技术平台、培育与应用绿色超级稻等方面取得了一系列的重大成果。"绿色超级稻"已经成为全球作物育种的新目标和农业可持续发展的重要举措。现概要介绍我国绿色超级稻的理论与实践的近期研究进展以及绿色超级稻选育与应用的主要成果。

关键词：绿色超级稻绿色性状基因资源基因组育种

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绿色超级稻的研究进展与展望

华中农业大学学报 2022年第1期41卷 28-39页

作者：张浩博吴伊宁莫伊凡宋根才张丽婷孙文强余四斌华中农业大学植物科学技术学院/作物遗传改良国家重点实验室武汉430070

如何平衡农业生产与环境资源的矛盾是我国乃至全球面临的巨大挑战。为应对这一挑战,我国科学家提出绿色超级稻的理念,建立全基因组育种选择技术体系,挖掘出一批高产、抗逆、优质、抗病虫以及养分高效利用的绿色性状基因,培育大量绿色超... 详细信息

如何平衡农业生产与环境资源的矛盾是我国乃至全球面临的巨大挑战。为应对这一挑战,我国科学家提出绿色超级稻的理念,建立全基因组育种选择技术体系,挖掘出一批高产、抗逆、优质、抗病虫以及养分高效利用的绿色性状基因,培育大量绿色超级稻品种并推广应用,推动了作物育种目标和育种模式的转变。本文总结了绿色超级稻的理念、发展历程以及绿色超级稻研究取得的重要进展,并就绿色营养优质水稻的培育与应用进行了展望。

关键词：绿色超级稻种质资源功能基因绿色性状基因组育种

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绿色超级稻品种培育及其发展

中国稻米 2022年第5期28卷 7-13页

作者：莫伊凡吴伊宁余四斌华中农业大学武汉430070 湖北洪山实验室武汉430070

粮食安全、资源环境保护以及绿色发展是农业产业发展面临的重大问题。水稻作为我国主要粮食作物之一,在保障粮食安全中发挥着重要作用。“绿色超级稻”的理念要求水稻新品种在高产优质的基础上兼有多种病虫害抗性、养分高效吸收利用、... 详细信息

粮食安全、资源环境保护以及绿色发展是农业产业发展面临的重大问题。水稻作为我国主要粮食作物之一,在保障粮食安全中发挥着重要作用。“绿色超级稻”的理念要求水稻新品种在高产优质的基础上兼有多种病虫害抗性、养分高效吸收利用、以及较强的抗旱性和抗逆性特性,实现水稻生产“少打农药、少施化肥、节水抗旱、优质高产”的目标。“绿色超级稻”的理念与实践推动了绿色农业的发展。本文简要介绍了“绿色超级稻”理念及其形成的历史背景、研究进展及未来的发展趋势。

关键词：绿色超级稻基因组育种种质资源功能基因绿色农业

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基于非线性主成分分析的绿色超级稻品种综合评价

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作物学报 2019年第7期45卷 982-992页

作者：纪龙申红芳徐春春陈中督方福平中国水稻研究所

应用绿色超级稻被认为是推动水稻生产可持续发展的重要途径之一,已成为全球水稻育种的主要目标。目前关于绿色超级稻品种综合评价的研究鲜有报道。本文围绕“少打农药、少施化肥、节水抗旱、优质高产”的理念,从技术性、经济性、生态性... 详细信息

应用绿色超级稻被认为是推动水稻生产可持续发展的重要途径之一,已成为全球水稻育种的主要目标。目前关于绿色超级稻品种综合评价的研究鲜有报道。本文围绕“少打农药、少施化肥、节水抗旱、优质高产”的理念,从技术性、经济性、生态性和社会性 4 个维度构建了绿色超级稻品种综合评价指标体系,为水稻及其他作物品种的综合评价、品种选育及推广应用提供了有益的研究思路。在此基础上引入一种非线性主成分分析法对数主成分分析,利用大田试验数据及不同评价方法的对比分析表明,对数主成分分析法符合绿色超级稻的育种理念,具有较强的合理性,可作为一种有效的水稻品种综合评价方法。

关键词：绿色超级稻综合评价指标体系非线性主成分分析

绿色超级稻和超级稻在简化栽培模式下的农艺表现

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绿色超级稻和超级稻在简化栽培模式下的农艺表现

作者：孙凡华中农业大学

学位级别：硕士

我国水稻生产存在资源利用效率低、环境压力大、生产成本和劳动力投入高等问题,针对上述问题,张启发院士提出了绿色超级稻(Green Super Rice,GSR)的理念,其目标是使水稻生产“少打农药、少施化肥、节水抗旱、优质高产”。GSR和超级稻(Su... 详细信息

我国水稻生产存在资源利用效率低、环境压力大、生产成本和劳动力投入高等问题,针对上述问题,张启发院士提出了绿色超级稻(Green Super Rice,GSR)的理念,其目标是使水稻生产“少打农药、少施化肥、节水抗旱、优质高产”。GSR和超级稻(Super Rice,SR)在理念上存在差异,GSR不过分追求单季超高产,旨在减少生产投入,提高资源利用效率,保护生态环境。然而,目前关于GSR和SR品种在简化栽培条件下的农艺表现还不清楚。本试验于2015-2016年以7个GSR候选品种和5个SR品种为试验材料,设置农民习惯模式(farmers’practice,FP)和简化栽培模式(simplified and reduced-input practice,SRIP)两个处理。7个GSR候选品种是根据本实验室2014年的品种筛选试验确定,包括旱优549、9优6号、金科优651、黄华占、珞优10号、徽两优858、广两优476。5个SR品种为农业部认定品种,包括深两优5814、丰两优4号、Y两优1号、扬两优6号和Y两优900。FP处理施氮量为180 kg ha-1,采用淹灌,秧龄为25天,种植密度为4×9寸;SRIP处理施氮量为90 kg ha-1,采用雨养,秧龄为35天,种植密度为6×9寸。本研究的目的在于(1)探究GSR和SR在SRIP下的籽粒产量及氮素利用效率(NUE);(2)分析GSR和SR品种产量及氮素利用效率在不同栽培模式下差异的原因。主要试验结果如下:(1)与FP处理相比,2015和2016年SRIP处理下各品种的平均产量降幅分别为10.0%和5.5%。这主要是由SRIP处理下单位面积有效穗数、总颖花数和生物量显著降低所致。2015年GSR和SR品种在两个栽培处理下的平均产量均无显著差异,但在2016年,GSR在两个栽培处理下的平均产量均显著低于SR品种。GSR品种9优6号和SR品种扬两优6号在两年两个栽培处理下均表现出较高的产量潜力和稳产性。两个品种较好的高产和稳产性主要是因为其结实率和收获指数较高。GSR品种旱优549、金科优651和黄华占表现出高产但不稳产的特性,其它几个品种的高产和稳产性都表现一般。(2)与FP处理相比,SRIP处理下氮素收获指数(NHI)、氮素籽粒生产效率(NUEg)、氮素干物质生产效率(NUEb)和偏生产力(PFPN)分别提高13.8%、58.5%、79.9%和27.3%。2015年GSR和SR品种在两个处理下的氮素利用效率指标均无显著差异,但每组内各品种间氮素利用效率相关指标存在差异。2016年GSR与SR品种间各氮素利用效率指标的差异与2015年不同。在FP处理下,GSR品种相比于SR品种具有较低的PFPN和NUEb。在SRIP处理下,GSR品种的总氮吸收量(TN)显著高于SR品种,而其它四个指标显著低于SR品种。两年试验结果表明,在两个栽培处理下,5个SR品种的各个氮素利用效率指标间差异不大。与SR品种相比,在FP处理下,GSR品种金科优651和旱优549具有较高的TN。在SRIP处理下,9优6号具有较高的TN和PFPN。总的来说,与SR各品种相比,GSR各品种的氮素利用效率并未表现出优势。(3)通过比较两种栽培模式的经济效益发现,与FP模式相比,SRIP模式下的生产成本显著降低,每公顷减少了2256元,SRIP模式每公顷的收入比FP模式低1560元,然而SRIP模式的净收益要高于FP模式,每公顷平均净增收696元。由此可见,成本投入的降低是导致SRIP模式净收益高的主要原因。综上所述,通过降低肥料、水分和生产成本(劳动力和种子成本)投入的SRIP处理使产量降低了5.5-10.0%,但净收益增加了696元。在气候条件正常的生长年份2015年,GSR与SR品种间的平均产量在两个栽培模式下均无差异。在2016年开花期遭遇高温胁迫的情况下,SR品种的平均产量要显著高于GSR品种。这表明SR品种在广适性和抗逆性方面要优于GSR候选品种。此外,两年试验均表明GSR品种的氮素利用效率与SR品种相比并无优势。每组内各品种间产量和氮素利用效率在两个栽培模式下均表现出了显著差异,GSR品种9优6号和SR品种扬两优6号表现出了较好的高产和稳产特性。总之,本试验结果表明尽管个别GSR品种表现出较好的高产和稳产特性,但是总体上GSR品种并没有表现出比SR品种对简化栽培模式更好的适应性。今后的GSR育种工作应注重对现有SR品种绿色性状的评价,以期筛选出优良的GSR品种。

关键词：绿色超级稻超级稻简化栽培产量氮素利用效率

绿色超级稻品种产量、氮素利用效率和温室气体排放规律研究

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绿色超级稻品种产量、氮素利用效率和温室气体排放规律研究

作者：赵文琪华中农业大学

学位级别：硕士

培育绿色超级稻(Green Super Rice,GSR)对于满足水稻生产转型时期的发展需求具有重要意义。本团队前期在中低氮肥条件下认定了一批GSR品种,但是关于这些品种在不同施氮条件下产量和氮素利用效率的差异及其生理机制还不清楚。此外,关于... 详细信息

培育绿色超级稻(Green Super Rice,GSR)对于满足水稻生产转型时期的发展需求具有重要意义。本团队前期在中低氮肥条件下认定了一批GSR品种,但是关于这些品种在不同施氮条件下产量和氮素利用效率的差异及其生理机制还不清楚。此外,关于氮高效品种的温室气体排放特征也少有研究。因此,本研究于2020-2022年在湖北省武穴市花桥镇开展三年大田试验,选取了旱优549(HY549)、隆两优华占(LLYHZ)、秀优5013(XY5013)和甬优2640(YY2640)等4个GSR品种,并以超级稻品种丰两优4号(FLY4)和常规稻品种黄华占(HHZ)为对照。试验设置3个氮肥处理:0、180和270 kg N ha。本研究旨在:1)比较GSR品种在不同施氮条件下的产量和氮素利用效率差异;2)从干物质积累转运、氮素积累转运和光能利用效率(RUE)等方面阐明GSR品种高产高效的生理机制;3)探究GSR品种的温室气体排放特征。主要试验结果如下:(1)在不施氮肥条件下XY5013的产量较FLY4高5.72%-14.93%;而在两个施氮处理下(除2022年),LLYHZ、XY5013和YY2640的产量均高于FLY4,平均增幅分别为13.44%、24.63%和14.89%。2022年幼穗分化至开花阶段出现连续高温天气,日最高温度大于35℃长达47 d。这导致2022年三个氮肥处理下的产量平均为5.73、7.24和7.15 t ha,较2020和2021年分别降低了20.42%、20.87%、18.29%和32.11%、27.67%、22.70%。(2)XY5013在低氮条件下高产是因为其具有较高的单位面积穗数、每穗颖花数及较高的株高,在全生育期及花后有较高的光能利用效率。LLYHZ在施氮条件下高产是因为其具有较高的穗数、结实率及叶面积指数,为多穗型品种,在全生育期及花前具有较高的光能利用效率。YY2640和XY5013在施氮条件下均具有较高的单位面积穗数和每穗颖花数,在全生育期及花后具有较高的光能利用效率。此外,YY2640具有较低的株高及叶面积指数。(3)绿色超级稻品种的产量优势主要表现在利用所吸收氮素形成产量或干物质效率的提升,而非氮素积累量。不施氮条件下,XY5013具有较高的NUEg和NUEb,NUEg和NUEb较FLY4分别高9.44%和23.27%。施氮条件下LLYHZ、XY5013和YY2640具有较高的NUEg,三年平均分别为39.42、39.48、40.73 kg kg,较FLY4高7.7%、7.87%、11.28%。XY5013在施氮条件下也具有较高的NUEb,较FLY4高了20.36%;LLYHZ和YY2640具有较高的NHI,较FLY4高了3.50%和9.70%。(4)品种间的温室气体排放特征存在显著差异。在2021年,绿色超级稻品种的甲烷(CH)排放量显著低于FLY4,但均略高于HHZ。氧化亚氮(NO)排放量在各品种间无明显差异。绿色超级稻品种单位产量的增温潜势(GWP)平均为0.79t ha,较FLY4低了32.70%。2022年温室气体排放特征与2021年不一致,绿色超级稻品种的NO排放量平均为1.11kg ha,较FLY4高了76.59%,GWP平均为2.48t ha,较FLY4高了49.55%。综上所述,GSR品种在不同施氮条件下相比对照品种的产量和氮素利用效率表现存在差异。XY5013在不同氮肥条件下均具有产量优势,主要归因于其较高的每穗颖花数、生物量积累和光能利用率、以及较高的氮素干物质和籽粒生产效率。此外,GSR品种在正常生长条件下可减少温室气体排放。未来应加强绿色超级稻品种的耐高温能力,并进一步明确氮高效品种在固碳减排方面的优势。

关键词：绿色超级稻产量氮素利用效率光能利用效率温室气体

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绿色超级稻的缘起、多功能价值与时代意蕴

科学对社会的影响 2010年第2期54卷 14-17页

作者：邓心安彭西北京市海淀区清华东路17号 100083

该文系统总结了绿色超级稻的发展历程、战略目标及其与第二次绿色革命的关系。在探讨绿色超级稻多功能价值的基础上,揭示出绿色超级稻的时代意蕴,包括:绿色超级稻研发顺应了生物经济时代发展趋势;绿色超级稻是农业多功能拓展的主导领域... 详细信息

该文系统总结了绿色超级稻的发展历程、战略目标及其与第二次绿色革命的关系。在探讨绿色超级稻多功能价值的基础上,揭示出绿色超级稻的时代意蕴,包括:绿色超级稻研发顺应了生物经济时代发展趋势;绿色超级稻是农业多功能拓展的主导领域;绿色超级稻的多功能价值体现农业边界淡化及与其他产业的融合。

关键词：绿色超级稻多功能生物经济时代

“绿色超级稻”助力亚非国家农业生产的可持续发展

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生命科学 2018年第10期30卷 1090-1099页

作者：王文生高用明徐建龙黎志康中国农业科学院作物科学研究所北京100081

水稻是亚洲人民的主要粮食作物,也逐渐成为非洲人民增长最快的食物来源。随着人口增长、土地减少以及资源环境的不断恶化,如何进一步保障稻米生产能力的可持续增长是我们面临的最大挑战。为了应对该挑战,中国科学家提出了"绿色超级稻"... 详细信息

水稻是亚洲人民的主要粮食作物,也逐渐成为非洲人民增长最快的食物来源。随着人口增长、土地减少以及资源环境的不断恶化,如何进一步保障稻米生产能力的可持续增长是我们面临的最大挑战。为了应对该挑战,中国科学家提出了"绿色超级稻"的概念。在中国政府和比尔及梅琳达?盖茨基金会的支持下,2008年启动了"为非洲和亚洲资源贫瘠地区培育绿色超级稻"的重大国际合作项目,项目执行10年来,绿色超级稻品种在亚非目标国家的适应性试验与示范推广成效显著,产生了良好的社会经济效益。现对绿色超级稻项目实施的改良回交育种技术、绿色超级稻在亚洲和非洲目标国家的品种试验、审定和推广情况及产生的社会经济效益等进行概述,并指出目前存在的问题及其对策。

关键词：绿色超级稻可持续发展回交育种粮食安全