《走近科学》关注华中农大重大科技成果“绿色超级稻”

9月23日，CCTV-10科教频道《走近科学》携中国科学院院士、华中农业大学张启发院士领衔研究的“绿色超级稻”及“双水双绿”进入了大家的视野。

何为“绿色超级稻”？

何为“双水双绿”？

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民以食为天，食以稻为先。

水稻是中国种植历史最古老的农作物之一，已有7000多年的种植史。水稻品种众多，种植范围广泛。如今，全世界一半以上的人口都以稻米作为主食。然而，关于水稻的研究似乎永无止境。

中国科学院院士、华中农业大学生命科学技术学院教授、双水双绿研究院委员会主任委员张启发

中国科学院院士、华中农业大学生命科学技术学院张启发教授以及他率领的水稻科研团队在研究中发现：近年来，水稻产量连年攀高，可水稻的产量是提高了，问题却接踵而至——为了让水稻长势良好，农民们会向水稻田中施用化肥农药，但久而久之，这些做法不仅带来了稻米食味口感下降的问题，对生态环境也产生了负面影响。

华中农业大学植物科学技术学院教授，双水双绿研究院副院长余四斌

目前，为害水稻的主要因素就是“三虫三害”。所谓三虫，即（二化和三化）螟虫、褐飞虱、稻纵卷叶螟；所谓“三害”，即稻瘟病、白叶枯病、纹枯病。另外，目前还有一个在杂交稻里面发展起来的十分严重的病害——稻曲病。在农田中施用化肥和杀虫剂，主要就是为了提高水稻的品质和产量，防止水稻病虫害的发生。

为了让老百姓能够吃上更环保绿色的稻米，张启发院士率领科研团队提出，要培育出“少打农药、少施化肥、节水抗旱、优质高产”的“绿色超级稻”，再来一次“绿色革命”。

究竟该采用什么方法来实现这一目标呢？

据华中农业大学水稻科研科研团队介绍，随着科学技术的进步，育种早已经从简单地到田里去目测水稻性状发展到了杂交育种。近几年，分子育种技术的进步让育种学家可以对控制水稻形状的许多基因进行鉴定，确定哪个基因影响哪些形状，然后对这些基因进行选择。

简单来讲，“绿色超级稻”就是结合传统的育种方式，利用现代的功能基因组学成果来进行培育。这当中有许多方法，例如回交育种和杂交育种，现在的这个功能基因组学的成果，就包括全基因组育种技术平台、单倍体育种以及分子标记辅助选择体系等。为了实现绿色超级稻的目标，华中农业大学水稻科研团队采用更为精准高效的分子育种（也叫基因组育种）模式。

目前，经过各国农业专家的努力，已经掌握了水稻的3290个功能基因。可是，面对一株水稻，要想知道这里面都有哪些基因，又有哪些是所需要的抗性基因，还真不是一件容易的事。

如果是传统的杂交育种，就需要农业专家在田间地头一遍遍地去进行杂交、试种，最终选出一个稳定的后代——这可能需要7到8年的时间；而基因组育种则是通过对水稻的基因进行提取，快速找到水稻中是不是有专家们所需要的抗性基因，时间大大缩短。

追求产量，有产量的基因；讲品质，有品质的基因；讲抗病，有抗病的基因。所以，在追求新的目标的时候，就要有相应的基因做基础。

张启发院士说，目前他们认定的“绿色超级稻”有些是农业部认定的超级稻品种。对于一些指标，例如肥料施用能减少多少，灌溉水的水资源能减少多少，或者不打农药可以做到什么程度，就作为认定为绿色超级稻的一些基础指标。

那么，怎样做出来的品种才是绿色超级稻呢？张启发院士说，他们做项目的时候提出了减少三个30%——水30%，肥料30%，农药30%。

近年来，湖北省兴起了模式多样的稻田种养，为绿色农业及其发展方式的转变进行了有益的探索。

湖北监利的双水双绿科研示范基地水稻田与普通的水稻田有所不同——这里的水稻田养了很多小龙虾。

在这片水稻田里，广阔的稻田为虾提供活动空间，使虾生长健壮；稻谷收获后冬季田间淹水，稻秆可以为虾苗提供栖息场所，对虾苗孵化具有保温作用；稻秆腐烂促进水体浮游生物生长，既为虾提供食物，同时也有效地解决了秸秆还田矛盾；既有利于对稻秆的消化利用，还杀灭残存害虫，减少次年虫源，降低虫害；虾的排泄物为稻提供有机肥料；虾的存在制约了农药化肥的施用。这种“虾-稻”互利共生体系能有效地实现资源节约、环境友好、生态平衡，具有引领农业生产模式变革的巨大潜力。

“正因为稻田里有了经济价值较高的小龙虾存在，农民大规模自觉种植绿色优质稻变成现实。”张启发院士和他的团队成员通过稻田养殖小龙虾的发展看到了“绿色超级稻”的发展前景：“尤其是当我认识到我们水稻产能有点过剩的时候，‘绿色超级稻’找到出路了”。

华中农业大学水产学院教授，双水双绿研究院院长顾泽茂

水稻和小龙虾的产能过剩，预示着其均需要向优质高产的方向进行突破，以高品质为主导，实现绿色可持续发展。张启发率先提出，以“双水双绿”重塑“鱼米之乡” 。张启发认为，“双水双绿”，第一个双，是量词数字的意思，指水稻、水产两种“双水”产业。第二个双，是形容词加倍的意思，指做优做特绿色稻米、绿色小龙虾等“双绿”农产品。“种稻养虾，绿色倍加”，让农业生产过程来洁净水源、优化环境，最终实现产业兴旺、农民富庶、乡村美丽的目标。