“小粒种”破解杂交水稻产业化之困

　　11月23日，长沙，湖南省农科院杂交水稻研究中心二楼的办公室里，主任唐文帮正专注地瞅着桌上并排放着的三捧谷粒。

　　“这里面有个创新品种，在种业市场里很火爆。”见到走进来的科技日报笔者，唐文帮笑呵呵地指着其中一捧谷粒说。

　　仔细观察，这捧谷粒的确与众不同，个头仅有另外两捧的一半。

　　“不要小看它，它‘生’出的‘娃’可正常呢。”唐文帮介绍。

　　“小粒种，大粒稻”——就是这个不起眼的“小个子”品种，可以完美匹配我国现有“种情”，实现全程机械化制种与种植。在有效降低农户用种成本的同时，它还能让杂交水稻更高产、更优质。

　　降低用种成本，他打起“小”算盘

　　杂交水稻，被联合国粮农组织列为解决发展中国家粮食短缺问题的首选技术。在以袁隆平院士为首的科研人员的不懈努力下，我国杂交水稻技术长期保持世界领先，种植面积也一度呈增长态势。但近年来，杂交水稻种植面积开始“缩水”。

　　一方面，水稻种植方式正朝着规模化、机械化快速转型。轻简化的栽培方式，使农田用种量增加了约3倍。另一方面，杂交稻制种仍沿袭传统人力模式，跟不上种植全程机械化的节奏。

　　制种成本高，种植用种量不减反增，带来了农民种植成本的较快增长，也成为制约杂交水稻面积扩大和可持续发展之困。要想解困，只能从降低制种成本、减少种植用种量两个途径入手。

　　2009年，唐文帮打起“小”算盘：研发一种可结出大粒稻谷的“小粒种”，既降低制种成本，又减少用种量。彼时，他还是湖南农业大学的一名教授。

　　“在我之前也有专家提出‘小粒种’设想，但他们设想的‘小粒种’，只比普通品种小一点。从产业化角度，我认为只有和普通品种大小有明显区分，才能显著降低用种量。”唐文帮说。

　　设想很丰满，验证很骨感。“小”到什么程度，团队走了不少弯路。

　　最初，唐文帮一度认为种子越小越好。为找到“越小越好”的不育系（“母本”）材料，他们跑到全国各地去寻觅。

　　众里寻“她”千百度，看“天色”觅得小粒不育系

　　寻常育种，都在大太阳下进行。对“小粒种”而言，太阳光线太烈反而不利于找到种质材料。于是，团队每天第一件事，就是“看天色”。“逮”着阴天或下雨天，他们立刻全副武装钻到田地里。

　　终于，他们找到了一个赛一个“小”的不育系材料。普通杂交稻种子的千粒重（1000颗种子的重量）约为25—26克。唐文帮团队找到的最小不育系种质资源，千粒重仅有7—8克。

　　但经过两三年的探索和实践，他们发现，“完美千粒重”并非越小越好，而应在13到15克之间。

　　“现在不管什么品种，我瞅一眼就能估摸出它们的‘千粒重’，但当时却很艰难。”唐文帮回忆。每年，团队要完成上万份育种材料的搜集，并对它们逐一进行千粒重测量。方法“简单粗暴”：凭人工，从每份材料中数出一千颗种子，再称重记录。“十几个人同时干，都要花一个多月，这个过程很痛苦，甚至有点‘不堪回首’。”

　　在这种枯燥无味的“往复”中，唐文帮遇到了“粒形特别漂亮”的“她”——“2014年10月，我们在云南保山寻到了‘她’。基于对‘她’的遗传改良，我们培育了第一个小粒两系不育系。”

　　制种机械化，帮母本“找对象”

　　传统杂交稻制种，采用“一行父本间隔8—10行母本”的人工种植方式。“小粒种”要实现机械化混播混收（即父本母本混合播种，育成的种子与父本混合收割）的目标，就只有在它与其父本存在个体上大小的显著差异时，才能实现。因此，它的“亲爹”只能是“大个儿”。

　　“大部分普通种子的父本，有现成的材料资源。但‘小粒种’只能根据每个母本的特点，为她单独‘培育对象’。所以，创制父本是研究中的另一难点。”唐文帮说。

　　2019年，团队培育出的第一个“小粒种”杂交稻品种通过国家审定。这期间，他们还发明了基于粒厚的机械分选技术，研制了专业分选机械，完成了制种机械化过程里的“机械”研究。

　　通过创立小粒型不育系高效制种新体系，团队开辟了杂交水稻全程机械化制种新途径。与传统制种方式相比，“小粒种”制种效益提高了36.3%以上。

　　截至目前，项目成果累计示范推广323.5万亩。按每亩节省用种成本37.5元计算，共计节约1.21亿元，助力增产稻谷9453.9万公斤，新增社会效益3.76亿元。

　　降低种植难度，给“小粒种”穿上“糖衣”