在席卷日本列岛的强台风越来越多、农作物受灾也越来越严重的背景下，日本正在推进研究即使刮台风也不容易倒伏的水稻。东京农工大学通过充分利用水稻DNA信息的“基因组育种”，开发出了既保留优质大米的代表——越光米的味道，又茎粗结实的品种。能够在短时间内高效改良品种的基因组育种对于应对气候变化及保障粮食安全非常重要。

 　　

　　2022年，台风给日本各地带来了灾害。9月的14号台风以非常强劲的势头登陆鹿儿岛县，纵贯日本列岛的日本海一侧。台风期间，九州等地接近收获的水稻发生了倒伏。倒伏会造成大米的收获量及品质下降。

　

容易倒伏的越光（左）和不容易倒伏的新品种Sakura Prince（图片由东京农工大学教授大川泰一郎提供）

  　　　

　　近年来由于台风越来越强劲，在包括日本在内的东亚和东南亚，水稻倒伏成为问题。在全球变暖的背景下，强台风越来越多，受灾范围有可能扩大。

  　　

　　东京农工大学的大川泰一郎教授等人长年致力于开发即使刮台风也不容易倒伏的强壮水稻品种，已有多个新品种于2022年在日本农林水产省注册。其中一个品种“Sakura Prince”跟越光一样口感很好，还比越光茎粗结实。

     　　

　　越光等在日本栽培的水稻基本上都属于温带粳稻品种。大川泰一郎教授等研究了另外一种籼稻（Indica）以及被叫做热带粳稻的水稻品种所拥有的基因。

   　

　　　

　　针对与茎的强度有关的4种基因，大川泰一郎教授通过让拥有1～4种基因的越光进行系统性的交配繁育，研究了口感及不易倒伏等性质与基因组合的关系。Sakura Prince拥有3种基因，平衡得最好。

     　　

　　反复交配后活用的是DNA信息。通过研究成为各个基因标记的DNA序列，可以轻松掌握水稻拥有哪个基因。由于在幼苗阶段就可以分析DNA筛选水稻，因此不需要像传统育种一样把所有幼苗都培育长大以后再研究。可以减少种植面积和劳力，还可以在短时间内高效改良品种。

  　　

　　传统育种要边实际确认长成的水稻的性质边选抜，依靠专家的经验和感觉反复交配。大川泰一郎教授说：“传统育种需要10年，而基因组育种只需要5年左右，速度是原来2倍”。　　

　　　

 

　　基因组育种不仅用于水稻，还应用于多种作物和家畜的育种。现在不仅强台风增多等气象环境改变，肥料价格暴涨等粮食安全保障的情况也在迅速改变，需要顺应时代改良品种。

  　　

　　基因组育种的对象不仅限于强壮不容易倒伏的品种。预计将用于开发“耐高温、耐干燥及抗病虫害等”、“施很少的肥料和有机肥料也能长得很好”、“容易用于生物燃料和饲料”等多种品种。今后还将融合改变基因的“基因组编辑”技术等，面向环境友好型、可持续发展的农业开展育种。

  　　

　　全球都在利用基因组改良品种

  　　

　　伴随第二次世界大战后的人口猛增出现了粮食危机，在拯救粮食危机的1940～60年代的“绿色革命”中，不容易倒伏的小麦和水稻非常活跃。原来的品种存在的问题是施加大量化肥时，作物个子长得过高，出现倒伏，产量反而下降。经过矮化作物的品种改良等，世界谷物产量大幅增加。在墨西哥为绿色革命做出了贡献的诺曼·博洛格（Norman Borlaug）博士在1970年获得了诺贝尔和平奖。

    　　 　  

　　传统的不容易倒伏的品种是通过改变参与“赤霉素”（一种植物荷尔蒙）合成的基因，使水稻的茎不再生长。1956年诞生于日本越光的口感好，在日本国内产量居首，但实际上很难种植，原因是茎细容易倒伏。在台风越来越大、暴雨增加等气象条件逐年严峻的背景下，需要改良成茎粗强壮的品种。

   　

　　2004年科学家破译出水稻基因组以后，水稻的育种进入了后基因组时代。在作物及家畜的品种改良领域，全球都在推进根据基因组预测性质，然后选拔优良个体的基因组育种。这种方式在种植和饲养需要很多时间和劳动力的果树、家畜的育种方面特别有效，水稻领域也开始产生划时代的新品种。

  　

　　日本经济新闻（中文版：日经中文网）越川智瑛

  　　　

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