| 為提升我國水稻育種技術,並與國際其他水稻研究單位接軌,國內各改良場所與台灣大學派員前往國際稻米研究重鎮－菲律賓國際稻米研究所,參加「2009水稻育種課程：為第二次綠色革命奠立基石」研習,內容涵蓋育種計畫訂定、育種資料紀錄、生物性逆境、非生物性逆境、稻米品質以及品種選拔等相關育種議題。作物育種是一種藝術,也是一門改良作物遺傳因子的科學,以育成適應不同環境下生長的優良品種為目標。水稻品種改良的目的則在於研發具有高產、抗病蟲害、抗非生物性逆境、良好的米質與營養成分、及對環境優良適應性的品種。未來育種的目標以增加產量潛勢為主要的方向,水稻育種家認為水稻收穫指數(HI)可以從目前的0.50增加至0.55。另外從野生稻對偶基因確認增產的loci/QTLs,並引入作為品種或親本的材料。同時利用遺傳變異的有效性研究2系法,以發展雜交水稻。而增加產量潛勢的育種目標應著重於生理性狀與植物結構上的研究,以加速目標之達成。國際稻米研究所(IRRI)設定的水稻育種目標包含：高產潛能、生長期縮短、優良米粒與營養品質以及抗多重病蟲害等項目。在增加產能方面,以重新設定理想株型(NewPlantType,NPT)的水稻植株以及雜交水稻為兩大重點。稻米品質分為物理品質和米飯品質兩部分,物理品質有心腹白、外觀顏色、產量以及形狀外觀,米飯品質分為直鏈性澱粉含量、膠體溫度、膠體流動性以及黏性等,直鏈性澱粉是品質的關鍵,過去的檢定方法有很大的誤差,IRRI米質實驗室與InternationalNetworkforQualityRice(INQR)建立一套可信的流程作為直鏈性澱粉含量估算。科學家們對付營養不良有幾個策略,包括篩選具高營養價值的水稻育種、提昇米胚乳中營養元素的生物利用效率以及基因改造等。IRRI經由傳統育種方法改善鐵、鋅元素含量已稍具成效,有幾個具潛力品系的稻米鐵、鋅元素含量已高於一般推廣品種1倍以上。另一方面,利用轉基因生物科技,將大豆乳鐵蛋白轉到水稻之中,提高胚乳鐵元素的利用效能。2000年發表的「黃金米」將不同物種基因轉入水稻之中,使米粒累積產生β胡蘿蔔素也就是維他命A的前驅物,更進一步提昇稻米在世界人類的貢獻度。隨著核酸定序技術進展,新一代的水稻SNP標誌系統越來越普及,也衍生出相關定位(associationmapping)或稱為族群定位(populationmapping)的新策略,透過高密度的分子標誌,直接進行全基因組掃描(whole-genomescan)或候選基因(candidategenes)篩選,加速有用基因探索工作,是一項新的應用領域,但需要核心設施與育種人員分工發揮效益。數量基因座在育種上選擇應注重個別基因座效應、基因與環境交感、基因上位性以及考慮細部定位工作等,而堆砌多個有益數量基因座也需要利用分子標誌輔助選拔,是傳統育種上難以達成工作。國際稻米研究所Dr.Mackill之研究團隊,經多年研究成功自印度水稻地方品種FR13A分離耐淹基因Sub1,並且利用分子標誌輔助回交育種策略將抗性基因導入當地優良栽培品種(megavariety)Swarna和IR64,國際稻米研究所也將此改良品種釋出至各地,有助於南亞地區千萬公頃受淹水威脅水稻種植地區,是目前極為顯著的成功案例。充分顯示出,利用分子標誌有助於精準選拔傳統上難以評估性狀,和縮短1-2個回交世代,南亞多國也利用此資訊進行當地品種改良。全球暖化所導致的長期氣候變遷和短期的氣候變化,已對全球許多國家的稻米生產造成不同的影響。因溫室效應所產生的氣候變化可分為長期與短期兩方面,長期的氣候變化是指溫度與雨量的變動,短期的氣候變化則以聖嬰現象區域的氣候變化為主。由於全球暖化使得高溫傷害變成一個主要的產量限制因子,未來耐熱育種的方向以建立QTL-mapping及利用分子標誌來改良育種工作、在現行的高產品種結合耐熱基因、探討基因型與環境的交感作用、藉由國際種原的交換與合作及育成適合氣候變遷的品種為主要的工作。參與性育種(PVS)有利於水稻新品種的推廣與消費市場之接受度,試驗單位若有較具潛力的固定品系在命名之前,可以利用PVS的育種方式,邀請有經驗農友至田間進行評估,可保證未來新品種潛在的推廣成效。白葉枯病(Xanthomonasoryzaepv.oryzae)和稻熱病(Magnaportheoryzae)是嚴重危害植株生長的水稻病害,在考慮育成持久性抗病品種時,有許多因素要考慮,首先要了解抗性的遺傳基礎,並找出抗性基因、選擇可用的抗性基因以及佈署抗性多個基因等方面。白背飛蝨、褐飛蝨以及斑飛蝨為台灣地區主要危害的飛蝨害蟲,但目前國內栽培品種半數以上所攜帶抗性基因,已無法有效提供褐飛蝨抗性保護,因此,新的抗性種原和抗性基因引入國內水稻育種計畫有迫切需要。除了利用和堆砌已知的抗性基因,也應重視害蟲與植物兩者間的交互作用,思索如何阻斷植株抗性崩壞和新生物小種(biotype)的影響,以培育持久且廣效抗性品種。植物抗性篩選乃是利用昆蟲與植物間之作用,兩者放置在一起進行,以能存活或是被害較少者,即為所謂之抗性品種。但一味使用抗蟲品種對抗害蟲之為害,若是抗蟲品種特性崩潰或消失,兩者將陷入無止境的循環演化。現今許多抗蟲品種之育成,理論上可利用先進之分子輔助育種方式,堆疊各種抗性基因於優良品種之pyramiding,抗性基因之累積,其抗性程度及持續性應可增加、延長,但事實並非如此順利,其可能為各抗性基因獨立之關係(genedependent),詳細情況有待進一步研究探討。透過本次之考察研習,可以清楚了解目前國際間水稻育種工作現況,以及各國面臨水資源缺乏和氣候變遷之因應措施。此外,各國已利用分子標誌輔助水稻品種選育改進現有品種對逆境之適應性,相較之下,國內應加速推動相關水稻育種計畫的執行,並派員至其它國家試驗機構研習新一代的育種與栽培技術,因應未來全球暖化產生的缺糧危機及改善國內育成品種對生物性逆境與非生物性逆境的抗性而預作準備。 |