随着强台风袭击日本列岛的情况增多，对农作物造成的灾情也越来越严重，在此背景下，遭遇台风也难倒伏水稻的开发正在推进之中。东京农工大学通过应用水稻DNA信息的“基因组育种”，开发出了既能保持美味大米的代表性品牌“越光米”的口感，又能让稻杆粗壮结实的品种。这种能在短时间内高效改良品种的基因组育种，已经成为应对气候变化和保障粮食安全的重要技术。

容易倒伏的“越光大米”（图左）与难倒伏新品种“樱花王子”（供图：东京农工大学大川泰一郎教授）

2022年台风也给日本各地带来灾害。9月的14号台风威力极强地登陆鹿儿岛县，并纵穿了日本列岛的日本海一侧。这场台风，给九州等地即将收获的水稻带来了倒伏灾害。倒伏会导致稻米产量和质量的下降。

近年来，由于台风的大型化，给包括日本在内的东亚和东南亚的水稻带来了倒伏灾害。在全球变暖的背景下，如果强台风进一步增多，今后恐怕灾害还会继续扩大。

东京农工大学的大川泰一郎教授等人长年致力于开发遭遇台风也不容易倒伏的强壮水稻品种， 2022年已有多个新品种获得了日本农林水产省的登录。其中之一的“樱花王子”，其口感与“越光”一样好，但比“越光”的稻杆粗壮结实。

以“越光”为代表在日本种植的水稻，基本上都是温带粳稻品种。大川教授等研究人员把研究目标转向了与此不同的籼稻、热带粳稻等品种所携带的基因上。

与稻杆强度相关的有4个基因，研究人员用携带了1～4 的“越光”系水稻进行杂交培育，并调查了水稻口感和难倒伏性质与基因的组合关系。其中，樱花王子携带了3个基因，口感与抗倒伏的兼顾性最好。

研究人员在反复杂交的基础上利用了DNA信息。通过调查每个品种的基因标记——DNA序列，就能简单快速确定品种所携带的基因。因为在育苗阶段就能通过分析DNA来筛选水稻，所以无需像以往的育种方式那样，一定要等到水稻苗长好后再调查。这种方式可以减少种植面积和劳力，在短时间内高效地改良品种。

以往的育种方式，要事先培育好水稻，通过实际确认水稻的性质后进行选拔，需要依赖专家的经验和直觉反复尝试杂交。大川教授介绍说：“以往的育种方式需要10年的时间，但基因组育种大约只需要5年左右，速度是原来的2倍左右。”。

基因组育种不仅限于水稻，在其他许多作物和家畜的育种中也得到了应用。在不只是强台风增多的气候变化，肥料价格高涨等粮食的安全保障情况也急速变化的背景下，急需可适应时代的品种改良。

基因组育种不仅可以培育出强韧难倒伏品种，还可以运用于“耐高温抗干燥、对疾病及虫害等的抗压性强”、“使用较少的肥料或有机肥料也能很好地生长”“便于利用生物质燃料或饲料”等多种品种的开发。该技术有望与改变基因的“基因组编辑”等技术相结合，实现环境友好型的可持续性农业育种。

基因组改良品种，在全球推进

为拯救第二次世界大战后由于人口激增带来的粮食危机，难以倒伏的小麦和水稻品种曾是活跃在二十世纪40～60年代“绿色革命”时期的主角。以往的品种具有因施多了化肥导致长得过高而发生倒伏，反而导致产量下降的问题。诺曼·勃劳格博士在墨西哥工作期间，通过改良的矮杆植株品种，大幅增加了世界的谷物收获量。鉴于他为墨西哥绿色革命做出的贡献，诺曼·勃劳格博士在1970年获得了诺贝尔和平奖。

传统的不易倒伏品种，是使与合成植物激素“赤霉烯酮”相关的基因发生变异，来实现让稻杆不长高的。1956年在日本诞生的“越光”大米口感极佳，是日本国内产量最高的品种，但实际种植却很困难，因为“越光”的稻杆很细容易倒伏。在每年台风逐渐大型化和暴雨逐渐增多等气象条件日渐严峻的情况下，急需改良为稻杆粗壮的品种。

2004年水稻基因组被破译后，水稻育种进入了“后基因组”时代。在作物和家畜的品种改良中，通过基因组预测品种的性质，选拔优良个体的基因组育种在世界范围内得到了推广。特别是在种植和培育都需要较长时间和劳力的果树以及家畜的育种方面发挥了良好效果，水稻也开始诞生划时代的新品种。

日文：越川智瑛、《日经产业新闻》、2022/10/7
中文：JST客观日本编辑部