水稻作为我国重要的主粮品种，是名副其实的“粮安基石”。我国水稻总产量更是连续十多年保持在两千亿公斤以上。量的问题解决之后，培育高产优质水稻成为未来水稻育种的主攻方向。什么样的水稻才算优质水稻？怎样利用前沿科技，推动我国水稻育种进入全新阶段？
中国是水稻的故乡
水稻在我国历史上有着非常重要的地位。现在公认水稻是起源于中国，目前比较认可的就是7000多年前河姆渡出土的水稻碳化稻，但实际上比这个更早的，包括江西万年县的万年稻，浙江浦江县的万年稻，还有好多地方都出土了不同年份的碳化稻。水稻作为我国的主要粮食以后，确保了整个社会的稳定发展。我国人口从宋朝的6000万发展到清朝末年的4亿，主要粮食作物小麦变更到水稻，起到了非常大的作用。
我国四大粮食作物水稻、小麦、玉米、大豆，现在从播种面积来说，水稻4.5亿亩，玉米6.5亿亩，小麦3.5亿亩，大豆大概1.5亿亩。水稻的播种面积占粮食播种面积大约四分之一，但水稻的总产量占整个粮食产量的32%左右，全国人民大概有60%是以水稻为主食的。所以稻米在国人的眼里，它是非常重要的。
水稻分为粳稻和籼稻两大亚种，其中粳稻生长期长，一般一年只能成熟一次。煮熟后的米饭以绵、软、糯、甜著称，最有名的当数黑龙江五常大米。而籼稻生长期短，在无霜期长的地方一年可熟两到三季。煮熟后米饭较松散、软而不粘。从外形上看，粳稻外形很圆，像个胖子；籼稻外形修长，像个瘦子。一般来说，粳稻的抗寒性、抗旱性较好，而籼稻则更加耐热、耐强光、耐湿润。粳稻主要分布在我国北方，黄河流域和东北地区等，而籼稻在我国的主产区则在秦岭—淮河以南地区和华南地区。
中国优质稻的代表
资料显示，日本在20世纪60年代提出超级稻育种概念，要将产量提高到新的水平，后来由于种质资源的局限没有能够实现，从而转向优良食味品质改良，创制出了越光等优良食味品质水稻品种。目前日本商品化的稻米品种有250多个，排名前五位的水稻品种贡献了60%以上的产量。其中，号称“世界米王”的越光大米从上世纪50年代育成后，至今仍是日本第一大水稻品种，覆盖日本35%的水稻种植面积。此外，在功能性稻米的研究及其产业化方面，国外发展也非常迅速。日本针对特定疾病人群，开发了低谷蛋白米、花粉症减敏稻米、糖尿病改善米、矿物质强化米、高维生素米等。印度培育出了适合糖尿病患者食用的水稻品种ISM的改良变种，这个变种除了具有高产、抗白叶枯病等优良性状外，其血糖生成指数仅为50.99，而普通精白米饭的升糖指数是83。那么，中国优质稻的代表是什么？
五常稻花香是中国优质稻的代表。大家都知道北方的稻花香，它的品种名叫五优稻4号。这种稻花香种植区域非常窄，就在五常和吉林北部很小的区域，能够生产出这么好的品质，大概每年有100万吨。我们希望通过改良，培育出一个类似于北方的稻花香的南方的粳稻品种。经过几年努力，我们也有一些品系出来了，但是确实还没有进行大面积的生产，经过几次稻米的品尝以后发现，口感跟北方的稻花香没什么区别，但是整个外观还有点距离，这也是我们下一步要奋斗的目标。
如何挖掘我国丰富的水稻种质资源
种子是农业的“芯片”，而种质资源是培育好种子的第一步。经过长期坚持不懈的努力和探索，我国作物种质资源研究取得多方面重要成就。截至2022年底，我国收集保存农作物种质资源总量突破54万份；而中国水稻研究所水稻国家中期库保存着8.6万份资源，在水稻起源与演化、功能基因组等研究方面具有优势。我们创建了以骨干亲本遗传构成为标尺的精准鉴定新技术，打通种质资源与育种密切协作与有效利用的“最后一公里”。以辽宁的京租御用稻米为例，这个品种曾经是清朝光绪年间皇宫膳用之粮，御赐得名“京租稻”，是全国独一无二的历史名贵水稻品种，距今已有140多年的种植历史。但由于京租稻产量低、种植面积小、品种混杂，纯种的京租稻濒临失传。为了有效保护这一传统的品种，科技工作者从国家种质库引种，对京租稻进行统一提纯和产品复壮、恢复种植，加快了品种的科研保护力度。如今，京租稻米种植已经成为当地的一个重要产业。那么，如何挖掘我国丰富的水稻种质资源、发现高产优质的水稻基因？又该如何突破前沿育种关键技术、打赢种业翻身仗？
智能设计育种是水稻育种的发展方向。育种，从某种意义上来说，是把来自不同背景的优良等位基因聚合起来。然而，育种又是一门复杂的艺术，不是基因的简单组合和堆叠。伴随着大规模基因组测序技术的发展，越来越多的作物全基因组密码被破解，在海量的基因组数据面前，怎样的基因组合才能产出最优的作物品种？如何不用大规模田间试验，就能预测和推演这些基因聚合后，作物的生产表现？依托生物技术、人工智能、大数据的智能设计育种应运而生。作物智能设计育种首先需要破解作物的重要性状是如何形成的？它取决于哪些遗传因素和分子机制？然后通过人工智能决策系统设计最佳育种方案。与传统的高投入、大规模的田间试验相比，智能设计育种可在计算机中对基因组序列进行虚拟诱变，并利用模型预测变异的后果，从而挑选符合我们预期目标的变异序列进行实验验证，实现低成本、高效率的定向设计育种。
全面强化品种权的保护力度
现在大家都在谈种业振兴。农业现代化，种子是基础。目前水稻品种同质化比较严重，所谓同质化，就是遗传背景都差不多，长相也差不多、表型也差不多、产量也差不多、品质也差不多，没有颠覆性的东西。这些同质化的品种，企业很难赚钱。在2020年，我和我的老师万建民院士不断地呼吁，当时我们就签了一个实质性派生品种（EDV）制度。
牢牢把握粮食安全的主动权
近年来，国际局势风云变幻，粮食危机的阴云更是时隐时现。2023年7月6日，联合国粮农组织与经合组织共同发布的《经合组织—粮农组织2023—2032年农业展望报告》指出，预计未来十年全球农业和粮食产量将继续增长，但由于人口趋势影响，增长速度将低于前十年。当前，不利的气候趋势、动植物疫病及主要农业投入品价格波动加剧等因素，正在增加农业和粮食生产的不确定性。该《报告》预计，全球种植业、畜牧业和渔业产量在未来十年将以年均1.1%的速度增长，增速为2005—2015年十年间平均增速的一半。粮食危机离我们并不遥远，近半个世纪以来，居安思危的战略决策，让我们与全球三次粮食危机擦肩而过，未来，我们如何进一步提高我国主粮的抗风险能力，牢牢把握粮食安全的主动权？
粮食安全事关国家安全。近半个世纪以来全球发生了三次粮食危机。1973年第一次粮食危机，包括东南亚，甚至欧洲都有粮食危机，因为高温干旱减产，当时苏联需要到美国求购大概3000万吨粮食，直接造成了大米、小麦涨价70%，对全球粮食的冲击是非常大的。1974年美国《时代》周刊总结1973年的粮食危机，提出来粮食就是一种武器。第二次粮食危机大概从2005年开始，也是全球各个地方出现了粮食问题，到了2008年粮食价格暴涨，基本上涨了50%以上。全球大概有33个国家因为缺少粮食发生了一些骚乱。为什么会造成粮食危机呢？这个是和能源有关系，2007年美国当时提出用玉米生产乙醇。第三次就是乌克兰危机以后，因为俄罗斯和乌克兰分别是小麦与玉米的主产国，大概占国际粮食贸易的比例将近20%。同时俄罗斯和白俄罗斯又分别是肥料第一、第四大出口国。这次危机还叠加了2022年6月份印度禁止出口小麦的因素。当世界各国意识到全球粮食有危机的时候，肯定要首先保护自己国家的粮食安全。这时，有钱也买不到粮食。相信大家也都能深刻地感受到粮食安全对一个国家的重要性。
水稻良种攻关是国家粮食安全的保证。1973年第一次粮食危机，中国有个杂交稻出来了，中国杂交稻就是1973年三系配套成功的。到了2005—2008年，全球出现第二次大的粮食危机，但是1996年我国提出来一个超级稻的计划，在2004年、2005年左右，杂交水稻大面积推广、超级水稻大面积推广，我国没有出现粮食问题。
党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央高度重视国家粮食安全，始终把解决好十几亿人口的吃饭问题作为治国理政的头等大事。我国粮食安全新战略发轫于2013年，这一年的中央农村工作会议是一次高规格布局粮食安全的重要会议，中央政治局常委全体出席，习近平总书记首次对新时期粮食安全战略进行了系统阐述。我国是人口众多的大国，解决好吃饭问题始终是治国理政的头等大事。2015年“十三五”规划建议提出：“坚持最严格的耕地保护制度，坚守耕地红线，实施藏粮于地、藏粮于技战略，提高粮食产能，确保谷物基本自给、口粮绝对安全。”“藏粮于地、藏粮于技”，从土地和科技的角度阐述了粮食的重要性。习近平总书记对粮食安全问题发表的一系列重要论述，深刻阐释了保障国家粮食安全的重要意义、战略重点和实践要求，为做好新时代国家粮食安全工作、把牢粮食安全主动权提供了根本遵循和行动指南。种业的发展，种业的振兴，还需要一批有情怀的科学家和一批有情怀的企业家真正联起手来，才能确保我国的粮食安全。