目前，我國水稻生產面臨的主要病害有稻瘟病、白葉枯病、細菌性條斑病、紋枯病以及在南方稻作區(qū)發(fā)現的南方黑條矮縮病等，每造均會造成10%~30%的減產。預防和抗擊病害是水稻生產過程中至關重要的環(huán)節(jié)。主要面臨的蟲害有褐飛虱、白背飛虱、稻癭蚊、稻縱卷葉螟、三化螟等。目前在水稻品種資源與野生稻種質資源中均含有一些高抗水稻主要病蟲害的種質基因，也是提高新品種、新組合抗病蟲性的基因源。對于弱感光及感光型雜交水稻育種來說，提高其病蟲害抗性極其重要。

1. 稻瘟病抗性的提高

稻瘟病是水稻最主要的病害之一，一般年份可以造成20%的減產，我國每年用在稻瘟病防治上的費用超過1億元。今后的弱感光及感光型雜交水稻育種必須把抗稻瘟病育種作為主要內容來攻關。新品種區(qū)域試驗規(guī)定把抗稻瘟病性列為新組合入選一票否決的指標，要求育種者更加重視抗稻瘟病的問題，把其列為抗性育種的首要任務。

現階段可以在以下幾個方面取得弱感光及感光型雜交水稻高抗稻瘟病育種的突破。

①抗性基因源的突破。長期以來人們不停與稻瘟病進行艱苦的斗爭。1980年，我國從廣西栽培稻種質資源中篩選出廣譜高抗稻瘟病的紅腳占、柴巖等一批品種，為當時的水稻抗稻瘟病育種提供了優(yōu)異種質，也使得當時的抗性育種取得較大的進展，為生產上少用農藥、降低成本做出了新貢獻。但是，由于稻瘟病的生理小種發(fā)展較快，一段時間之后產生了適應紅腳占等品種抗性的生理小種優(yōu)勢種群，使得具有紅腳占等品種抗性基因的品種失去了應有的抗性。稻瘟病是造成全球水稻生產損失嚴重的病害，也是全球范圍防治研究較深入的水稻病害。雖然科研人員已在基因挖掘方面發(fā)現了30多個基因位點，但是由于稻瘟病菌的遺傳變異很快，產生的生理小種很多，近十年來過去的抗性品種幾乎失去了對現有稻瘟病菌的抗性作用。廣西十年來通過區(qū)試的品種均無一級抗性品種，抗稻瘟病育種再次成為人們關注的熱點。

2002~2009年，陳成斌研究團隊對廣西14個市61個縣245個鄉(xiāng)鎮(zhèn)1?313個原紀錄分布點進行全面深入的系統(tǒng)調查，結果發(fā)現原來紀錄的分布狀況僅剩42個縣140個鄉(xiāng)鎮(zhèn)296個分布點。調查發(fā)現新的分布點共29個（其中藥用野生稻為16個），新收集野生稻種質資源共467個居群12?810個類型，經過形態(tài)鑒定和分子標記的遺傳多樣性分析與遺傳聚類整合，去除遺傳重復，長期保存的種質資源共10?346份。從2009年開始，該研究團隊進行新收集種質的稻瘟病抗性鑒定研究，經過多年反復鑒定，共發(fā)現15份1級高抗稻葉瘟病和14份1級抗穗瘟病的新材料，以及一批中抗材料和在這些材料中存在的新抗性基因。該團隊正在努力加快稻瘟病新抗性基因的挖掘進程，希望推進野生稻優(yōu)異種質的利用，進一步開發(fā)野生稻在育種和生產上的潛力。

從目前的研究結果看，在今后短中期內稻瘟病抗性基因的新發(fā)現將主要來自野生稻種質資源。首先是普通野生稻種質資源的抗性基因挖掘，進而是AA染色體組的各個野生稻種質資源的抗性基因挖掘，再推進到非AA染色體組的野生稻的抗性基因挖掘。應通過對野生稻21個種及稻屬近緣屬的野生植物種質資源的重復鑒定，發(fā)現新種質，進而找到抗稻瘟病的新基因，為稻瘟病抗性育種提供新的基因源。

②抗稻瘟病育種技術突破。發(fā)現、挖掘、利用新基因，需要有新的技術方法，抗稻瘟病育種技術也需要新的突破。利用來自栽培稻與AA染色體組野生稻種質資源的抗稻瘟病基因，可以通過現在常用的有性雜交育種技術、花藥培養(yǎng)的單倍體育種技術進行抗稻瘟病育種研究。利用來自非AA染色體組的野生稻種質資源，以及稻屬的近緣屬野生植物種質資源的新抗源、新基因，必須有育種技術新突破，才能實現。目前已經成熟的技術有植物分子育種技術，包含外源DNA導入的分子育種技術和轉基因育種技術（也稱基因工程技術），以及配合外源DNA導入后代胚挽救技術、花藥培養(yǎng)技術，這些新技術可以提高外源DNA導入后代成功率。

外源DNA導入的分子育種技術的技術流程如下。

選擇符合育種目標要求的具有優(yōu)良性狀的DNA供體和受體。受體多為栽培稻品種或不育系、保持系、恢復系；供體多為野生稻、近緣野生植物或稻屬外作物。

受體和供體DNA準備。采用與雜交育種親本播種栽培相同的方法插植受體親本，做好田間水肥管理、病蟲害防治等工作。選取健康供體種苗葉片，在實驗室內提取純化供體DNA。這其中要做好兩件事情，一是供體種苗的種植準備，采用常規(guī)水稻親本播種移栽管理方法準備好種苗為DNA提取提供葉片。二是實驗室內提取DNA試驗用具、試劑的準備，采用植物微量DNA提取方法進行供體總DNA提取、純化、干燥、檢測，獲得符合外源DNA轉導標準的總DNA干粉。

外源DNA導入。主要有花粉管通道導入、孕穗期微注射導入、胚芽浸泡等方法導入外源DNA，各有利弊?；ǚ酃芡ǖ缹敕蓞⒄铡稄V西野生稻資源研究》（陳成斌， 2005）。孕穗期微注射導入法是在水稻親本幼穗分化期或幼穗成形期，用微量注射器吸取外源DNA液體后，把針頭斜插進至孕穗部穗苞中間，注入15~20 μL DNA液體。DNA液體濃度與花粉管通道導入法相同（3 μg/10 μL）。胚芽浸泡法是在種子萌發(fā)時用DNA液體在無菌條件下浸泡24小時，然后轉入無菌水濕潤生長，長至1.5~2.0 cm時播種。

DNA重組體幼胚培養(yǎng)。為了使更多的外源DNA導入后代植株，采用胚挽救技術，對花粉管通道導入或孕穗期微注射導入的種子幼胚進行離體無菌培養(yǎng)，減少種子發(fā)育不良造成轉導幼胚的死亡率。培養(yǎng)基采用野生稻花藥培養(yǎng)分化培養(yǎng)基配方。

培養(yǎng)苗煉苗種植。獲得胚培養(yǎng)的DNA重組苗后，煉苗7~10天后移栽至田間種植。

鑒定選育。移栽后按常規(guī)育種技術程序進行觀察、鑒定、選育直至培育出優(yōu)良的品系以及優(yōu)良組合。

抗性鑒定。在品系選育階段一定要進行嚴格的稻瘟病抗性鑒定，選出具有高抗稻瘟病的優(yōu)良品系或組合。

轉基因育種技術的技術流程如下。

目的基因的獲得。用于感光型雜交水稻組合改良選育的目的基因，可以來源于動物、植物、微生物甚至人類的有益基因。由于基因密碼、DNA結構在生物中的相同性，轉基因育種技術能夠有效地打破生物系統(tǒng)分化形成的門、科、屬、種間有性隔離，能夠使人類自主地創(chuàng)造新物種和改良原有物種。

近十年，成功運用于作物改良、新品種選育，達到生產利用的目的基因主要有抗蟲的Bt基因、保鮮基因、高鐵含量基因等。目前我國在水稻品種改良和新品種選育領域的轉基因研究較落后，需要做大量的新基因挖掘工作?？沟疚敛∞D基因育種的抗性基因主要來源應以栽培稻和野生稻的抗性基因為主，從栽培稻高抗品種和野生稻高抗種質中挖掘新的抗性基因較為安全。也可從現有栽培的糧食作物中挖掘新的基因。挖掘到目的基因后，制成基因文庫備用。

把轉導載體與目的基因載體進行基因重組。在抗花葉病毒基因工程研究中是通過三菌結合的實驗來實現抗性基因與載體Ti質粒的結合，用Ti質粒作為轉導載體。經過目的基因與載體的結合，繁殖到一定濃度后就可以與準備好的受體細胞進行目的基因的轉導。

受體準備。感光型及弱感光型雜交水稻轉基因育種的受體準備主要是不育系、保持系或恢復系的材料準備。一般的操作程序是取好不育系、保持系、恢復系的材料，種子經過消毒后，接種于事先準備好的無菌培養(yǎng)基上，在培養(yǎng)室內催芽，并培養(yǎng)至至少長出2~2.5葉。

基因轉導。當葉片長到2~2.5葉時，在無菌狀態(tài)下取出，用打孔器把葉片打成直徑為0.5~1.0 cm的小圓片，迅速把小圓片浸入基因重組的三菌結合的載體液中，輕輕搖動液體20~30分鐘。接著，把帶菌的小圓片轉入事先準備好的愈傷組織培養(yǎng)基中培養(yǎng)25~30天后，長出基因重組轉化體愈傷組織。在愈傷組織長到0.5~1.0 cm時，及時在轉導分化培養(yǎng)基上培養(yǎng)分化綠苗。培養(yǎng)基可選用普通野生稻及野栽雜交后代花藥培養(yǎng)基本培養(yǎng)基。當綠苗長到約20 cm時進行煉苗，約1周后，洗凈并移栽到有稻田土的盆中，寄栽成功后插植于大田。

重組基因檢測。在煉苗或盆栽期間，按單株取葉片，提取DNA，檢測轉導的目的基因，證明所獲取的植株是目的基因轉導體，即該植株帶有目的基因。

基因重組體農藝性狀的鑒定。經過目的基因檢測證明是目的基因轉導成功的植株后，收集種子，分別進行基因重組體株系農藝性狀的綜合鑒定、評比選優(yōu)。

株系選擇。按有性雜交育種后期程序進行轉基因株系的田間栽培、性狀觀察記載、比較選擇，培育出符合感光型雜交水稻新組合要求的新株系。

品種比較。對配組成功的轉基因新組合進行產量、抗性、適應性的品種比較試驗。試驗方法按有性雜交育種的品種比較試驗程序進行。

區(qū)域試驗把配組成功的轉基因新組合提供給地方、國家進行水稻新品種區(qū)域試驗。

2. 白葉枯病抗性的提高

雖然白葉枯病的危害在利用Xa4等抗性基因后有所降低，但其一直是水稻生產上的重大病害之一，一般會造成10%~20%的減產。在廣西普通野生稻中發(fā)現的Xa23基因，具有廣譜高抗特性，已被應用在水稻育種中。國際水稻研究所在長雄蕊野生稻中發(fā)現抗性基因Xa29，法國農業(yè)研究中心曾經把其轉導到柑橘上，希望能成為抗黃龍病的抗源。

弱感光及感光型雜交水稻可以采取擴大抗源遺傳多樣性的方法提高對白葉枯病的抗性，加大野生稻抗性基因種質的利用。首先，把現有已經知道的廣譜高抗基因轉移到不育系和恢復系中，從而提高新組合的抗性。其次，進一步挖掘新的抗源。由于栽培稻種質資源的抗白葉枯病鑒定評價進行得比較深入，絕大多數品種已經進行過抗性鑒定篩選，因此對栽培稻種質資源的抗白葉枯病鑒定篩選的重點應在從邊遠地區(qū)及非發(fā)達國家收集新的傳統(tǒng)農家品種上下工夫，以獲得新的抗源。此外，還應加大野生稻種質資源的調查收集，尤其是熱帶及亞熱帶國家和地區(qū)的野生稻種質資源的收集保存、鑒定評價。在新的種質資源中鑒定篩選出新的抗性基因，再進一步利用這些高抗基因進行品種改良和新品種的培育。

由于野生稻種質資源利用難度很大，3~5年內很難育成水稻新組合，因此，在育種技術上必須進行創(chuàng)新、集成聯動。以有性雜交育種技術為基礎，結合花藥培養(yǎng)的單倍體育種技術、分子標記育種技術、分子育種技術、轉基因技術等多種育種技術進行創(chuàng)新育種攻關，把水稻抗白葉枯病育種水平提升至一個新的臺階。

3. 細菌性條斑病抗性的提高

水稻細菌性條斑病是20世紀80年代后才逐步發(fā)展為危害嚴重的病害，一般造成水稻減產20%左右，發(fā)病初始與白葉枯病的癥狀相似。近年來，該病發(fā)展穩(wěn)定，未能引起足夠的重視，研究者也不多。在水稻品種資源中存在有高抗細菌性條斑病的抗源，在野生稻種質資源中也存在有諸多的抗源有待我們進一步挖掘。對于提高弱感光及感光型雜交水稻新組合抗細菌性條斑病的途徑有以下兩種。

（1）發(fā)現和挖掘新的抗性基因

目前，人們對細菌性條斑病的研究整體上還不夠深入，在抗源鑒定評價方面的研究也不多。就廣西而言，雖然保存有2萬多份栽培稻品種資源以及1萬多份野生稻種質資源，但是除了少數材料進行過鑒定評價外，絕大多數的材料幾乎沒有進行過鑒定評價。要提高水稻新品種對細菌性條斑病的抗性，第一步就是通過鑒定評價尋找新的抗源基因，為抗性育種提供堅實的物質基礎?？辜毦詶l斑病的抗源可以從稻屬種質資源中獲得，也可以從稻屬外的作物種質資源中獲得。獲得高抗廣譜的抗源，是解決水稻新品種細菌性條斑病抗性問題的基礎。

（2）采用高效的品種改良和育種技術培育新的高抗品種

除了新抗源種質，還需要有切合實際的品種改良育種技術才能抗高新抗源的利用效率。就目前的育種技術而言，提高細菌性條斑病的抗性可以以有性雜交育種技術為基礎，結合花藥培養(yǎng)的單倍體育種技術、分子標記育種技術、分子育種技術、轉基因技術等多種育種技術進行創(chuàng)新育種攻關，把水稻抗細菌性條斑病育種推向一個新的臺階。

4. 紋枯病抗性的提高

長期以來，人們將消除紋枯病危害的重點放在栽培技術措施上，認為只要采用適當的施肥水平、后期田間曬田、保持良好通風就能有效地減少紋枯病的危害。對紋枯病的抗性育種研究、抗源鑒定篩選研究的重視不夠，給人留下了栽培稻種質資源中沒有紋枯病抗源的印象。提高水稻新品種對紋枯病的抗性，比提高其他主要病害的抗性更難，主要原因是該項研究基礎較薄弱，起步較晚。但其有很大的超越潛能，有可能一經鑒定篩選很快就能獲得新的抗源。所以，提高水稻新品種的紋枯病抗性，第一步還是進行新抗源的鑒定篩選?？梢詮脑耘嗟炯耙吧痉N質資源的鑒定評價開始，在此基礎上進一步擴展到其他作物種質資源，甚至可以在農作物近緣野生植物種質資源中進行鑒定篩選，以求獲得更多更新抗源。

獲得新的抗源材料就為提高水稻新品種培育提供了實現抗性育種目標的必須條件，然而，這僅僅只是萬里長征的第一步，還需要進行做很多育種研究工作，需要有正確的育種技術路線和方案，采用切合育種目標的技術方法，開展育種攻關。

5. 褐飛虱抗性改良

褐飛虱對水稻生產危害極大。褐飛虱具有隨氣候遷飛的習性，我國南方稻區(qū)早稻的褐飛虱主要蟲源為東南亞國家。因為褐飛虱的暴發(fā)很難避免，所以進行高抗褐飛虱的品種改良和育種是抵御和減輕褐飛虱危害的最經濟最省力的途徑。提高褐飛虱抗性的水稻品種改良首先要篩選抗源基因，即可以在大量的種質資源中篩選廣譜高抗的抗源，再進一步挖掘新的抗性基因，也可以在現有抗源中分離克隆抗性基因，再進行強啟動子與抗性基因的拼接，強化抗性基因的表達功能，從而提高抗性，抵抗褐飛虱的危害。Athwal（1971，1972）、Lakshm inarayana（1977）等在Mudgo、ASD7、Rathu Heenati和Bibawee這4個品種中分別發(fā)現抗褐飛虱的抗性基因Bph1、Bph2、Bph3和Bph4，在TKM6發(fā)現一個顯性抑制基因I-Bph1。TKM6本身不抗褐飛虱，與不抗蟲的IR24等品種雜交，后代中出現抗褐飛虱生物型I的中抗品種IR26、IR28、IR30等。其次，要落實抗性育種目標，創(chuàng)新育種技術。在有性雜交育種的基礎上，結合各種切實有效的新技術，加快抗褐飛虱水稻育種的進程，盡快育成高產多抗的新品種。此外，要在栽培技術上加強褐飛虱危害的防治。從精準的預測預報開始，在水稻生產過程中密切關注褐飛虱等病蟲害的發(fā)生發(fā)展情況，并及時噴藥防治，減輕褐飛虱的危害。在成熟后期及時收獲也能有效減少褐飛虱危害造成的損失。

6. 白背飛虱抗性改良

白背飛虱是水稻生產的主要蟲害之一，一般會造成10%~30%的減產。白背飛虱與褐飛虱一樣，也是遷飛性害蟲，我國南方稻區(qū)早稻的白背飛虱主要蟲源為東南亞國家。感光型雜交水稻抗白背飛虱育種和生產防治的策略與抗褐飛虱育種的策略相同，只是采用的抗源不同。目前，在野生稻種質資源中發(fā)現既高抗白背飛虱又抗褐飛虱的雙抗源，廣西藥用野生稻中有對褐飛虱、白背飛虱達到免疫的水平的種質資源，如YD2-1593對白背飛虱免疫。利用這些野生稻種質資源，可以同時進行這兩種飛虱的抗性育種研究，培育出雙抗的新品種。

7. 稻癭蚊抗性的提高

稻癭蚊是水稻生產上危害嚴重、防治困難的主要病蟲害之一，一旦幼蟲鉆入水稻莖稈內，危害就難以避免。一般年份因稻癭蚊危害造成的損失在10%~20%之間?？沟景`蚊的抗源在栽培稻和野生稻中均可以找到。感光型雜交水稻抗稻癭蚊的抗性育種研究的技術路線與抗褐飛虱一樣。