耐逆境水稻新品系DT3突圍，高產特性超越台稉9號 - 農業知識入口網

水稻是全球重要栽培作物之一，超過50％人口的主要食物來源，亦為臺灣主食，水稻產業發展攸關臺灣糧食穩定供給。氣候變遷影響農業生產，在二氧化碳排放量提高、水資源失衡狀態下，造成氣候帶、農業帶朝向南極、北極移動，使農業生產不再僅是抵抗單一逆境，而面臨多重天然災害挑戰，大氣二氧化碳濃度增加，加劇溫室效應；土壤缺乏水分、質地劣化；極端氣候使農業災害頻仍；作物生長發生障礙，糧食生產減少；病蟲害發生頻率提高等等。高溫、缺水將使水稻產量發生重大損失，故研發新型抗性品種，是農業科學家共同努力目標。

過去100年間，全球地表溫度年平均值上升約0.5～0.6℃，顯示近年全球暖化現象逐漸加劇，而此趨勢對各地氣候將造成降雨型態、農業生產、動物遷移習性、傳染病發生率、人類健康等受到影響。臺灣在這段期間也無法倖免，溫度上升約1～1.4℃，是全球平均值2～2.5倍，暖化趨勢較全球嚴重。

四大策略育成耐逆境水稻，迎戰非生物性逆境

未來因應氣候變遷，水稻研究策略首重育成耐逆境水稻新品種，根據氣候變遷影響及耐逆境特徵，水稻新品種發展可區分耐非生物逆境及耐生物性逆境，前者包含耐旱、耐鹽、耐熱、耐冷、耐倒伏、耐穗上發芽、耐淹水稻等等；後者包含抗病水稻，可對抗稻熱病、白葉枯病、紋枯病等等，抗蟲水稻則可對抗褐飛蝨、斑飛蝨、白背飛蝨、瘤野螟等等。

育種策略主要為四大主題，其一為蒐集、評估、利用種原材料，例如耐逆境山地陸稻、國外種原、野生稻等等；其二為耐逆境水稻評估技術，例如聚乙二醇（PEG）模擬水分逆境法、田間秧苗期評估法、田間最高分櫱期及生殖生長期評估法、產量指標選拔耐旱稻技術等等；其三為建立耐逆境栽培模式，例如旱稻直播法、水插旱管法、通氣栽培法、調節播種期；其四為耐逆境水稻之分子標幟輔助育種（MAS）應用。

分子標幟輔助育種，降低交感效應、選拔高耐鹽性

隨著分子標幟的進步及發展，可透過遺傳控制複雜的農藝特性，例如耐旱性可藉由分子標幟協助，提高選拔準確性及效率。由於水稻耐逆境特性多是多基因遺傳控制，與環境存在顯著交感效應，造成以往研究及育種成效不佳，故以高效率分子標幟輔助育種模式降低環境效應的影響，提升臺灣耐逆境水稻的育種效率。

受極端氣候影響，臺灣水稻生產將面臨強降雨、持續高溫、長期乾旱、土壤逐漸鹽化等衝擊，尤其缺水頻率增加且愈加嚴重。嘉義農業試驗分所歷經多年研究，目前已在耐鹽、耐旱水稻育種取得重大進展，其中透過誘變育種培育高耐鹽誘變系SM61，並利用分子標幟輔助育種操作，將其耐鹽性轉移至IR64，選育高耐鹽品系IR64遺傳近同源系ST12、ST28，其在耐鹽、稻穀產量表現均優於貢獻親SM61、輪迴親IR64。

研究挑選6個耐鹽IR64遺傳近同源系、SM61、感鹽品種IR64，於秧苗3葉齡、5葉齡、7葉齡、最高分櫱期，以200毫莫耳氯化鈉進行高鹽分逆境栽培處理，最後選育高耐鹽品系ST18，進行實際鹽分地栽培測試，結果亦顯示生長良好，未來可供臺灣鹽分地栽培利用，以增加水稻生產。

耐旱水稻新品系與台稉9號不分軒輊，可降低乾旱損失與爭水衝突

耐旱水稻經6年研發，目前已育成可節約灌溉水約30％～50％的耐旱水稻品系「DT3」，於秧苗期透過含高分子量聚乙二醇（PEG6000）水耕液模擬缺水逆境、田間抗旱測試等，進而選育成功，其耐旱性表現優良，除了秧苗期具缺水耐受性之外，在田間斷水處理下，108個耐旱品系之稻穀產量試驗中，結果顯示DT3成株期耐旱表現優良，與台稉9號遺傳相似度高達96％以上，農藝特性、成熟期等表現也與其相似。

再者，DT3穗重較重，一穗穎花數、稔實率較高，產量表現突出。2014年，嘉義農業試驗分所進行台稉9號第1期作、耐旱品系產量試驗，發現插秧1個半月後不再灌溉，DT3產量每公頃可達7,669公斤，比台稉9號產量3,713公斤多1倍以上，由於其帶有秈稻親本耐旱性，能減少缺水影響，有助於穩定糧食供應。

在缺水環境下，DT3稻米外觀仍晶瑩剔透，直鏈澱粉19.6％，蛋白質含量約5％，味度值62分，與台稉9號味度值60分表現相近，其農藝特性、品質特性優越。未來若能在臺灣進行量產，平時可作為優質米，而缺水時可大幅降低稻穀產量損失，以減低農業生產風險及增加農民收益，尤其減少水稻栽培用水量，避免與工業、民生爭水衝突，可維護臺灣水稻產業朝向永續經營。

有機栽培具高產水準，惟須加強抗蟲性

2016年，嘉義農業試驗分所在嘉義縣六腳鄉為期2年進行大面積有機栽培試種DT3，發現此品系產量、生育、農藝、品質特性表現均高於一般慣行栽培水準，具有極高栽培價值。

此外，2017年於嘉義縣溪口鄉試區，分別施用每公頃120、180、240公斤等不同肥料，並配合每隔4、10、18天等不同灌溉處理栽培，結果在0.78公頃試區中，所有試區稻熱病均呈中抗至抗級反應，而平均產量約達每公頃9,635公斤，顯示其具高產潛能。

2018年於彰化縣二水鄉進行第2期作減農藥栽培試種，過程中農藥用量減少約83％以上，結果發現此品系抗稻熱病強，但對白葉枯病、褐飛蝨抗性稍弱，整體表現優良，未來仍應持續導入抗白葉枯病、抗褐飛蝨，使其在有機或減農藥栽培下，可有效發揮優良特性。

台稉9號、DT3產量與食用品質表現
整理分析／吳永培　製表／邱柏綱

進行耐旱水稻品系稻穀產量試驗，結果顯示DT3成株期耐旱性表現好，明顯優於其輪迴親台稉9號（TK9），2013年第1期作產量可達4,737公斤，2014年更高達7,669公斤。在斷水處理下，2014年第2期作食用品質、味度值表現不遜色於台稉9號，因此DT3將可成為適應極端氣候的重要品系。

2014年第1期作台稉9號、耐旱品系產量構成要素
整理分析／吳永培　製表／邱柏綱

在產量構成要素表現中，以台稉9號為對照組，多數耐旱水稻品系在穗重、一穗穎花數、稔實率、產量優於台稉9號，其中以DT3表現最為亮眼。

開發耐逆境新品系突破產量瓶頸，維持糧食穩定供應

針對耐旱、耐鹽、耐熱、耐寒、耐淹、抗病蟲害等逆境研究，近年國外學者已投入相當多資源，而臺灣目前仍以良質米育種及相關研究為主要標的，對開發與利用水稻耐非生物逆境缺乏完整、深入探討，且投入的研究人員及經費有限，或許是臺灣常發生水稻生產過剩，因此認為不會發生糧食供應危機，而未來全球發生糧食供應短缺時，將導致臺灣糧食進口量不足。

DT3具有秈稻親本耐旱性，再配合水插旱管法耐逆境栽培模式，可穩定產量。在全球暖化下，欲提高稻穀產量以增加糧食供應量幾乎不可能，臺灣也將因高溫、多雨、異常乾旱、土壤質地劣化、病蟲害發生率提高等等，造成稻穀產量降低。然而全球水稻產量在多數已開發國家已達瓶頸階段，唯有藉助耐逆境水稻的開發與利用，增加水稻種植面積，以確保臺灣得以糧食自給自足，免於短缺困境，因此未來臺灣農業能否永續經營，水稻耐逆境研究與發展將扮演關鍵角色。

文․ 攝影／吳永培　行政院農業委員會農業試驗所嘉義農業試驗分所農藝系良質水稻育成研究室副研究員
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