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二级教授—陈立云

时间:2015/05/28 08:19:00  来源:   作者:   点击:

      

陈立云教授介绍

陈立云教授为人师表,师德高尚,爱岗敬业,无私奉献,实事求是,勇于创新,在杂交稻选育、两系杂交稻种子生产、超级杂交稻和优质杂交稻育种等理论与技术方面取得重大成就。

完成的“水稻两用核不育系C815S 的选育及种子生产新技术” 项目获国家技术发明二等奖(排名第1),水稻两用核不育系培矮64S选育及应用研究项目获国家科技进步一等奖(排名第5),“两系法杂交水稻培两优288的选育”项目获湖南省科技进步一等奖(排名第1),“水稻两用核不育系C815S的育成及应用技术与理论基础研究”项目获教育部技术发明奖一等奖(排名第1),“优质高产三系杂交水稻新香优80的选育”项目获湖南省科技进步二等奖(排名第1),“超级杂交早稻陆两优996的选育与应用” 项目获湖南省科技进步二等奖奖(排名第1),“H5186个杂交晚稻中熟品种的选育与应用”获湖南省科技进步二等奖(排名第1);获发明专利2项、植物新品种权24项。主编了《两系法杂交水稻的理论与技术》和《两系法杂交水稻研究》两部专著,前者2001年获上海市优秀图书评比特等奖。在《作物学报》等刊物发表论文199篇。培养博士后5名、博士生16名、硕士生31名。

在水稻新品种选育方面成就巨大。在高产、广适新品种选育方面,育成品种参加各级区试,产量排名第一的次数达30多次,大面积生产种植表现超高产特性。如国审品种H518被农业部确定为超级稻品种;C两优87 2007年在湖南桂东种植,亩产就达903.25公斤;C两优396在湖南省区试中比对照两优培九增产9.6%,国家区试中比对照汕优10增产9.8%;陆两优996在湖南和江西分别创造了亩产666.8公斤和669.0公斤的双季早稻高产纪录。育成品种大多以早发快发及穗数多为显著特征,具有广泛的适用性,符合我国现代农业机械化、轻简化的耕作方式,正在引领杂交水稻育种发展方向。在早熟、优质杂交晚稻育种方面,在我国率先育成优质两系杂交晚稻中熟组合培两优288,成为当时全国推广面积最大的两系杂交晚稻组合;率先育成优质三系杂交晚稻中熟组合新香优80,成为当时全国推广面积最大的双季杂交晚稻组合之一;近年又育成H518H159等优质杂交晚稻组合通过国家审定。这些组合很好地解决了早熟与高产、高产与优质、优质与早熟的矛盾,对提高双季稻种植面积,促进全年粮食增产,提高广大人民群众的生活质量发挥了重要作用。

    共育成或合作育成C815S、培两优288、新香优80、陆两优996C两优396C两优343C两优9号、C两优513C两优华占、H518H15965个水稻品种通过国家或省级审定。育成品种转让给北京金色农华、神农大丰、袁氏种业、桃花源种业、金农种业等10多家种子企业开发,为种子企业创造了良好的经济效益,对促进我国民族种业的发展与壮大发挥了重要作用。育成品种在湖南、湖北、江西、安徽等10余省份推广,累计种植面积近3亿亩,新增产值230多亿元,为国家粮食安全做出了重要贡献。(一张C815S图)

在两系杂交稻的理论与种子生产技术体系方面取得重大成就。创新并丰富了两系不育系育性转换理论;创建了水稻两系不育系选育技术路线;发明了水稻两系不育系株系育性鉴定保纯法原种生产新技术;创立了低纬度高海拔水稻两系不育系繁殖新技术,使两系不育系的繁殖产量提高了6-7倍,种子质量大幅度提高;研创出安全高产高质高效的两系杂交水稻制种技术新体系。这些创新性成果为我国两系法杂交水稻的健康快速发展做出了极其重要的贡献。

在超高产、优质杂交稻选育理论与技术方面取得突出成就。研创了“超级亲本、超级杂交稻选育和超级杂交制种”三步法育种策略。其核心内容是:选育超级亲本是提高杂种竞争优势的基础;“全优、适度、和谐”的农艺性状选择和“人为增压的抗病、耐逆性状选择是超级杂交稻选育的关键;安全、高产、高质杂交制种是杂交水稻可持续发展的保障。该策略提高了育种效率,增强了育成品种的适应性和稳产性,大幅度降低了杂交种子生产成本。

陈立云教授是中组部直接联系专家、湖南省优秀专家、湖南省优秀中青年专家、享受国务院特殊津贴专家,1999年被科技部授予863十五周年先进个人,2001年被湖南省人民政府授予湖南省农业科技工作先进个人,2004年被农业部授予全国农业科技推广先进个人,2006年被农业部授予全国粮食生产先进个人,2010年被中国科协授予全国优秀科技工作者,2014年被评为全国模范教师,受到习近平总书记等党和国家领导人的接见,2014年获感动中国之感动湖南十大人物(特别贡献奖),2015年被评为全省优秀共产党员。

陈立云教授在工程科技方面的主要成就和贡献

    陈立云在杂交水稻理论、技术创新、水稻新品种选育等方面做出了突出贡献。以第一完成人获国家技术发明二等奖1项,教育部技术发明一等奖1项,湖南省科技进步一等奖、技术发明一等奖各1项,湖南省科技进步二等奖、三等奖各2项;以第五完成人获国家科技进步一等奖1项;2015年获第九届湖南光召科技奖。主要科技成就如下:

一、理论创新

撰写了《两系法杂交水稻的理论与技术》和《两系法杂交水稻研究》专著,前者获上海市优秀图书评比特等奖,后者获国家科学技术学术著作出版基金资助;发表论文178篇。重要理论创新如下:

1.对水稻两系不育系进行了科学分类

首次把水稻两系不育系分成长光高温不育型(光温敏型)、短光低温不育型(反光温敏型)、高温不育型(温敏型)、低温不育型(反温敏型),并明确了各种类型的育性光温指标及育性鉴定方法。该分类有效指导了水稻两系不育系的选育与种子生产;为其它作物的两系不育系分类和生产应用提供了借鉴。

2.提出了水稻两系不育系育性转换新理论

 首次提出了发育感光基因和(或)感温基因与育性基因的互作是导致水稻两系不育系育性转换的实质;微效不育基因的多少与纯合程度是影响水稻两系不育系不育起点温度的关键;水稻光温敏型不育系的育性具有光温连动效应。该理论能解释以前理论不能解释的现象。如为什么把“光敏不育基因”导入早稻品种育成的两系不育系没有光敏特性,是因为早稻品种中没有发育感光基因;又如为什么把所谓的“光敏不育基因”或“温敏不育基因”导入某一品种后,能选到不同不育起点温度的两系不育系,是因为新育成的不育系聚合的微效不育基因数量不同所致;再如为什么水稻两系不育系的不育起点温度会漂变,是因为杂合微效基因重组过程中低不育起点温度微效不育基因丢失所致。该理论能有效指导水稻两用核不育系的选育。如要选光温敏不育系或选温敏不育系,就要考虑亲本的发育感光、感温特性;如要选不育起点温度低的不育系,就要进行育性增压选择。该理论还能有效指导水稻两系不育系的原种生产和两系杂交稻的安全、高质、高效制种。其理论论文获科技期刊顶级学术论文

3.提出了超级杂交稻三步法育种策略

 第一步:超级亲本选育。在双亲亲缘关系适度的前提下,全面提升亲本的综合性状水平。如育成的两系父本996和两系不育系C815S等,其农艺和经济性状已经达到对照杂交种的水平。该理论在应用于杂交水稻育种时,可对选择材料进行大量淘汰,集中精力抓重点、抓苗头,节约了大量人力、物力,极大地提高了育种效率。

第二步:超级杂交稻选育。要求理想株形和优良生理机能的完美结合;注重苗期和生育早期的早发快发,生育后期的叶片、枝梗、籽粒、根系不早衰等生理机能性状选择。重点强调性状选择的“全优、中庸、和谐”。全优:避免水桶的短板效应;中庸:性状选择不走极端;和谐:达到与人、与环境及性状之间的高度协调。强调超级杂交稻的株叶穗粒模式是动态的、地域性的、不同产量水平的。但不管何种模式,都必须遵循“库、源、流”平衡协调,且要最大限度利用光能。 

第三步:超级杂交制种。由于杂交组合审定时没有考虑制种特性,从而使一些不好制种的审定组合没有生产利用价值。又由于杂交稻种子价格太高,而现代耕种方式使杂交稻大田用种量成倍增加,从而导致种植杂交稻的效益下降,最终造成杂交稻种植面积的快速下降。超级杂交制种就是大幅度降低杂交种子生产成本,提高杂交种对常规种的竞争力。据此,提出降低杂交稻种子生产成本的三条措施:一是选育超高异交结实率的亲本;二是选择最佳制种基地和时段;三是实现全程机械化制种。

二、技术创新

1.解决了两系杂交稻制种不安全的重大技术难题

两系不育系育性受光温制约,大面积制种失败的情况时有发生,两系杂交制种不安全严重阻碍了两系杂交水稻的发展,成为国家粮食安全的重大隐患。如江苏盐城6年就有4年出现了两系杂交制种失败,最少年份制种失败面积达10多万亩,多的年份高达30多万亩。 经多年研究,从三个方面彻底解决了这一重大技术难题。

    首先从品种遗传特性上解决了两系杂交稻制种不安全问题。针对水稻两系不育系不育起点温度高、制种风险大的问题,建立了以人控水温池育性增压选择为技术核心的选育技术路线,育成的C815S不育起点温度低,耐受低温历期长;一般较生产上应用的两系不育系不育起点温度低1-1.5度,耐受低温时间长3-4天;推广十多年从未因育性问题而导致制种失败,是目前我国两系制种最安全的不育系。

    其次是从原种生产技术上解决了两系杂交稻制种不安全问题。发明了一季加再生冷水串灌进行株系育性鉴定保纯法原种生产新技术。该技术使原种生产育性鉴定准确性大幅度提高,生产周期由原来的4个世代减少到2个世代,克服了两系不育系育性漂变的重大技术难题,从种源上确保了两系制种安全。

 第三是从制种基地和时段选择上解决了两系杂交稻制种不安全问题。根据不同不育起点温度两系不育系对育性敏感、抽穗扬花、成熟收获三个安全期的气象指标,分析50年气象资料,研制出两系杂交制种基地与时段选择决策系统,用该系统筛选到的基地与时段制种,解决了育性敏感期遇低温导致杂交制种不安全,抽穗期遇高、低温导致制种产量不高,收获期遇阴雨导致种子芽率不达标等难题。该技术在全国推广后,两系杂交制种的安全性大幅度提高,两系杂交种子的质量得到全面提升,对两系法杂交水稻发展起到了极其重要的作用。

2创建了了水稻两系不育系繁殖技术新体系  

以前水稻两系不育系繁殖有冷水串灌和海南冬繁二种。冷水串灌要求设施条件高、投资大,繁殖安全性差、产量低、质量不好。海南冬繁一般安排2期或者3期播种,其高风险性被形象地称之为打麻将中的碰碰和。两系不育系不育起点温度越低,制种越安全;而不育起点温度越低,繁殖越困难。因此海南冬季繁殖两系不育系几百亩、上千亩颗粒无收的情况时有发生。经多年潜心研究,创立了低纬度高海拔水稻两系不育系繁殖技术新体系。该技术体系解决了不同不育起点温度两系不育系在什么地方、在何种海拔高度、育性敏感安全期和抽穗杨花安全期安排在什么时间段等系列问题。如C815S繁殖,全国最好的地方是云南保山市,最适宜的海拔高度是1550米左右,育性敏感安全期最理想的时间段在7月下旬到8上旬;配合采取一些相应的培管技术,使C815S繁殖产量提高6-7倍,且种子质量大幅度提高。目前生产上主推的C815SY58S、广占63S、隆638S9802S等两系不育系繁殖均采用该技术体系。一年可为国家节省5000亩良田,间接经济效益无法估量。

以袁隆平院士为主任、朱英国院士为副主任的成果鉴定委员会对水稻两系不育系种子生产新技术的评价是:“潜在的经济效益和社会效益巨大,对推动两系杂交水稻的快速发展和保障国家粮食安全具有极其重要的意义”

三、育种成效

1.在水稻两系不育系选育方面取得的成就

育成性状优良,配合力强,制种安全,米质、抗性较好的C815S,已选配出26个组合通过审定。该不育系已成为我国应用面积最大的两系不育系之一。

合作育成的P88S性状优良,配合力强,异交结实率高,抗倒性强,适合机械化生产,现占居美国整个杂交水稻市场,使美国杂交水稻种植面积占到水稻面积的三分之一以上。

育成具有超高异交结实特性和优良农艺性状的创5S,已选育出创两优4418通过国家审定,5个组合明年可望通过审定。

还育成9771S191S236S等早稻两系不育系,都已配出组合通过审定,并应用于大面积生产。

2.育成水稻品种多,育成水稻“大”品种多,且在早、中、晚稻新品种选育方面均取得重大成就。

    共育成(或合作育成)水稻新品种65 个,其中以第一完成人或第一完成单位单位育成品种 39个,国审品种15个(育成品种见表1)。育成品种累计推广2.973亿亩,新增社会效益230亿元以上。

      1)在杂交早稻新品种选育方面取得重大成就

    育成陆两优996、株两优4024、陆两优4026、陵两优4024、两优早179个早稻品种通过审定并大面积应用于生产。 如育成的陆两优996是全国推广面积最大的两系迟熟杂交早稻品种;该品种成为湖南省和国家区试对照品种;在湖南省和江西省分别创造了亩产666.8公斤和669.0公斤的早稻高产纪录;具有直链淀粉含量高,胶稠度软的独特特性,不但适口性好,而且特别适合做米粉、米线,对缓解早稻卖粮难发挥重要作用。又如株两优4024, 曾创造了湖南省区试亩产最高纪录,现为广西自治区早稻区试对照品种。

    2)在双季杂交晚稻中熟新品种选育方面取得重大成就

育成新香优80、培两优288H518H159、深优51318个双季晚稻品种通过审定并大面积应用于生产。育成品种在优质、高产、早熟的结合上取得重大突破。如育成的新香80,是我国育成的第一个优质香型三系杂交晚稻中熟组合,湖南省区试比对照增产11.2%,创增幅纪录,全生育期110天左右,年推广面积进入全国品种排名前10。又如育成的两优288,是我国育成的第一个优质两系中熟杂交晚稻组合,年推广面积达400万亩以上,是培两优系列组合中推广面积最大的组合之一。再如育成的H518,是农业部认定的超级稻,湖南省区试比对照增产11.3%%,是目前南方双季稻区最适合机插秧的晚稻品种;也是我国最早育成的国审低镉杂交晚稻品种。还有H159、深优513等组合都已成为晚稻主推品种,尤其在机插秧和麦后直播稻区具有很好发展前景。

3)在两系杂交中稻(或一季晚稻)新品种选育方面取得杰出成就

育成或合作育成中稻品种29个,尤其是育成C两优396C两优343C两优9号、C两优513C两优4418C两优87C两优华占、C两优7号、C两优34156C两优系列品种 26个,育成的C两优系列品种具有产量高、稳产性好、适应性广等特点,是目前我国推广面积最大的杂交中稻类型之一。其抗倒伏性,耐高、低温特性,稻瘟病、稻曲病、南方黑条矮缩病的抗性表现尤为突出。如C两优343是湖南省一季晚稻区试对照品种,在湖北、安徽,麦后直播面积快速增长。 C两优396在湖南省和国家区试中比对照两优培九增产9.6%,比对照汕优10号增产9.9% C两优9号是新近育成的国审品种,其显著特点是整精米率高、外观品质好、适口性好,是当前推广面积发展最快的品种之一。C两优513C两优4418C两优华占是2014年通过国审的中稻品种。三个品种都具有高产、稳产、广适、米质好的特点,推广速度很快,其中C两优华占2016年成为全国推广面积最大的两系杂交中稻品种。2016年,仅北京金色农华制种的C两优系列组合就多达4万多亩,年可为企业创纯利1.5亿元以上。

3.育成品种特征特性引领当前及未来杂交稻育种与推广需求方向。

育成以早发、快发为显著特征的穗数型品种正在引领现代效益农业的发展方向。如育成的两系不育系C815S,苗期3.5天出一片叶,而培矮64S 5天才出一片叶,由于蘖叶同伸,所以C815S及其所配组合分蘖早、分蘖多,为多穗、较大穗以及高产、稳产奠定了基础。在以机械化化、轻简化为主要耕作方式的现代农业中,穗数型品种表现更稳产、更高产、更广适,这也是育成品种近年呈快速发展的重要原因。

四、对推动行业科技进步和社会经济发展做出的杰出贡献

研创的安全、高产、稳产、高质、高效两系杂交稻制种技术和水稻两系不育系繁殖新技术已被所有从事两系杂交稻种子生产经营的企业应用,产生了极其显著的经济效益。育成的杂交稻品种由北京金色农华、海南神农大丰、湖南袁氏种业、湖南桃花源种业、合肥丰乐种业、湖南农大金农种业、湖南北大荒种业、湖南金健种业、湖南希望种业、中种集团洞庭种业、隆平高科、湖北荆楚种业、江西天涯种业等10多家种子企业开发,并成为这些企业利润的主要增长点。取得的成果通过企业转化,促进了我国民族种业的发展、壮大。两系杂交稻研究所获得的成果,对推动其它两系作物杂种优势利用具有很好的借鉴和参考作用。

五、获奖情况

1.“水稻两用核不育系C815S选育及种子生产新技术”2012年获国家技术发明二等奖(排名第1

2.“水稻两用核不育系培矮64S选育及其应用研究”2001年获国家科技进步一等奖(排名第5

3. 2015年获第九届湖南光召科技奖

4.“超级杂交早稻组合陆两优996的选育与应用”2011年获湖南省科技进步二等奖(排名第1

5.“水稻两用核不育系C815S的选育及应用基础研究”2009年获湖南省技术发明一等奖(排名第1

6.“水稻两用核不育系C815S的育成及应用技术与理论基础研究”2007年获教育部高校技术发明一等奖(排名第1

7.“优质高产三系杂交水稻新香优80的选育”2000年获湖南省科技进步二等奖(排名第1

8.“两系法杂交水稻培两优288的选育”1998年获湖南省科技进步一等奖(排名第1

10.“优质高产水稻品种早圭巴(含圭巴抗)的选育”1995年获湖南省科技进步三等奖(排名第1

11.“增强籼型杂交水稻耐冷性的研究” 1994年获湖南省科学技术进步三等奖(排名第1

六、个人获得的荣誉

1. 1995年获湖南省优秀教师”

2. 1995年被省政府记一等功

3. 1998年获湖南省优秀中青年专家

4. 1999年获湖南省普通高校科技工作先进工作者

5. 2000年享受国务院特殊津贴

6. 2001年被科技部授予“863计划十五周年先进个人

7. 2001年获湖南省农业科技工作先进个人

8. 2001年被省政府记一等功

9. 2004年获全国农业科技推广先进工作者

10. 2007年获全国粮食生产先进个人

11. 2009年获湖南省优秀专家

12. 2010年获全国优秀科技工作者

13. 2014年获全国模范教师

142014年入选年度“湖南十大教育新闻人物”

15. 2014年获“感动中国之感动湖南十大人物”特别贡献奖

16. 2016年获“湖南省优秀共产党员”