

在外行眼里,野生稻可能是不起眼的“雜草”,而對于育種專家來說,野生稻卻是極其珍貴的寶貝。世界上共有20余種野生稻種,其中中國有3種,即普通野生稻、藥用野生稻和疣粒野生稻,云南和海南是同時具有3種野生稻的省份。
為保護(hù)好、利用好這一獨特資源,20多年來,云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院戴陸園、程在全等研究人員傾盡智慧力量,推動云南野生稻保護(hù)與利用邁出新步伐。
自豪
云南野生稻生態(tài)類型居全國之首
野生稻是水稻的原始祖先,被稱為“植物大熊貓”,在長期自然選擇中形成了豐富的遺傳多樣性、極強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性,保留了抗白葉枯病、抗稻瘟病、耐旱、耐寒等栽培稻不具有或已經(jīng)消失的遺傳基因,還具有有利于栽培稻改良的高產(chǎn)基因,是水稻品種改良的寶貴基因庫。我國水稻育種和生產(chǎn)上的兩次革命性突破,均是利用了野生稻的優(yōu)良特性。
“云南是水稻起源或演化中心之一,蘊藏了大量野生稻和傳統(tǒng)稻種資源。中國野生稻在云南分布最廣、生態(tài)類型最多?!痹颇鲜∞r(nóng)業(yè)科學(xué)院副院長、水稻專家戴陸園研究員介紹,作為我國3種野生稻的主要分布區(qū),與其他省區(qū)比較,云南野生稻的種類和亞種、生態(tài)類型數(shù)量為全國之首。
云南省農(nóng)科院生物技術(shù)與種質(zhì)資源研究所等單位調(diào)查顯示:2001年之前有記載的云南野生稻分布點為105個,其中普通野生稻26個點、藥用野生稻12個點、疣粒野生稻67個點。然而,隨著人類經(jīng)濟(jì)社會活動的加劇,再加上對資源的保存保護(hù)意識比較薄弱,云南的野生稻和全國的野生稻一樣,面臨著快速消失的危險,其減少和消失的速度之快,令人吃驚。云南省農(nóng)科院生物所等單位近年來調(diào)查發(fā)現(xiàn),云南野生稻的生態(tài)居群數(shù)量、分布范圍以及居群內(nèi)野生稻數(shù)量都處在不斷減少甚至逐漸消亡的瀕危狀態(tài)。全省現(xiàn)存的野生稻分布點僅有41個,其中普通野生稻2個點、藥用野生稻2個點、疣粒野生稻37個點。這些野生稻點分布于6個州市的16個縣(市),其中35個點集中分布在普洱、臨滄、德宏等地的12個縣(市)。
創(chuàng)新
原位保護(hù)拯救“植物大熊貓”
“野生稻遺傳資源滅絕引起的后果是難以估量的,妥善保護(hù)野生稻、深入挖掘野生稻中的有利基因,對提高水稻產(chǎn)量、改善稻米品質(zhì)、保障糧食安全和保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要的戰(zhàn)略意義。”戴陸園分析。
1997年至2005年間,在原農(nóng)業(yè)部的支持下,戴陸園帶領(lǐng)團(tuán)隊圍繞野生稻資源保護(hù)開展了較為系統(tǒng)的研究,形成了一批基礎(chǔ)性成果。團(tuán)隊在元江、景洪、耿馬等地建立了普通野生稻、藥用野生稻、疣粒野生稻種質(zhì)資源原位保護(hù)示范基地,在景洪建立了3種野生稻繁殖示范基地,總面積超過200畝,讓寶貴的野生稻資源得到了妥善保護(hù),保護(hù)區(qū)內(nèi)野生稻居群明顯增加。這既為野生稻種質(zhì)資源原位保護(hù)區(qū)的可持續(xù)發(fā)展打下基礎(chǔ),也為更好保護(hù)其他農(nóng)業(yè)野生種質(zhì)資源起到了示范作用。
在原位保護(hù)示范基地建設(shè)中,戴陸園團(tuán)隊倡導(dǎo)生態(tài)保護(hù)理念,創(chuàng)造性地提出“植物籬笆”的方法,采用當(dāng)?shù)貜V泛分布并密生堅硬針刺的多年生灌木龍舌蘭、刺合歡等作為植物籬笆,構(gòu)筑起有效阻隔人畜進(jìn)出保護(hù)區(qū)的最佳屏障。
植物籬笆既可有效防止水土流失、保護(hù)野生稻原生境的生態(tài)、不影響區(qū)內(nèi)野生稻自然生長,同時還可保持野生稻種質(zhì)資源與周圍環(huán)境的互作,進(jìn)而保護(hù)野生稻種質(zhì)資源的進(jìn)化。該方法不僅得到了國內(nèi)專家的贊同,還得到了國際水稻研究所遺傳資源中心主任Hilmton博士等國外專家的認(rèn)可,一致認(rèn)為“植物籬笆”方法是一條既經(jīng)濟(jì)又有效的原生境保護(hù)途徑,值得推廣。
此外,首次對云南野生稻原生境的伴生植物進(jìn)行了調(diào)查研究;考察過程中首次應(yīng)用先進(jìn)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng);采集野生稻分布點的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),建立了云南野生稻GPS(GIS)信息數(shù)據(jù)庫;在國內(nèi)外野生稻資源的調(diào)查收集中率先嚴(yán)格執(zhí)行居群單株取樣原則……戴陸園團(tuán)隊的這些探索和實踐,為阻止野生稻資源的進(jìn)一步消失起到了極為重要的作用。
20多年里,保護(hù)研究在持續(xù)發(fā)力。2007年,云南省農(nóng)科院生物所首次構(gòu)建野生稻資源從DNA分子、細(xì)胞、植株、種子到原生地、異地集中的保存保護(hù)網(wǎng)。不僅安全有效地保護(hù)了云南野生稻的多樣性和豐富度,同時為改良栽培稻儲備了豐富的基因源。2020年11月1日,依托云南省農(nóng)科院建設(shè)的云南國家高原野生稻種質(zhì)資源圃在勐??h開工建設(shè),勐海保存圃核心區(qū)和緩沖區(qū)占地共500畝,建成后將具備5000份野生稻保存能力,云南野生稻保護(hù)有望得到更有力的保障。
驚喜
發(fā)掘利用取得豐碩成果
依托云南得天獨厚的野生稻資源稟賦,云南省農(nóng)科院等單位專家不懈攻關(guān),云南野生稻種質(zhì)資源創(chuàng)新利用取得了可圈可點的成績。
“元江普通野生稻保持了非常原生的環(huán)境,800多米的海拔,周圍沒有其他水稻,保證了遺傳種性的純度?!痹颇鲜∞r(nóng)科院生物所水稻專家程在全坦言,當(dāng)今世界已很難找到像這樣未受雜交滲入的“原汁原味”的野生稻了,因此元江普通野生稻備受國內(nèi)外水稻育種家矚目,已先后提供740余份(次)種質(zhì)創(chuàng)新滲入系給全國16家單位用于水稻研究和育種。
或許大多數(shù)人并不知道,許多野生稻分布于旱地、山坡半山坡、林下,調(diào)查采集困難重重且潛藏著難以預(yù)知的危險;野生稻還很有“個性”,產(chǎn)量不高、芒很長、容易落粒,很不好“伺候”;進(jìn)行異位保護(hù)時,有的野生稻不適應(yīng),兩三年就死了,又得重新去尋找;還有苦苦研究多年進(jìn)展卻不盡如人意的困惑和焦慮……回首來時路,程在全說,野生稻的保護(hù)與利用之路并不平坦,能夠堅持下來更多得益于科技人員勇攀科學(xué)高峰的探索精神和不懼艱險的奉獻(xiàn)情懷。
20多年來,在對野生稻保存保護(hù)基礎(chǔ)上,程在全團(tuán)隊依托6個國家級和省級項目,對元江普通野生稻開展了遺傳特性鑒定、優(yōu)良基因發(fā)掘、遺傳資源利用的研究。團(tuán)隊精準(zhǔn)鑒定并首次系統(tǒng)報道了元江普通野生稻具有品質(zhì)優(yōu)、耐寒性強(qiáng)、抗稻飛虱、廣譜高抗白葉枯病等優(yōu)異性狀以及秈粳分化不明顯、原始性較強(qiáng)等遺傳特性,篩選出創(chuàng)制滲入系的優(yōu)良親本株系;攻克了野生稻發(fā)掘利用的一系列技術(shù)難題,創(chuàng)制了國內(nèi)外首個以粳型(“合系35號”)為遺傳背景的元江普通野生稻高質(zhì)量滲入系庫,這些滲入系是解析野生稻重要性狀基因、研究水稻演化和育種應(yīng)用的重要種質(zhì)創(chuàng)新工具材料,價值巨大;在國內(nèi)外首次創(chuàng)建了同一野栽雜交組合同時培育秈稻、粳稻新品種和新種質(zhì)的育種新方法,資源利用與育種效率顯著提高。
隨著一系列具有野生稻血緣、抗白葉枯病和稻瘟病、適應(yīng)性廣、產(chǎn)量潛力大、米質(zhì)優(yōu)的水稻新品系(種)“誕生”,云南野生稻種質(zhì)資源發(fā)掘利用曙光顯現(xiàn)。其中,“云資粳41號”“云資秈42號”平均畝產(chǎn)達(dá)七八百公斤,且耐旱、耐貧瘠,已在陸良、沾益、祿豐、武定、玉溪、普洱、西雙版納等地大面積推廣應(yīng)用。
“保護(hù)區(qū)內(nèi)的居群在逐漸恢復(fù),野外的資源還在繼續(xù)減少?!背淘谌f,未來任重道遠(yuǎn),期待科研持續(xù)發(fā)力,把云南的3種野生稻研究得更深更透,為保護(hù)和利用好這一水稻基因?qū)殠熳鞒鲂碌母筘暙I(xiàn)。(云南網(wǎng) 記者陳云芬)