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履约实践 20余年倾力保护野生稻
发布时间:2021年08月23日 15:06:50  来源: 云南网

  在外行眼里,野生稻可能是不起眼的“杂草”,而对于育种专家来说,野生稻却是极其珍贵的宝贝。世界上共有20余种野生稻种,其中中国有3种,即普通野生稻、药用野生稻和疣粒野生稻,云南和海南是同时具有3种野生稻的省份。

  为保护好、利用好这一独特资源,20多年来,云南省农业科学院戴陆园、程在全等研究人员倾尽智慧力量,推动云南野生稻保护与利用迈出新步伐。

  自豪

  云南野生稻生态类型居全国之首

  野生稻是水稻的原始祖先,被称为“植物大熊猫”,在长期自然选择中形成了丰富的遗传多样性、极强的环境适应性,保留了抗白叶枯病、抗稻瘟病、耐旱、耐寒等栽培稻不具有或已经消失的遗传基因,还具有有利于栽培稻改良的高产基因,是水稻品种改良的宝贵基因库。我国水稻育种和生产上的两次革命性突破,均是利用了野生稻的优良特性。

  “云南是水稻起源或演化中心之一,蕴藏了大量野生稻和传统稻种资源。中国野生稻在云南分布最广、生态类型最多。”云南省农业科学院副院长、水稻专家戴陆园研究员介绍,作为我国3种野生稻的主要分布区,与其他省区比较,云南野生稻的种类和亚种、生态类型数量为全国之首。

  云南省农科院生物技术与种质资源研究所等单位调查显示:2001年之前有记载的云南野生稻分布点为105个,其中普通野生稻26个点、药用野生稻12个点、疣粒野生稻67个点。然而,随着人类经济社会活动的加剧,再加上对资源的保存保护意识比较薄弱,云南的野生稻和全国的野生稻一样,面临着快速消失的危险,其减少和消失的速度之快,令人吃惊。云南省农科院生物所等单位近年来调查发现,云南野生稻的生态居群数量、分布范围以及居群内野生稻数量都处在不断减少甚至逐渐消亡的濒危状态。全省现存的野生稻分布点仅有41个,其中普通野生稻2个点、药用野生稻2个点、疣粒野生稻37个点。这些野生稻点分布于6个州市的16个县(市),其中35个点集中分布在普洱、临沧、德宏等地的12个县(市)。

  创新

  原位保护拯救“植物大熊猫”

  “野生稻遗传资源灭绝引起的后果是难以估量的,妥善保护野生稻、深入挖掘野生稻中的有利基因,对提高水稻产量、改善稻米品质、保障粮食安全和保护生态环境具有重要的战略意义。”戴陆园分析。

  1997年至2005年间,在原农业部的支持下,戴陆园带领团队围绕野生稻资源保护开展了较为系统的研究,形成了一批基础性成果。团队在元江、景洪、耿马等地建立了普通野生稻、药用野生稻、疣粒野生稻种质资源原位保护示范基地,在景洪建立了3种野生稻繁殖示范基地,总面积超过200亩,让宝贵的野生稻资源得到了妥善保护,保护区内野生稻居群明显增加。这既为野生稻种质资源原位保护区的可持续发展打下基础,也为更好保护其他农业野生种质资源起到了示范作用。

  在原位保护示范基地建设中,戴陆园团队倡导生态保护理念,创造性地提出“植物篱笆”的方法,采用当地广泛分布并密生坚硬针刺的多年生灌木龙舌兰、刺合欢等作为植物篱笆,构筑起有效阻隔人畜进出保护区的最佳屏障。

  植物篱笆既可有效防止水土流失、保护野生稻原生境的生态、不影响区内野生稻自然生长,同时还可保持野生稻种质资源与周围环境的互作,进而保护野生稻种质资源的进化。该方法不仅得到了国内专家的赞同,还得到了国际水稻研究所遗传资源中心主任Hilmton博士等国外专家的认可,一致认为“植物篱笆”方法是一条既经济又有效的原生境保护途径,值得推广。

  此外,首次对云南野生稻原生境的伴生植物进行了调查研究;考察过程中首次应用先进的全球卫星定位系统;采集野生稻分布点的基础数据,建立了云南野生稻GPS(GIS)信息数据库;在国内外野生稻资源的调查收集中率先严格执行居群单株取样原则……戴陆园团队的这些探索和实践,为阻止野生稻资源的进一步消失起到了极为重要的作用。

  20多年里,保护研究在持续发力。2007年,云南省农科院生物所首次构建野生稻资源从DNA分子、细胞、植株、种子到原生地、异地集中的保存保护网。不仅安全有效地保护了云南野生稻的多样性和丰富度,同时为改良栽培稻储备了丰富的基因源。2020年11月1日,依托云南省农科院建设的云南国家高原野生稻种质资源圃在勐海县开工建设,勐海保存圃核心区和缓冲区占地共500亩,建成后将具备5000份野生稻保存能力,云南野生稻保护有望得到更有力的保障。

  惊喜

  发掘利用取得丰硕成果

  依托云南得天独厚的野生稻资源禀赋,云南省农科院等单位专家不懈攻关,云南野生稻种质资源创新利用取得了可圈可点的成绩。

  “元江普通野生稻保持了非常原生的环境,800多米的海拔,周围没有其他水稻,保证了遗传种性的纯度。”云南省农科院生物所水稻专家程在全坦言,当今世界已很难找到像这样未受杂交渗入的“原汁原味”的野生稻了,因此元江普通野生稻备受国内外水稻育种家瞩目,已先后提供740余份(次)种质创新渗入系给全国16家单位用于水稻研究和育种。

  或许大多数人并不知道,许多野生稻分布于旱地、山坡半山坡、林下,调查采集困难重重且潜藏着难以预知的危险;野生稻还很有“个性”,产量不高、芒很长、容易落粒,很不好“伺候”;进行异位保护时,有的野生稻不适应,两三年就死了,又得重新去寻找;还有苦苦研究多年进展却不尽如人意的困惑和焦虑……回首来时路,程在全说,野生稻的保护与利用之路并不平坦,能够坚持下来更多得益于科技人员勇攀科学高峰的探索精神和不惧艰险的奉献情怀。

  20多年来,在对野生稻保存保护基础上,程在全团队依托6个国家级和省级项目,对元江普通野生稻开展了遗传特性鉴定、优良基因发掘、遗传资源利用的研究。团队精准鉴定并首次系统报道了元江普通野生稻具有品质优、耐寒性强、抗稻飞虱、广谱高抗白叶枯病等优异性状以及籼粳分化不明显、原始性较强等遗传特性,筛选出创制渗入系的优良亲本株系;攻克了野生稻发掘利用的一系列技术难题,创制了国内外首个以粳型(“合系35号”)为遗传背景的元江普通野生稻高质量渗入系库,这些渗入系是解析野生稻重要性状基因、研究水稻演化和育种应用的重要种质创新工具材料,价值巨大;在国内外首次创建了同一野栽杂交组合同时培育籼稻、粳稻新品种和新种质的育种新方法,资源利用与育种效率显著提高。

  随着一系列具有野生稻血缘、抗白叶枯病和稻瘟病、适应性广、产量潜力大、米质优的水稻新品系(种)“诞生”,云南野生稻种质资源发掘利用曙光显现。其中,“云资粳41号”“云资籼42号”平均亩产达七八百公斤,且耐旱、耐贫瘠,已在陆良、沾益、禄丰、武定、玉溪、普洱、西双版纳等地大面积推广应用。

  “保护区内的居群在逐渐恢复,野外的资源还在继续减少。”程在全说,未来任重道远,期待科研持续发力,把云南的3种野生稻研究得更深更透,为保护和利用好这一水稻基因宝库作出新的更大贡献。

  云南网记者 陈云芬

责任编辑:范春艳
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