2023-05-11 08:51:27
5月9日記者從中國鐵建股份有限公司了解到
由中鐵十六局承建的
國家野生稻種質(zhì)資源圃
農(nóng)業(yè)設(shè)施工程
已全部完成
標(biāo)志著國家野生稻種質(zhì)資源圃
主體建成
項(xiàng)目建成全景。來源：中鐵十六局微信公眾號
來自世界各地的野生稻種
將匯聚于此
在“天然溫室”保存環(huán)境下
繁衍生息
國家野生稻種質(zhì)資源圃里保存的野生稻。新海南客戶端記者 利聲富 攝
野生稻是水稻育種和生物技術(shù)研究不可或缺的基因資源，我國現(xiàn)有的野生稻保存設(shè)施都位于亞熱帶或溫帶地區(qū)，無法滿足熱帶野生稻保護(hù)的需求。國家野生稻種質(zhì)資源圃位于海南省三亞市，三亞具有優(yōu)越的光熱資源，滿足全球所有野生稻種的生長繁殖條件。同時(shí)，借助海南自貿(mào)港相關(guān)政策，這里將有望實(shí)現(xiàn)國內(nèi)外野生稻種質(zhì)資源的便捷共享利用。
據(jù)中鐵十六局項(xiàng)目負(fù)責(zé)人蔡勝武介紹，國家野生稻種質(zhì)資源圃占地168.21畝。項(xiàng)目分為農(nóng)業(yè)田間工程和農(nóng)業(yè)設(shè)施工程兩部分，具體施工內(nèi)容為資源圃工程、場地整平工程、道路工程、灌溉工程、排水工程、防護(hù)工程和5棟單體建筑。
據(jù)悉，該資源圃建成后，將成為海南省崖州灣種子實(shí)驗(yàn)室和全球動植物資源引進(jìn)中轉(zhuǎn)基地的重要科研平臺。
植株散生、形態(tài)各異、籽粒較小……
走進(jìn)位于三亞的國家野生稻種質(zhì)資源圃（以下簡稱國家資源圃）一株株形似雜草的野生稻很難讓人與香噴噴的大米飯聯(lián)系起來
然而就是這些不起眼的野生稻經(jīng)過約1萬年的馴化和選育成為與人類命運(yùn)共舞的栽培稻是全球超一半人口的主要糧食
作為栽培稻的先祖，野生稻擁有更全面的基因資源。而我國科學(xué)家從20世紀(jì)30年代就開始創(chuàng)新利用野生稻種質(zhì)資源，不斷在水稻育種上取得新的突破。
國家資源圃是目前全球最大的野生稻種質(zhì)資源圃，這里保存著全球21種野生稻、1.3萬份野生稻種質(zhì)資源。推動野生稻種質(zhì)資源保護(hù)與利用，加快發(fā)掘符合當(dāng)前及未來產(chǎn)業(yè)需求的野生稻優(yōu)異基因，培育更多水稻新品種，它將扮演重要角色。
水稻雜交從海南開始
科研團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)調(diào)查全島野生稻生存情況后，發(fā)現(xiàn)更多驚喜
世界雜交水稻發(fā)展史，也是海南野生稻貢獻(xiàn)史。
“中國稻作之父”丁穎利用海南野生稻與亞洲栽培稻雜交，在世界首次成功把野生稻抵抗惡劣環(huán)境的基因轉(zhuǎn)移到栽培稻中，培育出了產(chǎn)量高、長勢旺、適應(yīng)能力強(qiáng)的水稻品種“中山一號”和60多個(gè)優(yōu)良品種；
“雜交水稻之父”袁隆平在三亞發(fā)現(xiàn)雄性不育野生稻材料“野敗”，育成舉世聞名的三系雜交稻，選育的“南優(yōu)2號”雜交水稻，成為我國第一個(gè)在生產(chǎn)上大面積應(yīng)用的強(qiáng)優(yōu)勢組合；
中國工程院院士朱英國團(tuán)隊(duì)利用采自陵水的“紅芒”野生稻作本體，最終育成紅蓮型雜交稻，為世界糧食增產(chǎn)作出巨大貢獻(xiàn)……
“雜交稻育種新突破是從海南野生稻開始的，新時(shí)代海南野生稻要再立新功?！敝袊茖W(xué)院院士錢前感嘆道。
立新功的前提是摸清“家底”。目前，全球共有20余種野生稻品種，其中我國有3種，分別是普通野生稻、藥用野生稻和疣粒野生稻。
那么，海南有多少野生稻品種呢？歷時(shí)18年，系統(tǒng)調(diào)查了海南全島18個(gè)市縣野生稻生存情況后，海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所所長王效寧興奮地發(fā)現(xiàn)，我國3種野生稻資源在海南皆有分布，并且海南的普通野生稻最原始、遺傳多樣性最豐富，具有很高的開發(fā)價(jià)值。
“我們系統(tǒng)查清了海南野生稻居群的精準(zhǔn)信息，繪制了第一張海南野生稻GPS定位圖，保存了野生稻種質(zhì)資源4326份，原生境保護(hù)了6個(gè)遺傳多樣性高且瀕危的自然居群，為我國水稻育種和種質(zhì)資源研究提供了翔實(shí)的基礎(chǔ)材料?！蓖跣幷f。
摸“家底”帶來的驚喜之一，是發(fā)現(xiàn)耐鹽堿野生稻。
2011年，王效寧帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在萬寧市東澳鎮(zhèn)一處常被海水倒灌的臨海溝渠中，發(fā)現(xiàn)了一株長勢良好的野生稻，通過精準(zhǔn)鑒定，發(fā)掘出了其中具有耐鹽堿等特殊功能的基因，最終育成水陸兩用稻“中科西陸4號”。該品種不僅能有效解決海南冬季育苗插秧缺水難題，也為海南200多萬畝鹽堿地有效利用探索了新路。
去年夏天，文昌市東路鎮(zhèn)美德村試種的“中科西陸4號”獲得豐收?！斑@個(gè)品種產(chǎn)量和口感都不錯，文昌、昌江、樂東多地都在推廣種植，今年樂東采購7000畝種子準(zhǔn)備夏季在瓜菜地種植。”良種獲得市場認(rèn)可，王效寧難掩喜悅地分享道，他們還開辟了疣粒野生稻（GG基因組）資源利用先河，新種質(zhì)被全國100多家單位利用，育成水稻新品種91個(gè)，累計(jì)推廣種植面積2921.2萬畝。
現(xiàn)下，王效寧又忙開了。在樂東黎族自治縣九所鎮(zhèn)的田洋里，團(tuán)隊(duì)選育的“海農(nóng)鹽抗5號”“海農(nóng)鹽抗6號”等新品種稻正在開展第二年耐鹽實(shí)驗(yàn)。在平均鹽度0.6%的鹽堿環(huán)境下，這批水稻正迎陽生長。
野生稻還能帶給人們多少驚喜？“野生稻是水稻種質(zhì)資源的基因庫，具有豐富的抗病蟲、抗逆、高產(chǎn)等優(yōu)異基因?！卞X前說，海南可以進(jìn)一步加強(qiáng)野生稻資源的鑒定評價(jià)，不斷加快良種選育進(jìn)程。
一項(xiàng)10年計(jì)劃
資源圃可保存4萬份種質(zhì)資源，10年內(nèi)完成所有野生稻基因鑒定評價(jià)
在人類的萬年馴化下，水稻從多年生野生稻轉(zhuǎn)變?yōu)橐荒晟耘嗟?，提升產(chǎn)量與種植效率的同時(shí)，也帶來了種子投入量大、勞動力增加、水土流失加劇等問題。
好在我國科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，來自非洲的長花藥野生稻，藏著解決這些問題的密碼。
“你看它大高個(gè)、粗莖稈，雖然其貌不揚(yáng)，但有發(fā)達(dá)的根莖。當(dāng)?shù)孛娌糠直皇崭詈螅叵碌母o會再一次發(fā)芽，長出新的水稻。”國家資源圃田間管理員程云連指著保存在這里的長花藥野生稻介紹。
利用長花藥野生稻的這一特性，云南大學(xué)資源植物研究院胡鳳益團(tuán)隊(duì)將其與一年生栽培稻遠(yuǎn)緣雜交，經(jīng)過20多年探索，創(chuàng)制了多年生稻，一次栽種，多年收獲，讓水稻可以“割完一茬又一茬”，省種、省錢、輕簡勞力，實(shí)現(xiàn)全球多年生糧食作物育種的重要突破?！犊茖W(xué)》雜志公布的2022年度十大科學(xué)突破中，多年生稻是全球農(nóng)業(yè)科學(xué)唯一入選成果。
在國家資源圃保存的21種野生稻中，像這樣的故事還有很多。
例如資源圃里引人注目的高桿野生稻。這種來自中美、南美地區(qū)的野生稻，個(gè)頭比人還高。但它真正獨(dú)特之處，與其異源四倍體的特性有關(guān)。
自然界中的野生稻，其體細(xì)胞染色體有的為二倍體，有的是四倍體。四倍體攜帶更多的基因，具有天然雜交優(yōu)勢。
中國科學(xué)院院士李家洋團(tuán)隊(duì)篩選出一份四倍體高桿野生稻資源，成功創(chuàng)制了不同類型的四倍體水稻新材料，突破了全部技術(shù)瓶頸，力爭培育出新型多倍體水稻作物，大幅提升糧食產(chǎn)量并增加作物環(huán)境變化適應(yīng)性。團(tuán)隊(duì)成果“異源四倍體野生水稻快速從頭馴化”，入選2021年度中國生命科學(xué)十大進(jìn)展。
用好種質(zhì)資源，科學(xué)家對稻種的改造還在浩渺太空大展身手。這方面，“植物宇航員”“小薇”稻可是明星選手。
作為國家資源圃里最矮的成員，“小薇”稻僅有野生型水稻株的1/4高。從文昌搭火箭兩次到太空育種的經(jīng)歷，讓“小薇”稻聲名大噪。
“‘小薇’是團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)十余年，利用現(xiàn)代生物育種技術(shù)進(jìn)行水稻種質(zhì)資源創(chuàng)新的重要成果。它個(gè)子小、籽不小，具有株型和生物量小、空間利用率高、谷草比高、無懼惡劣氣候等優(yōu)勢，在陵水試種畝產(chǎn)可達(dá)600斤到700斤，為未來都市農(nóng)業(yè)、植物工廠、太空育種提供了重要種質(zhì)資源。”錢前透露，團(tuán)隊(duì)通過回交育種獲得了兩個(gè)新品種，其中“小薇秈”完成以“小薇”為基礎(chǔ)的秈粳配套，“小薇黃”拓寬了景觀稻范圍。
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一株如雜草般的野生稻
為何能獲得人類的關(guān)注
掃描圖片二維碼
觀看“小薇”的故事
解碼野生稻身上的秘密
在國家資源圃里，這些野生稻的開發(fā)成果，僅僅揭開了水稻種業(yè)創(chuàng)新的冰山一角?！百Y源圃目前保存了來自全球21種野生稻的1.3萬份野生稻種質(zhì)資源，未來可保存4萬份野生稻種質(zhì)資源?！敝袊r(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所研究員、國家資源圃首席科學(xué)家鄭曉明說，海南野生稻資源豐富，熱帶氣候也適宜野生稻生長、保存，且海南有面向國際的區(qū)位和政策優(yōu)勢，便于開展國際合作，因此，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院牽頭在三亞建設(shè)了這個(gè)全球最大的野生稻種質(zhì)資源圃，“團(tuán)隊(duì)計(jì)劃10年內(nèi)完成所有野生稻資源的表型鑒定和基因型鑒定評價(jià)，推動數(shù)據(jù)庫共享利用，為中國育種創(chuàng)新提供支撐”。
野生稻的“野心”
促進(jìn)全球優(yōu)異種質(zhì)資源共享利用，在保護(hù)與共享中加速種業(yè)創(chuàng)新
鄭曉明的行李箱里總有一雙拖鞋。
常年在世界各地收集野生稻資源，她需要頻繁進(jìn)入沼澤、泥塘這樣的野外環(huán)境，拖鞋成為必備品。
“之前不理解為什么人類會將野生稻馴化為主糧，當(dāng)我到了東南亞等地，看到令人震撼的成片野生稻，看到當(dāng)?shù)厝藙澊M(jìn)入野生稻生長地，用竹棍敲打植株，大量的稻種落入船中，帶回去脫殼就可食用，我就有了答案。”鄭曉明說，這些年，她遍訪10余個(gè)國家和地區(qū)，每當(dāng)發(fā)現(xiàn)豐富的野生稻資源，她和同事們都忍不住往前沖，即使水深沒到脖子也顧不上，那時(shí)往往是興奮取代恐懼，總想收集更多的寶貴種子。
資源圃目前保存的1.3萬份野生稻種質(zhì)資源，填補(bǔ)了國內(nèi)野生稻種質(zhì)庫無東南亞和南亞等地野生稻的空白，其中就有她的貢獻(xiàn)。
“我國現(xiàn)有野生稻種質(zhì)資源豐富，但以國內(nèi)資源為主，境外種質(zhì)資源占比不到20%。而且，我們現(xiàn)保存的水稻種質(zhì)資源，基因型清楚的不足10%，而國際水稻研究所基因庫保存的種質(zhì)資源，有77%已完成形態(tài)和農(nóng)藝特征鑒定?！编崟悦髡f，只有增加野生稻種質(zhì)資源收集保存的多樣性，才能為新品種培育奠定基礎(chǔ)，只有加大對野生稻種質(zhì)資源的精準(zhǔn)鑒定力度，方能實(shí)現(xiàn)對優(yōu)異基因的挖掘和利用。
為此，國家資源圃依托全球動植物種質(zhì)資源引進(jìn)中轉(zhuǎn)基地等平臺，推動成立國際野生稻聯(lián)盟，探索建立具有世界先進(jìn)水平的水稻野生近緣種和地方品種保護(hù)、研究和利用體系；開展種質(zhì)資源聯(lián)合考察，搭建全方位、寬領(lǐng)域、多層次的國際交流與合作平臺，加大優(yōu)異資源引進(jìn)和交換力度；組織實(shí)施國際野生稻大會等一批重大國際合作項(xiàng)目，提升種質(zhì)資源安全保護(hù)與高效利用水平。
鄭曉明透露，眼下，三亞崖州灣科技城打造了一批高能級種業(yè)科研平臺、出臺系列促進(jìn)種業(yè)發(fā)展政策，種業(yè)創(chuàng)新要素快速匯聚，韓國等國家科研機(jī)構(gòu)主動提出戰(zhàn)略合作，促進(jìn)優(yōu)異種質(zhì)資源高效共享利用。
國外尋種腳步不停歇，國內(nèi)的野生稻保護(hù)工作也同步推進(jìn)。
在國家資源圃東北角，一處人工營造的山坡林地上種植了黃槿、龍血樹、美人蕉等喜濕親水、遮陰效果強(qiáng)的植物，這正是為喜光怕曬、喜溫怕熱、喜濕怕水的疣粒野生稻準(zhǔn)備的“新家”。不遠(yuǎn)處，占地25畝的原生境模擬圃，模擬出普通野生稻和尼瓦拉野生稻喜愛的自然生態(tài)環(huán)境，600份經(jīng)過基因鑒定的野生稻在其中自由生長。這里的小環(huán)境，將為野生稻原生境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。另一處占地30畝的長格子資源保存圃，則長期活態(tài)保存來自世界各地的野生稻。
“目前，海南3種野生稻的生存面臨瀕危狀況，6個(gè)野生稻原生境保護(hù)點(diǎn)情況也不容樂觀?！蓖跣幗ㄗh，在建好用好資源圃、開展野生稻資源異位保護(hù)的同時(shí)，可以考慮通過建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制、設(shè)立海南野生稻保護(hù)利用專項(xiàng)課題和工作經(jīng)費(fèi)等方式，進(jìn)一步調(diào)動各方積極性，加大野生稻瀕危居群的原生境保護(hù)。
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