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
標志著國家野生稻種質(zhì)資源圃
主體建成
項目建成全景。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，借助海南自貿(mào)港相關(guān)政策，這里將有望實現(xiàn)國內(nèi)外野生稻種質(zhì)資源的便捷共享利用。
據(jù)中鐵十六局項目負責人蔡勝武介紹，國家野生稻種質(zhì)資源圃占地168.21畝。項目分為農(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驗室和全球動植物資源引進中轉(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)資源保護與利用，加快發(fā)掘符合當前及未來產(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
科研團隊系統(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)能力強的水稻品種“中山一號”和60多個優(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，成為我國第一個在生產(chǎn)上大面積應(yīng)用的強優(yōu)勢組合；
中國工程院院士朱英國團隊利用采自陵水的“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……
“雜交稻育種新突破是從海南野生稻開始的，新時代海南野生稻要再立新功。”中國科學(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18年，系統(tǒng)調(diào)查了海南全島18個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)價值。
“我們系統(tǒng)查清了海南野生稻居群的精準信息，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，原生境保護了6個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的基礎(chǔ)材料。”王效寧說。
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)團隊在萬寧市東澳鎮(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畝種子準備夏季在瓜菜地種植?！绷挤N獲得市場認可，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，累計推廣種植面積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，團隊選育的“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驗。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。”錢前說，海南可以進一步加強野生稻資源的鑒定評價，不斷加快良種選育進程。
一項10年計劃
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
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，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、粗莖稈，雖然其貌不揚，但有發(fā)達的根莖。當?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?！眹屹Y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隊將其與一年生栽培稻遠緣雜交，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，個頭比人還高。但它真正獨特之處，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)院院士李家洋團隊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。團隊成果“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’是團隊歷經(jīng)十余年，利用現(xiàn)代生物育種技術(shù)進行水稻種質(zhì)資源創(chuàng)新的重要成果。它個子小、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?！卞X前透露，團隊通過回交育種獲得了兩個新品種，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。“資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)了這個全球最大的野生稻種質(zhì)資源圃，“團隊計劃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，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”
促進全球優(yōu)異種質(zhì)資源共享利用，在保護與共享中加速種業(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，當我到了東南亞等地，看到令人震撼的成片野生稻，看到當?shù)厝藙澊M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?！编崟悦髡f，這些年，她遍訪10余個國家和地區(qū)，每當發(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。
“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)資源的精準鑒定力度，方能實現(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水平的水稻野生近緣種和地方品種保護、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)異資源引進和交換力度；組織實施國際野生稻大會等一批重大國際合作項目，提升種質(zhì)資源安全保護與高效利用水平。
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，韓國等國家科研機構(gòu)主動提出戰(zhàn)略合作，促進優(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)的野生稻保護工作也同步推進。
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備的“新家”。不遠處，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個野生稻原生境保護點情況也不容樂觀?！蓖跣幗ㄗh，在建好用好資源圃、開展野生稻資源異位保護的同時，可以考慮通過建立生態(tài)補償機制、設(shè)立海南野生稻保護利用專項課題和工作經(jīng)費等方式，進一步調(diào)動各方積極性，加大野生稻瀕危居群的原生境保護。
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