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广东省将执行我国树木种质资源库项目建设,

时间:2023-10-06 02:52:28 来源: 浏览:

果然有种 | 探访国家野生稻种质资源圃:已有21种野生稻1.3万份种质资源三亚安家

编者按:

粮食安全是“国之大者”。2022年4月10日,习近平总书记在海南省三亚市崖州湾种子实验室考察调研时强调,种子是我国粮食安全的关键。经过60多年的发展,南繁,筑牢“中国饭碗”最坚实底座,已成为中国农业科技创新和新品种选育的“孵化器”和“加速器”。为贯彻落实习近平总书记考察海南的重要讲话精神,海南省融媒体中心(新海南客户端、南海网、南国都市报)倾力打造海南第一档聚焦种业领域的融媒体特色专栏“果然有种”,积极探索媒体+种业品牌服务,讲好种子+果子的故事,展现海南种业、中国种业的新作为、新突破、新成果。海南省融媒体中心陆续推出系列报道,敬请关注。

新海南客户端、南海网、南国都市报 记者 利声富

种子是农业的“芯片”,种质资源则是种子的遗传资源。野生稻是水稻的祖先种,是水稻育种重要的基因库。为有效保护野生稻这一 重要作物种质资源,我国先后建立了国家种质广州野生稻圃、国家种质广西野生稻资源圃、云南国家高原野生稻资源圃等基地。其中,位于三亚的国家野生稻种质资源圃,是由中国农业科学院作物科学研究所牵头建设。该资源圃是以国家作物种质库为核心的国家农作物种质资源保护体系一部分,以植株种植的形式使种质资源活起来。建成后也将成为全球最大的野生稻种质资源圃,保存能力达4万份,年鉴定评价1000份以上,年共享利用3000人次以上,能满足今后30年野生稻种质资源保存需求。目前,已有21种野生稻1.3万份种质资源在三亚的国家野生稻种质资源圃安家。

国家野生稻种质资源圃里保存的野生稻。记者 利声富 摄

全球最大野生稻种质圃将在三亚建成

被称为“植物大熊猫”的疣粒野生稻、远道而来的澳洲野生稻,抗病抗虫的药用野生稻,看似普通实则不普通的普通野生稻……

走进国家野生稻种质资源圃,无论是当前大部分水稻都蕴藏其基因的普通野生稻,还是疣粒野生稻这唯一的旱生野生稻,抑或至今还未发现药用价值的药用野生稻,正在最好的保护环境中繁衍生息。

都说外行看热闹,内行看门道。尽管小时候曾与父辈一起下地插秧,对水稻并不陌生,但这些看似杂草的野生稻,记者一脸疑惑。

“正快速建设的国家野生稻种质资源圃占地168余亩,也是目前全球最大的野生稻种质资源圃。”中国农业科学院作物科学研究所研究员郑晓明介绍,目前,已保存全球21种野生稻1.3万份野生稻种质资源。

国家野生稻种质资源圃里保存的野生稻。记者 利声富 摄

疣粒野生稻、药用野生稻、澳洲野生稻、重颖野生稻、高杆野生稻……国家野生稻种质资源圃里,一块宽广的田地,20个种质展示圃里,分别种植用于展示、参观、科普教育的各种野生稻资源。包括物种展示圃、鉴定评价圃、繁殖更新圃、资源保存圃、原生境模拟圃等。各个种质圃里的野生稻,有的正茁壮成长,有的已结出一串串稻穗,稻花香扑鼻而来。

“这是像韭菜一样,割了再长的野生稻。”郑晓明指着长花药野生稻介绍,长花药野生稻主要分布在非洲,其根茎较发达,可从根茎上长出苗来,当地上的部分收割后,地下的根茎会再次发芽,长出新稻。

国家野生稻种质资源圃里保存的野生稻。记者 利声富 摄

国家野生稻种质资源圃里保存的野生稻。记者 利声富 摄

而在另一块被分成长方格的田地里,每行方格,均整齐放着一个个塑料桶,桶里生长着不同的野生稻。有的匍匐在水面上,向四周蔓延;有的你追我赶地生长,差不多遮住水面了……

“野生稻是水稻育种和生物技术研究重要的基因资源。海南野生稻资源丰富,良好的光温条件满足全球所有野生稻种的生长繁殖条件。即将建成的国家野生稻种质资源圃不仅是目前最大的,也是保存条件最好的。”中国科学院院士、国家作物种质库主任钱前说。目前,我国在广西、云南、广东、海南等地建立四个国家级野生稻资源圃。而位于三亚的国家野生稻种质资源圃,着力打造世界一流的野生稻优异种质资源收集保护和开发利用平台,建成后可容纳全球21种野生稻4万份野生稻种质资源,年鉴定评价1000份以上,年共享利用3000人次以上,能满足今后30年野生稻种质资源保存需求。计划10年内完成所有野生稻资源的表型和基因型鉴定评价,力争筛选出具有重要性状的优异资源600份、发掘新基因80个和创制种质150份。

国家野生稻种质资源圃里保存的野生稻。记者 利声富 摄

除了种质库保存种子外,在野生稻种质资源圃中,中国农业科学院作物科学研究所还以植株种植的形式,让种质资源活起来。有利于资源优异性状的发掘,促进共享利用,进一步支撑产业发展。

保存 野生稻种上树、种进塑料桶

野生稻作为栽培型水稻的原始祖先,拥有改良栽培稻的超凡能力,是宝贵的基因库。开发利用,前提是要保护。

也许有不少人认为,野生稻保护是件容易的事,找块有水的稻田种植就行了。

事实上,野生稻的保存要比想象难得多。

“水稻不是要远离树荫吗?为什么那里还要种上龙血树、美人蕉等呢?”在国家野生稻种质资源圃一角,一座缓坡上的树木让记者顿生疑惑。

“这是为了保护疣粒野生稻。你别看它长得与其他野生稻差不多,但它却是最难伺候了。”郑晓明指着地里的疣粒野生稻材料介绍,疣粒野生稻是全球21种野生稻中唯一的旱生野生稻。它喜光又怕晒,喜温又怕热,喜湿又怕水,多生在向阳的山坡林地间。

这种形似杂草,被誉为“植物大熊猫”的疣粒野生稻是栽培型水稻的近缘祖先。

我国是世界上最早驯化和种植水稻的国家。目前,国内拥有普通野生稻、药用野生稻、和疣粒野生稻三个种类的野生稻。其中,疣粒野生稻仅分布于海南省和云南省。

国家野生稻种质资源圃里保存的野生稻。记者 利声富 摄

“远处那些是杂草吗?”记者指着一片看上去很茂盛的“野草”疑惑地问。

“那不是野草,而是野生稻。”钱前院士说,这是种质圃中的“原生境模拟圃”,模拟了野生稻生长的原生环境,种植了600份经过基因鉴定的野生稻,让它们尽可能地自由生长,以便观察它们的自然变化。

在宽敞的种质资源圃里,建起一座水泥小桥显得有点突兀,这是为何呢?

“听说过‘野败’吧?”钱前院士介绍,20世纪七十年代,袁隆平院士的助手在三亚南红农场一处池塘边发现的一株野生稻,从而掀开杂交水稻的新篇章。因此,他们在国家野生稻种质资源圃里还原了发现时的场景,并模拟种植了野生稻。

40亩左右的资源保存圃是整个国家野生稻种质资源圃的核心。一个个水泥池里,地面铺设上塑料网格,然后在池中灌进水,将种植野生稻的塑料桶放进水池中。

水稻不是直接种在田里,为何要种在一个个塑料桶里?“野生稻根系很发达,种在一起,时间长了,串根会影响野生稻的纯度,但种在塑料桶里,定期换土,可保护各个野生稻的特征。”郑晓明说。

为了保护野生稻的纯度,还不能让野生稻开花结穗。“野生稻的自然杂交,会使下一代发生性状分离。因此,不能用开花结穗的稻谷种植保存,而是将原株的稻杆剪掉,让它重新长出来。”国家野生稻种质资源圃技术员程云连说。

国家野生稻种质资源圃里保存的野生稻。记者 利声富 摄

今年为8000份野生稻种质资源构建分子身份证

野生稻是水稻的祖先种,与一般水稻相比,它们虽然容易落粒、产量不高,但野生稻具有许多优良基因,每次水稻品种的重大突破都离不开野生稻的利用,袁隆平院士的杂交稻就是利用野生稻育成的。

1970年11月,正是野生稻抽穗扬花时节,袁隆平的助手李必湖来到野生稻最集中的海南,由南红农场技术员冯克珊带路,在南红农场一个铁路涵洞附近水塘边约200平方米的野生稻中,发现了三株稻穗花药异常。当时,正在北京开会的袁隆平接到电报立即赶到三亚,确认这是一株花粉败育的野生稻,当即把它命名为“野败”。

发现“野败”后,袁隆平院士以这棵普通野生稻雄性不育植株为祖本,育成不育系品种,与保持系、恢复系配套。终于在1973年成功培育出三系杂交水稻,从而开启了杂交水稻研究与应用的新篇章。

如果说种业是农业的“芯片”,那优异种质资源就是种业的“芯片”。

野生稻是水稻育种和生物技术研究不可或缺的基因资源。我国现有的野生稻保存设施都位于亚热带或温带地区,无法满足热带野生稻保护需求。三亚具有优越的光热资源,满足全球所有野生稻种的生长繁殖条件。由此可见,国家野生稻种质资源圃的建设,对于端牢“中国饭碗”的作用有多大。

国家野生稻种质资源圃里保存的野生稻。记者 利声富 摄

海南省农业科学研究院与中国农业科学院对海南野生稻调查后发现,海南有154个野生稻自然种群。但由于种种原因,当前我国野生稻的野外分布点和分布面积正急剧减少,普通野生稻和药用稻均被列入《国家重点保护野生植物名录(第一批)》。

在2023中国种子大会暨南繁硅谷论坛上,中国工程院院士万建民表示,作物种质资源是农业的“芯片”,是作物种业创新的源头。加强种质资源保护与创新利用研究,是实现从源头上保障种业发展,促进种业振兴,实现种源自主可控的根本路径。

据了解,目前,我国保存的54万份种质资源中,完成精准鉴定的不到1.5万份,这在一定程度上制约了育种创新。

“今年,我们在2022年野生稻种质资源表型精准鉴定基础上,继续完成4000份野生稻及其创制种质资源的表型精准鉴定,为8000份野生稻种质资源进行基因型精准鉴定并构建分子身份证,加强对农业生物品种保护。同时,着手构建的野生稻种质资源表型与基因型精准鉴定整合数据库将实现共享利用。协力筛选出遗传背景清晰的优异种质200份,为育种创新提供支撑。”郑晓明说。

近年来,海南省高度重视海南野生稻遗传多样性保护与种质创新工作,海南省农业科学院历时18年系统查清了海南野生稻居群的精准信息,采集并保存了海南野生稻种质资源4326份,为我国水稻育种和种质资源研究提供了丰富的基础材料。研发的原生境保护技术,保护了海南野生稻遗传多样性丰富且濒危的6个居群;积极参与“中国野生稻种质资源保护与创新利用”项目,育成水稻新品种91个,累计推广面积2921万余亩,助力端牢“中国饭碗”。

“海南的生态环境特别适合野生稻原生地保存。我们将进一步在三亚加大对野生稻的原生性保护,利用全球动植物种质资源中转基地等平台,汇聚海外的野生稻资源,力争在未来2至3年实现野生稻种质资源数量增长至3万份左右,使三亚世界野生稻种质资源圃有望成为全球最大的野生稻原生性保护基地。”郑晓明介绍。

总监制:胡续发

总策划:纪燕玲、孙学新、徐智慧、胡诚勇

记 者:利声富

标题:广东省将执行我国树木种质资源库项目建设,
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