[科技策略] 杂交水稻50周年 全球最大野生稻种质圃即将开圃

　　53年前，“杂交水稻之父”袁隆平团队，在海南三亚南红农场，发现了一株“野败”野生稻，彻底打开了杂交水稻的大门，50年前，我国最早的杂交水稻培育成功。

　　50年过去，在我国南繁育种的核心区，海南三亚崖州湾，建起了一座全球最大的野生稻种质资源圃，这里活体保存着1万多份野生稻，有育种中应用最广的野生稻，也有来自地球另一端的野生稻。

　　9月14日，新京报记者实地探访即将开圃的国家野生稻种质资源圃，采访了这座野生稻种质圃建设的发起者中国科学院院士、中国农科院作科所研究员钱前，以及长期从事野生稻搜集、保存和利用的中国农业科学院作物科学研究所研究员郑晓明。

                               
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　　9月14日，国家野生稻种质资源圃，两栋黎族风格的小楼旁，是保存着1万多份野生稻的资源圃。新京报记者 周怀宗 摄

　　杂交水稻，从一株野生稻开始

　　9月14日，海南三亚崖州区，一处普通的村庄外，两栋带有海南黎族风格的小楼矗立在田野中，小楼后方，一片稻田被分割成大小不同的小块，有些茂密高大，有些低矮匍匐，还有些光秃秃的，仿佛刚刚收割后的稻田，只留下短短一截稻茬……

　　这里不是普通的稻田，而是即将建成的国家野生稻种质资源圃。钱前介绍，资源圃从2021年开始筹备建设，面积180亩，可以容纳4万份野生稻，是全球最大的野生稻种质圃。自建设之初，就同步开始在这里保存野生稻，目前已经活体保存了1万多份野生稻资源。

　　中国是水稻的发源地，海南是水稻的故乡之一，我国水稻育种中利用最多的“普通野生稻”，在海南就多有发现。

　　“普通野生稻”以“普通”为名，其实并不普通，钱前介绍，1970年，袁隆平和他的团队，在三亚南红农场的一处过水涵洞附近，找到了一株雄性不育的野生稻，踏出了杂交水稻最重要的一步，而当时那株野生稻，正是普通野生稻。

                               
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9月14日，海南三亚国家野生稻种质资源圃中的野生稻。新京报记者 周怀宗 摄

　　在中国杂交水稻的发展史中，野生稻是不可或缺的力量。钱前介绍，1971年，我国成立了杂交水稻协作组，由中国农科院牵头，组织全国专家，攻坚克难，同时利用海南天然温室的气候，加代繁育，加快育种速度，在1973年，袁隆平先生率先成功育成了杂交水稻。“别人认为做不成的事情，我们的前辈们做成了，是有组织科研的成就。杂交水稻和两弹一星一样，是我们这个国家的大国基石，为我们国家的发展奠定了基础。”钱前说。

　　野稻家园，活体传承了五千年

　　为什么水稻育种需要野生稻？钱前介绍，在人类长期的驯化和选育中，栽培水稻的遗传基因会出现明显的同质化，丰富性和多样性变得匮乏。表面上看，它们的产量更高，甚至品质也更好，但长远看，它们实际上缺乏应对风险的能力，也缺少大幅度提升的空间。比如某种新的病虫害，可能会给这些同质化严重的水稻，带来严重威胁。

                               
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野生稻中保存着许多珍贵的基因，是水稻育种的宝库。新京报记者 周怀宗 摄

　　而野生稻长期生活在自然界，能够繁衍至今，本身就有很多特殊的本领，比如普通野生稻，它是匍匐的，结实也不多，而且还有落粒的问题，在人类的驯化中，普通野生稻慢慢被驯化，变成了栽培种，从匍匐变成直立，从低产变成高产，但也有些本领丢掉了，比如它的抗病性。后来，科学家们从普通野生稻中找回了一个抗病基因，重新导入到栽培水稻中。

　　“野生稻是中国最古老的稻子，许多野生稻传承了五千年以上，它们在自然界中经历风吹雨打，在残酷的物竞天择中生存了下来，必然有他们独特的本领，而今天的育种家们，就是要找到这些独特之处，变成现在育种的资源和材料。”钱前说。

　　从上世纪中叶开始，我国科学家就有意搜寻和收集野生稻，我国是水稻原产国，从海南到广西，从广东到江西，野生稻资源十分丰富。钱前介绍，我国在广西、广东和云南，分别建有野生稻种质圃，同时在国家种质资源库中，还以种子的形式保存着10万份水稻资源。

                               
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9月14日，中国科学院院士钱前在野生稻圃介绍，活体保存更难，但生物多样性、遗传基因丰富性更好。新京报记者 周怀宗 摄

　　“和种子相比，活体野生稻的生物多样性、遗传基因丰富性等更好，因此活体保存一直都是最好的保存方法，但这种保存方法，受到很多条件的制约，要耗费绝大的人力物力，还要面对很多不可抗的未知风险，比如前些年南方的寒潮，使得不少野生稻死亡。”钱前说。

　　活体保存，要定期给水稻“理发”

　　在海南三亚，独特的热带气候，可以使野生稻永续生长，将外部因素的影响降到最低。

　　钱前介绍，野生稻种质资源圃面积为180亩，其中又分为不同的功能区，有物种展示圃、鉴定评价圃、繁殖更新圃、资源保存圃、原生境模拟圃等。

　　在这座种质圃中，野生稻可以实现周年生长，这也带来了新的保存问题，“有些我们需要它的种子，就会收集一部分，有些不需要，只是保存资源，就会定期给它们‘理发’，将长高的野生稻剪短，过一段时间它们还会再长起来。”郑晓明说。

                               
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　　9月16日，中国农科院作科所研究员郑晓明在野生稻圃，观察野生稻保存情况。新京报记者 周怀宗 摄

　　除此之外，一部分野生稻还被种植在水泥池子中，记者看到，水泥池的地面铺设了塑料网格，池中灌水，每一株野生稻都种在盆中，然后再放入水中，“通过根系繁殖，是许多野生稻都有的特点，它们的根在泥土中延伸，可能在某一个地方重新发出一株野生稻，所以我们要把它们种在盆里，防止这种情况的出现。”

　　郑晓明常年从事野生稻种质资源的搜集、保护和利用工作，圃中有许多材料，都是她搜集而来，她告诉记者，未来资源圃将实现全程智能化保存、管理、鉴定等。

　　“对野生稻的保护和研究，在原生地很难实现，尤其是很难实现标准化的数据采集，而在这个资源圃中，我们提前做了相应的设计和规划，可以实现标准化、智能化的数据采集，比如鉴定野生稻性状、它们和环境的互相影响等。”郑晓明说。

　　在这座全球最大的野生稻种质资源圃中，还有一处特殊的地方，位于原生境模拟圃，原生境模拟圃完全模拟了野外环境，不加人工干预，任由野生稻和杂草一同生长，在这里，科学家们还模拟了袁隆平当年发现雄性不育野生稻的环境，“当年袁老先生的团队，在南红农场的一处过水涵洞附近，现在那个地方已经不在了，所以我们模拟了当年的环境，还特地建了一个小小的涵洞。”钱前说。

                               
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　　野生稻圃中，模拟了袁隆平团队当年发现雄性不育野生稻的环境。新京报记者 周怀宗 摄

　　水稻故事，收韭菜一样收稻米

　　数十年中，我国水稻育种技术不断进步，产量、品质、风味等不断改进，来自野生稻的基因功不可没。不仅如此，以野生稻为基础的育种，曾经几度挽救过水稻生产中的危局。

　　钱前介绍，1980年前后，稻瘟病普遍发生，杂交水稻种植面临严重困局，当时，中国科学院院士谢华安通过育种，利用野生稻的抗病基因，培育出了抗稻瘟病的丰产品种，当时每年推广面积超过1亿亩，而我国水稻种植总面积才4.5亿亩。

　　在海南陵水县，有一种名为红芒野生稻的野生资源，中国工程院院士朱英国以此为母本，育成了“红莲系列”水稻，是我国推广面积最大的品种之一。

　　在今天，野生稻也在不断地为科学家们提供新的资源。在云南，多年从事水稻育种的云南大学教授胡凤益，利用一种来自非洲的野生稻，育成了多年生水稻新品种。

　　“多年生水稻，种一年，可以收四到五年，就像韭菜一样，割了一茬，又长起来一茬。”钱前说，“这是一个突破性的成绩，而多年生水稻利用的野生稻，就保存在这座资源圃中。”

                               
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野生稻本身并不起眼，但往往蕴藏着珍贵的基因，等待人们去发掘和利用。图为9月14日，国家野生稻种质资源圃中的一株野生稻。新京报记者 周怀宗 摄

　　随着气候变化的加剧，极端天气频繁来袭，农业生产中对品种的需求也在不断变化，“野生稻经历了几千年风吹雨打，蕴藏着很多人们想象不到的基因，比如耐旱的，2022年南方的旱情，使得我们不得不重视适应南方的耐旱水稻品种选育。再如耐盐碱水稻，当前普遍的耐盐碱水稻，只能耐千分之三左右的盐碱度，未来还需要挖掘更好的耐盐碱基因，选育更耐盐碱的品种。”钱前说，“我国粮食需求仍然在不断增长，开发盐碱地，对保障粮食安全有重要的意义，而耐盐碱水稻的选育，未来的空间还很大。”

　　科学育种，未来将是星辰大海

　　2022年，郑晓明团队承担农业农村部“水稻种质资源精准鉴定”项目，到2023年，发掘出38份高产、优质、抗病、抗逆、适宜机械化种植、抗稻曲病的育种可利用优异种质。

　　在三亚的野生稻种质圃中，高通量的表型鉴定正在逐渐成为现实，现代技术结合传统的育种方式、千百年流传的野生资源，会碰撞出怎样的火花？

                               
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9月14日，钱前介绍，野生稻基因的挖掘还有巨大的空间，可以为未来育种提供更多的素材。新京报记者 周怀宗 摄

　　“袁隆平先生有两个梦，一个是禾下乘凉梦，一个是杂交水稻全球梦。”钱前说，“如今，这两个梦想都已经接近实现，全球几个重要的水稻生产国如越南、印度等，都在使用我们的杂交水稻技术。”

　　更多的年轻人走在杂交水稻的道路上，钱前介绍，在中国农科院中国水稻所，有一批年轻的学者，正在研究如何固定杂种优势，把杂交水稻变成常规品种，“杂交水稻有杂种优势，但同时它的后代也很容易发生性状分离，简单来说，杂交种继续繁衍，可能会出现快速退化的现象。而固定杂种优势，就是想办法把这种优势固定下来，代代相传。”

　　“在更长远的未来，育种的目标，是星辰大海。”钱前说，“生长在杂草和泥泞中的野生稻，它们的资源、基因，终有一天会踏上茫茫太空，为探索星空的人们提供太空粮食。”

　　事实上，钱前研发的太空水稻小薇，就曾经种植在这座野生稻圃中。小薇是一种超矮水稻，株高只有20厘米左右，开花结实，适合太空立体种植。

                               
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钱前（左一）和其他育种科学家在野生稻种质资源圃前。新京报记者 周怀宗 摄

　　如何让这座全球最大的野生稻种质资源圃发挥更大的作用？

　　钱前认为，资源、人才和平台，可能都是未来需要加强的，“现在人们对农业育种的重要性已经有了普遍认识，野生稻种质圃也得到了很多关注，受到各个方面的重视，未来还需要进一步加强人才队伍的建设，我国有10万份左右的水稻种质资源，但鉴定完成的只有一小部分，还需要大量进行基础科研的人才，当然，从政策上看，也要进一步鼓励人才从事基础科研。同时，我们还希望把这里建成一个共享共建共用的平台，实现高水平的合作，通过我们的工作，为育种家们鉴定和挖掘出更多优异基因，为他们提供更好的育种材料。”（来源：新京报）