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拯救“植物大熊猫”野生稻(图)

  对于许多城市里的孩子来说,虽然每天吃着大米,却从没有见过水稻。科学工作者把农民们种植的水稻称为栽培稻。就如猪是野猪驯化而来,栽培稻同样是野生稻驯化的结果,普通野生稻可谓是栽培稻的近缘祖先。

  野生水稻,被称为“植物大熊猫”,在修路、建桥、开发等中国快速发展和城市化的车轮中正面临着“灭顶之灾”。20年前,我国300多个县、1000多个点分布着野生稻,今天,这些点已经消失了70%以上,残存的野生稻面积大大缩小。


  灾难绝不仅仅是一个物种可能消失,而是人类的粮食安全。在一定意义上,解决了中国粮食问题的“杂交水稻”的“母亲”(母本)就是海南的一株野生稻,今天全世界的科学家们仍然在野生稻中寻找着增产、抗病、抗旱等种种特有的基因,探索才刚刚开始。

  记者将从高州目前中国最大野生稻保护点入手,解码“植物大熊猫”。目的只有一个,“一个基因可能关系一个民族的兴衰,一个物种可以影响一个国家的经济命脉”,不论是保护还是科研,在野生水稻领域都需要太多的支持和关注。

  价值千金的“水鬼禾”

  在广东高州镇江镇的河沟边,记者第一次见到了野生稻。高州,这个以农业为主的县级市,保存着全国目前最大面积的野生稻。

  在我们这些外行的眼中,野生稻的外形就好像青草,连片地长在河沟里,呈现墨绿色,比农田里种的水稻更绿。镇农业站的工作人员告诉我们,当地人称它为“水鬼禾”,一般长在河沟、水塘边有水的地方,有节、有芒,谷细、米长,看上去“似禾非禾”,每当秋末结实后,谷子立即就掉,所以叫“水鬼禾”。当地村民一直把它当成青草,割回家喂牛。

  改革开放后,农村土地实行了“联产承包”责任制,当地村民在生长“水鬼禾”的田间种上了水稻。但水稻却长不过“水鬼禾”,尤其在严冬,“水鬼禾”更是疯长出来,掩盖了其他植物。

  1997年11月,进行野生稻资源普查的中国科学院植物所谢中稳、钱韦两位博士发现它们就是野生稻,其面积之大,保护之好,种性之原始,在全国实属罕见。1999年年底,中国科学院派专家组实地考察后予以确认。上报国务院后,时任国务院副总理的温家宝批示,要好好保护。从2001年开始,广东省政府每年拨款200万元,120万元进行保护,80万元用于科研,已经有五年时间。

  七成野生稻生长点消失

  记者在现场看到,镇江镇三个主要的保护点,其中两个用围墙圈了起来,一个用水泥桩和铁丝围了起来,这些栏杆和围墙都是为了不让人畜进入破坏。但在其中一个点,记者看到仍有十来头牛正在野生稻田里悠闲地咀嚼着,而与种植稻一样,野生稻也成了外来入侵物种——福寿螺“征伐”的对象。

  虽然有些专家们认为高州野生稻的保护有不尽如人意的地方,比如围墙虽然一劳永逸但毕竟隔断了空气的自然流通,会导致围墙附近的野生稻生存的温度偏高。但相对于全国其他地方的野生稻,他们无疑已经是幸运的。

  据介绍,1978年到1982年进行的野生稻全国普查发现,我国300多个县、1000多个点分布着野生稻,然而,这1000多个点到现在已经消失了70%以上,现在残存的野生稻面积也大大缩小。

  广西是我国最大的野生稻自然繁殖地,分布面积约1500亩,现存的仅为60%。比如贵县麻柳塘曾经存在432亩野生稻,由于当地盖化肥厂,已经完全消失了;后来在贵县又发现了一个十里长塘,野生稻面积1300多亩,现在塘中间已经修了一条大公路。而云南省农业科学院戴陆园博士的一份调查表明,云南原本拥有野生稻的三大种类:普通野生稻、药用野生稻、疣粒野生稻,目前原生境的药用野生稻已经不复存在,普通野生稻仅在景洪和元江县发现过。只有疣粒野生稻的保存现状较为满意,但原因却是疣粒野生稻的生态环境多为山坡竹林或灌木丛,目前,现代文明的车轮尚未“光顾”这个条件恶劣的生态环境。

  修路、建厂、种植栽培稻是野生稻面积大量缩减的主要原因。1992年,野生稻被正式列入国家二级保护的濒危物种。

  一株野生稻带来的革命

  为什么科学家们忧心忡忡?我们可以从全世界最知名的一株野生稻说起。这株最有名的野生稻叫“野败”。

  37年前,湖南省黔阳农校一位年轻教师与他的助手李必湖和南红农场的冯克珊在海南崖县荔枝沟的野生稻田里发现了这株“野败”。4年后,以这株“野败”为祖本,这位教师成功培育出了三系杂交水稻,从而掀起了水稻生产的“第二次绿色革命”。如果说20世纪60年代农作物品种矮秆化是第一次绿色革命,那么水稻杂种优势利用可以说是水稻育种上的第二次绿色革命。

  这个青年教师便是日后被称为“杂交水稻之父”的著名科学家袁隆平。杂交稻的大面积推广使水稻产量在矮化育种增产20%的基础上又平均提高了20%。

  寻找新的不育基因

  为什么只有这株“野败”才能成功培育出杂交水稻呢?华南农业大学教授、博导刘向东告诉记者:“因为"野败"是当时唯一发现的含有不育基因的野生稻,只有含有不育基因的野生稻与栽培稻杂交后才能保证其第二代仍然含有不育基因。”水稻要想进行大面积推广种植,首先必须解决年年获得大量杂交第一代种子的问题。

  由于水稻是雌雄同花的自花授粉作物,一朵花只结一粒种子。如果通过人工去雄杂交来利用杂交优势,就得一朵花一朵花地进行,这样产生的种子数量极为有限,不可能在生产上应用。只有在培育出一个雄花不育的“母稻”即雄性不育系,然后用其他品种的花粉去给它授粉,才可以经济、快捷地生产出推广种植所需要的大量第一代杂交种子。这就是水稻遗传育种方面最为关键的雄性不育系研究,它的成功与否直接决定了整个研究能否进入下一个阶段。

  “在袁隆平成功培育出不育系后,目前的杂交水稻所含有的不育基因全部遗传自"野败"这个母本,大家都在用同一个基因,如果这种基因对某种病毒易感,或者遭受到某种致命性疾病打击的话,那么杂交水稻就面临大面积感染的风险。所以科学家们一直想在野生稻中找到新的不育基因,形成新的杂交品种。”刘向东说。

  他透露,历时五年的研究表明:“卵细胞中出现胚囊退化,甚至有的没有卵细胞,这说明我们在高州野生稻中可能找到新的不育基因,在我们采集的145份样本中,初步发现5份具有新不育胞质基因,这个结果很重要,目前已经移交华南农科院来继续研究。”

  野生稻不可“丢失”

  “野生稻是在非常恶劣的环境下生长的,这促使它本身的基因突变,产生有利的基因。”刘向东介绍说,“五年的研究表明,高州野生稻可能是中国普通野生稻含基因类型最丰富的,是中国普通野生稻最大的一个遗传分化中心和多样中心。”

  “高州野生稻的有利基因在生物学上有抗稻瘟病、抗白叶枯病和抗褐飞虱,在非生物学上抗寒、抗热、抗旱、抗湿,还有去污性,其具备的大部分抗性现在的水稻里基本没有。如果我们利用野生稻这些特有的基因,通过遗传育种技术,培育新的杂交水稻品种,可以在抗病虫害等多个方面获得重大突破。设想一下,将来在有些铅超标的污水沟里我们可以种植野生稻,而利用其割了之后马上再生的高分裂率,我们可以开发饲料稻等等。”

  野生稻生存点的大量减少,很可能让我们永远失去一些我们尚不认识的特异基因。正如中科院院士卢永根所言,“野生稻种质资源是人类赖以生存的重要条件,如果丢失,就永远也找不回来了。”


  图为农业站的工作人员正在观察野生稻的生长情况。 
(责任编辑:龚伦常)
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