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一株野生稻的科研接力

稿源:南方人物周刊 | 作者: 张茂 邱江华 日期: 2025-10-20

(本文首发于南方人物周刊)

2023年12月12日,位于三亚的国家野生稻种质资源圃,一只白鹭在资源保存区中漫步。这是整个资源圃的核心,承担着野生稻长期活态保存的任务,每一株野生稻都独立种在盆中,保持自身的特征(张茂/图)

你会留意路边的一株“野草”吗?深山密林中,无数寻常草木年复一年地枯荣,却少有人知晓,其中或许藏着关乎粮食安全的“密码”。2023年年底,在海南三亚的一个山区,农业专家就与这样一株“野草”不期而遇——似草非草,颇有野生稻的模样。后经鉴定,这竟是疣粒野生稻。作为水稻的近缘“祖先”,它极为珍贵。一场关于守护粮食安全的科研接力,就此展开。

2024年1月30日,野生稻科考队深入三亚山区密林寻找疣粒野生稻。疣粒野生稻生长于阳光充足且有一定阴翳的位置,寻找极其困难(张茂/图)

这株来自山区的疣粒野生稻,很快被科研人员转移到位于三亚的国家野生稻种质资源圃(以下简称“资源圃”)。目前,该资源圃已经保存了来自全球的1.3万份野生稻种质资源。这座全球规模最大的资源圃保存能力可达4万份,可满足未来30年的种质资源保存需求。

2024年1月30日,野生稻科考队成员进山时随身携带用于驱蛇的雄黄粉(张茂/图)

资源圃不仅是种质资源保存的中心,还拥有先进的种质资源鉴定平台。在这里,科研团队依托杂交技术和分子生物学手段,开展抗虫基因克隆和抗逆性研究,一点一点地从野生稻中挖掘抗逆基因,为水稻新品种的选育筑牢根基。“海南光热条件好,杂交材料在这里能迅速加代,加快了科研进程。”中国科学院院士、水稻种质资源专家钱前表示。

2024年1月30日,一株疣粒野生稻在三亚山区被发现后,张谢勇博士仔细观察其表型性状(张茂/图)

活体保存,是资源圃的一大亮点。这远非“把水稻插在稻田里”那么简单。为还原原生环境、让野生稻保持原始状态,科研人员倾注了大量心血。比如每隔一段时间,他们就要给野生稻“理发”——将长高的植株剪短。这看似寻常的操作,实则是他们首创的保存技术,能有效避免野生稻根部萌出新株、种子自然脱落造成的种质混杂。

2024年1月30日,郑晓明博士(左)和张步云博士采集野生稻的伴生物种。伴生物种可以为科学家提供疣粒稻野生种群所处生境的类型和现状等信息,还有助于识别外来入侵物种等潜在的威胁因素,以及发掘潜在的野生植物种质资源(张茂/图)

钱前表示,比起育种成熟的种子,活体野生稻的生物多样性更丰富,遗传基因也更完整。“目前,资源圃的活体保存技术已获国际广泛认可,未来有望通过技术交流,让这里的种质更丰富,真正打造成世界野生稻的基因宝库。”

2025年3月30日,中国农科院国家南繁研究院,水稻专家将抗虫野生稻与栽培稻材料进行杂交。这些杂交种将用于后续对野生稻优良抗虫基因的克隆。利用这些抗虫野生稻的杂交种构建分子遗传学研究群体,能够促进我国科学家早日克隆到具有自主知识产权的野生稻抗虫新基因(张茂/图)

2025年3月,位于三亚的国家南繁科研育种基地迎来收获季,金黄色的稻浪随风翻滚,科研人员穿梭其间,忙着采集品种材料。田埂上,钱前抓起一把饱满的稻穗,指尖轻搓稻壳、牙齿咬断稻谷,用传统方法鉴定稻谷的品质。“利用野生稻创制新品种,是解决水稻生产难题的有效途径。”他说,野生稻已成为破解抗逆、增产等关键问题的天然基因库。

2025年3月30日,中国农科院国家南繁研究院,水稻研究人员正在进行野生稻抗逆性基因的分子克隆实验。利用分子生物学技术克隆野生稻抗虫基因及培育优良抗虫品种,这些具有自主知识产权的抗病虫研究成果保障了我国水稻研究的领先地位(张茂/图)

回望我国水稻育种史,重大突破都离不开野生稻的助力。1970年,“杂交水稻之父”袁隆平和团队在三亚发现了“野败”野生稻,就此打开了杂交水稻的大门。中国工程院院士朱英国以海南陵水“红芒”野生稻为母本,育成红莲型杂交稻,为世界粮食增产做出了重大贡献。

2025年3月30日,中国农科院国家南繁研究院,水稻科学家赵能正利用室内饲育的稻飞虱,对野生稻及栽培稻的幼苗开展抗虫性鉴定,筛选出优异的抗虫种质资源(张茂/图)

2025年10月16日是第45个世界粮食日。当下,钱前团队正持续推进野生稻基因鉴定与利用研究。他们计划用10年时间,完成资源圃中所有野生稻的基因和表型鉴定,将种质资源的全貌展示给育种专家,最终育出具有突破性、颠覆性的新品种,为育种创新提供支撑,筑牢粮食安全的底座。

2025年3月29日,国家野生稻种质资源圃物种展示区,科技人员通过操控无人机对野生稻进行精准施肥(张茂/图)

2023年12月12日,国家野生稻种质资源圃,科研人员程云连查看野生稻穗部性状,包括结实率、落粒性等(张茂/图)

2024年1月19日,国家野生稻种质资源圃物种展示区,水稻专家在田间清理附在野生稻茎秆上的福寿螺卵。福寿螺是恶性水生生物,会啃食野生稻的秧苗、幼苗等,破坏野生稻的生存环境(张茂/图)

2023年12月12日,国家野生稻种质资源圃有一个小池塘,池塘上建了一座小桥。这是模拟袁隆平院士当年发现雄性不育野生稻的环境(张茂/图)

2025年3月29日,国家南繁科研育种基地,钱前用传统的“牙咬法”来鉴定稻谷的品质 (张茂/图)

2025年3月29日,国家南繁科研育种基地,科研人员在田间开展样本采集工作,所获材料将带回实验室进行脱粒和产量测定(张茂/图)

2024年1月19日,国家野生稻种质资源圃,格外醒目的彩叶稻。稻属中有些突变基因往往可以直接或间接影响水稻叶绿素的合成和降解,通过改变叶绿素含量来改变水稻的叶色 (张茂/图)

2024年1月19日清晨,航拍国家野生稻种质资源圃。该资源圃已保存1.3万份野生稻种质资源,实际容量可达4万份,可满足未来30年的种质资源保存需求(张茂/图)

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南方人物周刊 2025 第851期 总第851期
出版时间:2025年11月03日
 
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