程在全團隊成員殷富有在田間做實驗。 　　劉佳政攝

　　一路蜿蜒，記者驅車來到云南省元江縣，在圍著籬笆的國家普通野生稻元江保護區門前停了下來。在保護區的一處水塘前，記者看到了外形酷似雜草的野生稻。

　　野生稻未開花前長得很像雜草，結穗后才容易區分。在科研人員眼里，野生稻是難得的寶貝：深入挖掘其中的有利基因，對提高水稻產量、保障糧食安全具有重要意義。

　　野生稻是水稻的祖先，全球共有20余種，中國有3種，即普通野生稻、藥用野生稻和疣粒野生稻。云南是全國僅有的兩個同時擁有3種野生稻的省份之一。20多年來，在云南省農科院研究人員的接續努力下，云南野生稻的保護與研究成效顯著。

　　摸清家底，科學保護野生稻

　　“在漫長的自然選擇中，野生稻形成了極強的環境適應能力，保留了抗病、抗蟲、抗旱等有利于栽培稻改良的高產基因，對水稻品種改良具有重要價值。”云南省農科院研究員戴陸園告訴記者。

　　隨著經濟社會的快速發展、氣候環境變化以及農業種養方式的轉變，云南野生稻原生境面臨被破壞的風險。

　　“有些老百姓把野生稻當雜草，用除草劑直接除掉；有些地區修建機場、水庫，破壞了野生稻的生存環境。”每每看到這些場景，戴陸園都很痛心。

　　為盡快摸清云南野生稻的家底，上世紀90年代以來，戴陸園和同事程在全等科研人員多次深入調查，了解野生稻資源的分布情況，對已發現的野生稻種資源開展原位保護、異位保護、活體保存、DNA及其基因組文庫保存，建立起多層次的立體保存保護技術體系。

　　在野生稻保護過程中，戴陸園團隊創造性地提出“植物籬笆”的保護方法。國家普通野生稻元江保護區內，葉片帶刺、體型高大的劍麻隨處可見，成為阻隔人畜進出野生稻保護區的自然屏障。

　　“劍麻、刺合歡都是分布廣泛的本土植物，它們生長著堅硬的針刺，是構建保護網的天然之選。”戴陸園說，“植物籬笆”在防止人畜進入的同時，還能有效防止水土流失、保護野生稻原生境的生態，從而保持野生稻種質資源與周圍環境的互作，讓野生稻自然生長。

　　近年來，云南已先后在元江、景洪、耿馬等地建立了普通野生稻、藥用野生稻、疣粒野生稻種質資源原位保護示范基地，野生稻居群明顯增加。

　　2020年11月，經農業農村部批準，依托云南省農科院的國家高原野生稻種質資源圃勐海基本圃開工建設，計劃今年6月投入使用。建成后，該資源圃將具備保存5000份野生稻的能力，為保護云南野生稻種質資源提供有力保障。

　　精準鑒定，篩選優異種質資源

　　普通野生稻葉片細長，形態匍匐，對白葉枯病、稻瘟病的抗性強；藥用野生稻葉片寬大，莖稈粗壯，抗蟲害能力強，高產潛力大；疣粒野生稻外形像小竹子，抗旱能力強、對白葉枯病達免疫水平……研究云南野生稻21年，談起3種野生稻的外形和特性，云南省農科院研究員程在全如數家珍。

　　“用好野生稻種質資源，首先要搞清楚它們相比栽培稻有哪些優良特性。”程在全說。精準鑒定野生稻種質資源的抗病性水平高低、產量潛力等特性，既要在實驗室開展分子實驗，也離不開大量的田間性狀調查和鑒定評價試驗。

　　以鑒定元江普通野生稻抗白葉枯病性狀為例，科研人員搜集了國內外15種高致病性白葉枯病原菌，在不同的生態環境中分別對元江普通野生稻各株系進行抗病能力鑒定評價，發現所有株系對白葉枯病均呈現高抗特性。為了精準定位元江普通野生稻的抗白葉枯病基因，科研人員又回到實驗室，利用前期構建的群體材料進行分子標記連鎖分析、基因組測序，最終精準鎖定其抗病基因。

　　在元江普通野生稻遺傳特性研究方面，程在全團隊取得了豐富的研究成果。團隊系統評價了元江普通野生稻，發現其具有米質優、耐寒耐旱、抗稻瘟病、廣譜高抗白葉枯病等優異性狀。研究人員還發現，元江普通野生稻沒有混入其他稻種的基因，是國內最原始的普通野生稻種，具有極高的研究利用價值。

　　“元江普通野生稻在國內現有普通野生稻分布區里海拔最高，有800多米，周圍沒有其他水稻，保證了遺傳基因的純粹。”程在全坦言，國內很難再找到像這樣“原汁原味”的野生稻。據統計，2012年至今，程在全團隊已把1100余份攜帶元江普通野生稻基因的高質量滲入系材料提供給20家國內科研機構，用于水稻研究和育種。

　　鑒定過程中，程在全團隊發現，元江普通野生稻具有秈、粳分化不明顯的遺傳特性。“一般來說，北方以粳稻為主、南方以秈稻為主，而元江普通野生稻同時具有粳型和秈型兩種基因。”程在全告訴記者，這種特性極大提高了資源利用率和育種效率。

　　在他的帶領下，團隊發明了同一個野生稻和栽培稻雜交組合同時培育秈稻、粳稻新種質和新品種的育種新技術。2018年，憑借“元江普通野生稻滲入系創制及其應用”研究成果，程在全團隊獲得云南省技術發明獎一等獎。

　　創新種質，推廣抗旱新品種

　　5月的元江縣氣溫逼近40攝氏度。去雄、套袋、授粉……在國家高原野生稻資源圃元江備份圃的試驗田里，程在全團隊中的育種能手殷富有副研究員卷著褲腿，在水田里頂著烈日開展栽培稻、野生稻的雜交、回交等實驗。

　　“目前團隊正致力于‘云資粳’系列新品種的研發，一些品系已完成室內抗病基因連鎖標記輔助選擇，正在開展大田抗病性和不同海拔多點適應性實驗。”殷富有說。

　　將野生稻的優良基因轉移到栽培稻上，說來容易做來難。

　　“野生稻與栽培稻雖然同為稻屬，卻是完全不同的種，屬于‘跨種’雜交。”程在全告訴記者，3種野生稻里，普通野生稻與現在的栽培稻親緣最接近，常被用來改良栽培稻。即便如此，普通野生稻與栽培稻的雜交也面臨親本間的生殖障礙，以及由此產生的“瘋狂分離”難題。

　　所謂“瘋狂分離”是指普通野生稻與栽培稻雜交后，基因難以有效結合，經歷多代雜交后植株間差異明顯、性狀不穩定的現象。為攻克這一難題，程在全團隊創新育種手段，加強對實驗材料的基因測序，采用生物技術手段穩定其基因型，成功把普通野生稻的一些優良遺傳特性轉移到栽培稻中，有效解決了“瘋狂分離”的難題。團隊歷時10年開發出具有耐旱、耐貧瘠、抗病特性的新品種“云資粳41號”和“云資秈42號”，平均畝產超過800公斤。

　　其中，“云資粳41號”的耐旱能力突出，連續多年入選云南“抗旱作物品種和技術匯編”。該品種除了在云南省內大面積種植，還推廣到四川、貴州、廣西等地。

　　隨著一系列融合云南野生稻特性，具有抗白葉枯病、抗稻瘟病、適應性廣、產量潛力大、米質優的水稻新品種（系）的誕生，云南野生稻資源發掘利用前景更加廣闊。程在全表示，將在做好保護的基礎上繼續發力云南3種野生稻的研究，為守護國家糧食安全作出更多貢獻。

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