國家南繁研究院野生作物種質(zhì)資源保護與利用團隊首席鄭曉明研究員正在觀察野生稻生長情況?！￡愰z

1973年，一株從海南發(fā)現(xiàn)的野生稻“野敗”，開啟了雜交水稻研究的嶄新篇章。由此可見，野生稻作為種質(zhì)資源具有極其重要的價值。如今，在當(dāng)年發(fā)現(xiàn)“野敗”的海南三亞“熱土”上建成了國家野生稻種質(zhì)資源圃，其占地面積180畝，資源保存能力達4萬份，年鑒定評價1000份以上，是全球最大、國際一流的野生稻種質(zhì)資源保存中心。近日，記者實地走訪了國家野生稻種質(zhì)資源圃，探尋野生稻種質(zhì)資源的過去、現(xiàn)在和未來。

種質(zhì)資源是農(nóng)業(yè)的“芯片”，野生稻是水稻的祖先種。作為現(xiàn)代水稻的野生近緣種，野生稻的生長未受人為選擇干擾，雜合性很強，一粒種子能產(chǎn)生1000粒甚至1萬粒種子，但每一粒都各不相同，具有遺傳的多樣性，是水稻育種和生物技術(shù)研究不可或缺的基因資源。比如東鄉(xiāng)野生稻中就蘊含著耐寒、耐旱、分蘗力強、抗病等諸多優(yōu)異基因，利用這些基因能培育出很多水稻新品種，因此也被稱為“植物中的大熊貓”。

將國家野生稻種質(zhì)資源圃建于三亞崖州灣，既是歷史的巧合，也是自然環(huán)境的必然。三亞光熱資源優(yōu)越，可以滿足全球所有野生稻種的生長繁殖條件，水稻一年可以種三季甚至四季。而崖州灣不受冷凍氣候影響，可以規(guī)避凍害風(fēng)險。來自世界各地的野生稻匯聚至此，在優(yōu)良的“天然溫室”保存環(huán)境下繁衍生息。

“以前種質(zhì)資源收集回來沒有固定的地方鑒定，只能打‘游擊戰(zhàn)’，借用別人的溫室保存。野生稻對水稻育種如此重要，卻沒有地方保存！錢前院士提出要建一個我們自己的野生稻資源圃，因此，2021年我們就開始籌建野生稻資源圃?！被貞浲?，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院國家南繁研究院野生作物種質(zhì)資源保護與利用團隊首席鄭曉明感慨道。

種質(zhì)的概念比種子更豐富，包括根、莖、可繁殖的芽等，是未來可以對個體進行繁殖的一種基本載體。中國科學(xué)院院士、中國農(nóng)科院作物科學(xué)研究所研究員錢前介紹，在東南亞的野生稻里就曾發(fā)現(xiàn)了具有解決黑條矮縮病抗性的一年生野生稻。目前資源圃里的野生稻是由天然野生稻馴化而來的栽培稻，其基因的多樣性接近于野生稻的10%，因此在事實上，野生稻的很多優(yōu)異基因還有待挖掘，目前全世界發(fā)現(xiàn)的70%以上的抗性資源都來自野生稻。

“我們不僅要保存資源，更要保存好環(huán)境，讓資源跟環(huán)境共生長，讓它出現(xiàn)的各種問題留在我們的基因組里，未來我們有需求的時候再去解析，進一步利用。而且每一份材料都有存在價值，沒有優(yōu)劣之分?！编崟悦髡f。

穿過一條正在修建的土路，再經(jīng)過一排具有海南黎族風(fēng)情的平房，目之所及的野生稻都生長在不同的區(qū)域，有的井井有條地立在“水盆”中，高度才30厘米～40厘米；有的密密麻麻地擠在稻叢里，有半人甚至一人高，顯得有些雜亂，然而這正是它們的原始狀態(tài)。

在這生機勃發(fā)，稻苗繁茂的景象背后，研究人員付出了巨大努力。經(jīng)過一系列人工干預(yù)，原先的荒地恢復(fù)成了原生境，各種土壤特征都非常適合野生稻種質(zhì)資源生長?！耙吧颈旧硎且环N禾本科植物，所以這個環(huán)境也適合各類禾本科植物生長，其中就包括雜草，所以我們以前除草的人力成本特別高?！编崟悦髡f。

如今，整個國家野生稻種質(zhì)資源圃分為物種展示區(qū)、一般物種保存區(qū)、特殊物種保存區(qū)、鑒定評價區(qū)、繁殖更新區(qū)、原生境模擬監(jiān)測區(qū)和創(chuàng)新利用區(qū)等7個區(qū)域，能完成種質(zhì)資源從收集、保存、保護到后期利用的全過程。一般物種保存區(qū)是其中的核心區(qū)域，這里的每一個野生稻種質(zhì)資源都用盆進行了分離，每隔一段時間，研究人員都要給它們“理發(fā)”，也就是將長高的野生稻剪短。聽起來并不復(fù)雜，但其實是國家野生稻種質(zhì)資源圃首創(chuàng)的保存技術(shù)，能有效限制根部擴展出新植株和種子自然脫落而導(dǎo)致的資源污染。

除此之外，水盆也發(fā)揮著重要作用，每個水盆之間的距離在10厘米左右。鄭曉明介紹：“如果沒有盆的邊界，繁殖力強的野生稻可能就把根延伸得到處都是，我們要使它的根莖保存在一個原始狀態(tài)。”

同成熟的種子相比，活體野生稻的生物多樣性、遺傳基因豐富性等更好。目前，國家野生稻種質(zhì)資源圃的活體保存技術(shù)在國際上廣受認可，將來有望通過技術(shù)交流，讓種質(zhì)資源圃中保存的種質(zhì)更加豐富，并將其打造成世界野生稻的基因?qū)殠臁?/p>

水稻隨著一代又一代科學(xué)家和勞動人民的馴化，成為人們?nèi)粘５目诩Z，但在馴化過程中有很多優(yōu)異性狀還需要從野生稻種質(zhì)資源中去發(fā)掘，這是野生稻最核心的意義。并且，隨著近年來氣候的極端變化，當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中水稻的抗旱、耐鹽堿、耐高溫等優(yōu)良性狀也都顯得愈發(fā)重要。

對國家野生稻種質(zhì)資源圃來說，除了保存好野生稻種質(zhì)資源，還將進行鑒定評估工作。根據(jù)種質(zhì)資源保護的相關(guān)條例，這些野生稻種質(zhì)資源會提供給國內(nèi)的科研機構(gòu)和科研人員。鄭曉明說：“目前國內(nèi)其他野生稻種質(zhì)資源圃主要是以保存為主，但我們要讓種質(zhì)資源‘立新功’。不僅要保存好，而且要集約化、現(xiàn)代化、高通量地去挖掘種質(zhì)資源，對種質(zhì)資源進行全面評估，給野生稻做‘體檢’，把種質(zhì)資源的全貌展示給育種家，方便其科學(xué)決策。”

“雜交水稻是大國基石，是重器中的重器！其實東北或者溫帶的水稻本身就被自然選擇過，但熱帶沒經(jīng)過耐冷選擇，所以許多都是野生近緣種，是具有基因多樣性的野生稻，我們一定要扎根南繁，把它形成有獨立知識產(chǎn)權(quán)的、能產(chǎn)業(yè)化的武器?！倍嗄陙碜咴谒究蒲袆?chuàng)新前沿的錢前說。

未來，國家野生稻種質(zhì)資源圃將依托現(xiàn)有的保存圃成立全球野生稻種質(zhì)資源聯(lián)盟，召開國際會議，定期舉辦南繁水稻專家觀摩會，開展大專院校學(xué)生實習(xí)和中小學(xué)生科普教育活動等，將保存圃打造成科研、教學(xué)、科普和國際合作的綜合平臺和對外交流合作的窗口，促進野生稻的保護與可持續(xù)利用。同時，該資源圃也將成為海南省崖州灣種子實驗室和全球動植物資源引進中轉(zhuǎn)基地的重要科研平臺，滿足今后30年野生稻資源的保存及促進水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大需求。

“以后我們這里的設(shè)施可以鑒定出適合產(chǎn)業(yè)發(fā)展的材料，將生產(chǎn)急需的種質(zhì)資源跟高產(chǎn)品種相結(jié)合，然后快速把這些資源提供給全國來利用?！编崟悦髡f。