楊曉紅 周晉峰 馮璐
(中國生物多樣性保護與綠色發展基金會,北京 100097;*通訊作者:fenglu@ibcas.ac.cn)
中國是世界上野生稻種質資源最豐富的國家之一。在中國發現的野生稻有3 種,即普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)、藥用野生稻(Oryza officinalis Wall.)和疣粒野生稻(Oryza meyeriana Baill.)。由于長期的自然選擇,野生稻具有豐富的遺傳多樣性,且蘊藏著許多優良基因,如抗蟲、抗病、耐鹽堿、耐寒、高蛋白質等。野生稻種質資源在水稻品種培育、改良以及稻種起源、演化分類、水稻基因組學等基礎研究中起到重要作用。
20世紀30年代起,丁穎教授將野生稻作為親本,育成耐寒性強的水稻品種中山1 號;袁隆平院士利用野生稻雄性不育的特性,創立野敗選育“三系”及秈型雜交水稻技術,培育出一批優良的雜交水稻良種;朱英國院士通過海南野生稻育成紅蓮型水稻不育系和雜交組合等等[1-3]。野生稻種質資源的利用,為中國乃至世界糧食增產,解決糧食短缺問題做出了重要貢獻,極大推動了水稻生產的發展。
20世紀80年代以后,隨著人類社會經濟活動的快速發展,一方面,過度開發利用自然資源、破壞生態環境,另一方面,缺乏對生態環境的保護意識,導致我國野生稻自然居群賴以生存的生境受到嚴重破壞,野生稻居群數量急劇下降,有些甚至瀕臨滅絕。我國野生稻種質資源保護面臨嚴峻的挑戰。近年來,我國已建立較為完善的野生稻種質資源安全保護技術體系,開展了異位保護和原生境保護的保護技術研究,國家作物種質庫(全國作物種質資源長期保存庫、糧食作物種質資源中期保存庫)、國家野生稻圃(國家種質廣州野生稻圃、國家種質廣西野生稻資源圃)基地,以及各省(自治區)野生稻原生境保護點(區)等,較完整的保護了我國野生稻種質資源的多樣性和豐富度,為稻種基礎研究和開發利用儲備了豐富的遺傳物質基礎。
野生稻作為水稻育種與基礎研究的戰略性資源,對其利用與保護直接關系到國家糧食安全。因此,加強野生稻的基礎性研究和完善其保護體系的任務越來越迫切。本文系統總結了近年來我國野生稻種質優異基因的挖掘、育種應用以及資源保護方面取得的重要進展,分析目前保護管理中存在的突出問題,針對性提出相關建議,旨在為今后安全有效利用與保護野生稻種質資源提供科學依據。
野生稻在長期的自然選擇背景下,積累了多種優異遺傳基因,是水稻種質創新、品種選育和改良的重要基因庫。目前在野生稻中已發掘的具有抗病、抗蟲、耐逆境、優質、高產等特異性狀的基因,為培育抗性強、品質優、產量高的水稻新品種提供了分子元件,具有廣闊的應用潛力。
1.1.1 抗病
野生稻中含有多種抗病基因,如抗白葉枯病、抗稻瘟病、抗草叢矮縮病和抗紋枯病等基因。從表1可以看出,目前在野生稻中鑒定到了水稻白葉枯病抗性基因9 個,其中顯性基因8 個,隱性基因1 個;已克隆了水稻稻瘟病抗性基因Pi9 和Pi40(t);鑒定出了水稻草叢矮縮病抗性基因Gsv[4-12]。此外,在云南疣粒野生稻中,已克隆獲得2 個抗白葉枯病等位基因;在廣西普通野生稻中,鑒定到了新稻瘟病抗性基因Pi-gx(t)[13-14]。有研究表明,野生稻中具有抗水稻細菌性條斑病、紋枯病以及黃矮病的性狀,但關于這些抗病基因的鑒定、分子定位和克隆還需進一步深入研究。

表1 野生稻的抗病和抗蟲基因發掘
1.1.2 抗蟲
野生稻對水稻抗蟲性狀的遺傳改良有大貢獻,尤其是對水稻褐飛虱和白背飛虱抗性的研究較為深入。國內外報道的不同野生稻中鑒定到的水稻抗褐飛虱基因共15 個,其中顯性基因10 個,隱性基因5 個[15-24](表1);有關研究證實并鑒定到疣粒野生稻中含有bph2 和bph19(t)的同源基因[25]。在藥用野生稻中,已鑒定到2個抗白背飛虱基因,分別是Wbph7(t)和Wbph8(t);在普通野生稻中鑒定到1 個抗稻癭蚊基因GM-6(t)[26-27]。此外,一些野生稻對稻縱卷葉螟、二化螟、三化螟等也表現出高抗,其分子機理和抗蟲特性鑒定有待進一步研究。
1.1.3 耐逆境
野生稻對非生物脅迫條件具有良好的耐受性。有研究表明,野生稻在耐旱、耐寒、耐鹽堿及耐重金屬等方面具有較強的優勢。徐靖等[28-29]從海南普通野生稻中鑒定到2 個參與低溫、干旱和鹽脅迫逆境響應過程的轉錄因子OrNAC5 和OrERF1。劉靜雅等[30]在低溫脅迫條件下,分離克隆得到茶陵野生稻中的轉錄因子基因DREB,其可參與調控植物抗旱、耐低溫和高鹽等信號途徑。研究人員采用水稻全基因組表達芯片和生物信息學分析,在茶陵野生稻中鑒別出3 個耐冷候選基因,即OrCr1、OrCr2 和OrCr3[31],也證實了東鄉野生稻的耐冷性受多基因影響,并鑒定到抗寒基因OsbHLH1、Cold1 和LTT7 等[32-34]。
1.1.4 高產優質
目前已經在普通野生稻中鑒定到2 個與高產相關基因,即控制分蘗數的PROG1 和控制穗粒數的qGY2-1[35-36]。同時克隆了2 個與米質相關基因Wx 和GIF1。其中,Wx 編碼顆粒淀粉合成酶,控制直鏈淀粉含量;GIF1 編碼細胞壁轉化酵素,控制直鏈淀粉含量和籽粒灌漿[37]。
1.1.5 其他性狀
普通野生稻中克隆的PROG1 對水稻株型的發育起到重要的調控作用;利用具有強落粒性的野生稻滲入系篩選到水稻控制落粒性的基因SSH1;在疣粒野生稻中鑒定到水稻乙烯受體編碼蛋白基因OSERS 的同源基因;在野生稻中分離了1 個控制芒長的關鍵基因An-1,An-1 正向調控芒的伸長,負向調控每穗粒數;在野生稻中鑒定到一些細胞質雄性不育基因和育性恢復基因[38-40]。這些優異基因的發掘是利用野生稻資源最有效的途徑。
XU 等[41]對50 份野生稻和栽培稻較高豐度的全基因組重測序研究發現,秈稻與尼瓦拉野生稻親緣關系較近,而所有粳稻均與我國普通野生稻較近,尤其是長江流域的東鄉野生稻,因此推測長江流域是水稻的起源地之一。HUANG 等[42]利用446 份地理分布不同的野生稻進行基因組重測序和序列變異鑒定,并結合1 083個栽培稻基因組數據,構建了一張水稻全基因組遺傳變異的精細圖譜。WANG 等[43]對非洲20 份栽培稻和94份野生稻進行重測序發現,非洲稻與沿尼日爾河一帶的1 個野生稻居群OB-V 最為相似,推測該地區可能為非洲稻的馴化中心。野生稻種質的全基因組測序為研究水稻馴化和演變、高效鑒定優良種質資源的遺傳多樣性和準確挖掘復雜性狀相關基因奠定了良好的理論基礎。
1.3.1 誘變育種
利用輻照誘變,可加快野生稻的馴化過程,改變野生稻的農藝性狀、抗病蟲性、品質以及對光周期的敏感性等。最早用60Co-γ 射線處理普通野生稻純合材料引起M1代數量性狀、質量性狀的變異,說明輻射誘變是促進野生稻優異種質創新,并重演稻種進化演變的有效方法。有研究表明,用60Co-γ 輻射黑糯×野生稻F1植株,其輻射后代通過選擇和回交,可獲得矮稈、耐冷和高產的黑糯品系[44]。
1.3.2 雜交育種
野生稻與栽培稻雜交育成的中山1 號,是第一個具有野生稻遺傳基因的栽培稻新品種。隨后研究人員先后利用野生稻育成了一批優良品種,有的已成為一些地區的主栽品種。自野敗型細胞質雄性不育系發現以來,中國已先后利用野生稻細胞質雄性不育基因,育成了紅蓮型、岡型、D 型、K 型、矮敗型、東野型等不育系與相應的恢復系,相繼研究成功了三系法、兩系法和超級雜交水稻,以及第三代雜交水稻。雜交水稻的成功研發和大規模推廣,對人類的生存和發展作出了巨大貢獻,不僅是作物科學與技術領域的重大突破,也為全球的糧食安全提供了重要保障。
1.3.3 細胞工程育種
常規遠緣雜交由于雙親遺傳基礎差異大,往往導致后代不同程度的生殖隔離,出現雜交障礙,如雜交不親和、雜種不育、雜種幼胚死亡和雜種衰退等[45]。隨著現代生物技術的發展,通過胚培養、胚拯救、原生質體融合、多倍體化和組織培養等細胞工程手段,可以避免一定程度的雜交障礙,促進野生稻優異基因的有效利用。
1.3.4 基因工程育種
利用基因槍法、農桿菌浸染法和花粉管通道法等將野生稻DNA 導入受體,經過多代選育后篩選出優良性狀的種質材料。采用花粉管通道法,將茶陵野生稻總DNA 導入受體栽培稻R9810,D2、D3、D4代大部分植株在抗性、分蘗、結實、米質各方面,均表現出野生稻的優良性狀,且優于栽培稻對照[46]。QTL qRC10-2 候選基因在根受冷脅迫時可誘導表達,從東鄉野生稻的cDNA中擴增qRC10-2,導入秈稻品種R6547 中過量表達,發現轉基因植株在冷處理后的存活率明顯高于野生型[47]。通過花粉管通道法與莖注射法相結合,將普通野生稻基因組導入栽培稻中,可增強其后代的耐冷性[48]。利用栽培稻GIF1 基因自身的啟動子啟動該基因表達,并將其轉化到TP309 中,發現轉基因植株籽粒灌漿和千粒重提高[37]。
1.5.5 分子設計育種
解析作物重要農藝性狀形成的分子機理,并通過品種設計對多基因復雜性狀進行定向改良,以達到綜合性狀優異的目標[49]。李家洋研究組利用分子標記輔助選擇等方法,將理想株型基因IPA1 優異等位變異基因導入優質秈稻和粳稻骨干親本,育成“嘉優中科”系列水稻新品種,聚合了控制理想株型、抗稻瘟病、結實率、生育期等優異性狀的等位基因[50]。此外,將南方長粒品種中控制粒型、稻瘟病抗性以及稻米品質的基因導入北方粳稻中,育成中科804 和“中科發”系列水稻新品種。研究人員利用分子標記輔助育種技術,將野生稻中發掘的優異基因Xa23(抗白葉枯病基因)、Pi9(抗稻瘟病基因)和Bph18(抗褐飛虱基因)聚合到高產、優質的水稻品種,獲得純合且穩定的多抗性優良品系R106、L10-L13 和L17-L20;將發掘的抗褐飛虱Bph3、Bph(24)、Bph36,抗白葉枯病Xa23,抗稻瘟病Pita 等多基因聚合,獲得一批多抗、優質的水稻種質[51-53]。利用分子設計育種,將能夠有效實現復雜性狀的精準改良,同時大大提高育種效率,縮短育種時間。未來分子設計育種技術的全面發展和推廣對于保障我國糧食安全生產,實現農業可持續發展具有重要的戰略意義。
1917年,ROSCHEV 和MERRILL 在中國廣東羅浮山麓至石龍平原一帶發現了普通野生稻;1926年,丁穎在廣東廣州市郊犀牛尾的沼澤地也發現并收集到了普通野生稻,隨后野生稻開始引起科學工作者的廣泛關注。之后的幾十年間,全國區域性的野生稻考察和收集工作陸續開始,在臺灣、海南、云南、廣西、廣東等地均發現有普通野生稻、疣粒野生稻和藥用野生稻的分布。
1962—1965年間,戚經文等和中國農業科學院水稻生態研究室先后在海南、廣西、廣東、云南等部分地區進行野生稻種類和地理分布的考察。但由于考察范圍的局限性,收集到的3 種野生稻種質數量比較少。1978—1982年,中國農業科學院聯合各地農業部門和大專院校等數百個單位開展全國野生稻資源全面普查和收集工作,發現我國野生稻主要分布在廣東、廣西、海南、云南、江西、福建和湖南等南方地區,其中普通野生稻分布密度最大且區域最廣,在以上各省均有分布;藥用野生稻主要分布于廣東、廣西、云南和海南省;而疣粒野生稻僅分布于云南和海南兩省[54]。此次普查基本摸清了我國野生稻的整體分布及資源狀況。
近年來,科研工作者在前期全國野生稻普查結果的基礎上,先后對廣西、海南、廣東、云南等省份的野生稻居群進行調研,發現原有的野生稻居群已存在不同程度的喪失。中國農業科學院作物科學研究所組織全國優勢單位,自1996年起,在長達20 多年的時間里,再次系統清查了分布于7 個省(自治區)309 個縣的普通野生稻、藥用野生稻和疣粒野生稻這3 種野生稻居群的本底信息[55]。此次本底性調查對新采集的資源進行整理,獲得野生稻種質資源19 153 份,其中普通野生稻、藥用野生稻和疣粒野生稻分別為16 417 份、2 498份和238 份,是我國先前保存總數5 599 份的3.42 倍,極大地豐富了我國野生稻種質庫和基因庫,為我國深入開展野生稻研究提供了重要核心數據。
2.2.1 異地保護
野生稻的異地保護主要通過建立種質庫和種質圃的形式進行。我國先后建立了國家種質資源庫(長期庫)和國家農作物種質保存中心(中期庫),以保存種子形式來保護野生稻種質資源。在1989年和1990年,先后建立了2 個國家野生稻種質資源圃,即國家種質廣州野生稻圃和國家種質南寧野生稻資源圃,通過收集野生稻的種莖入圃保存種質。截至目前,國家種質庫共保存13 種國內外野生稻種質資源6 697 份,廣州圃共保存國內外20 種野生稻種質資源5 158 份,南寧圃共收集21 種野生稻種質資源1.2 萬份,均已成為重要的野生稻種質資源保存庫(圃)[55]。
2013年,海南省農業科學院在海南澄邁縣建立“海南熱帶野生稻種質圃”,共收集4 326 份海南野生稻,以及218 份來自東南亞和非洲的熱帶野生稻。2020年,云南省農業科學院承擔的“云南國家高原野生稻資源圃”項目在云南勐海縣開工建設,建成后將主要負責保存云南及周邊省(自治區)和東南亞國家的高原野生稻種質資源。此外,除了采用種子入庫和種莖盆栽的保存方法外,我國科學家嘗試通過保存野生稻遺傳物質DNA、細胞等方式來保護野生稻種質資源,并建立以DNA 庫、細胞庫、種質圃、種質庫的異地野生稻保存保護網[56]。野生稻種質資源庫(圃)的建立,為促進野生稻種質資源保存與保護提供了安全保障。
2.2.2 原生境保護
在原生境的自然條件下對野生稻進行保護,一方面,保證其在原棲息地繼續存活,另一方面,保護其物種進化和潛在適應能力,且最大程度留存野生稻的遺傳多樣性和完整性[57]。異地保存的種子或種莖,主要依據研究者的直觀判斷選取并收集材料,其局限性無法代表野生稻居群豐富的遺傳多樣性。為完善野生稻種質資源安全保存體系,我國農業農村部于2001年啟動了野生稻的原生境保護工作,并根據野生稻的分布區域和瀕危情況等,先后在我國野生稻廣泛分布的7 個省(自治區)建立了65 個野生稻原生境保存點(區),其中,國家級30 個,省級35 個[58],以加強對原生境野生稻居群的保護。
目前,農業農村部先后制訂并發布實施的國家農業行業標準《農業野生植物原生境保護點建設技術規范》(NY/T1688-2008)和《農業野生植物異位保存技術規程》(NY/T 2217.1-2012),為野生稻的原生境保護和異位保護建設提供了重要的技術支持。
利用野生稻GPS/GIS 信息系統構建技術,開展野生稻跟蹤監測,有利于野生稻居群資源狀況、棲息地和生態環境變化等基礎數據信息的獲取。云南省在西雙版納傣族自治州景洪市和勐海縣的2 個藥用野生稻和1 個疣粒野生稻的原生境建立了野生稻資源監測預警系統,利用該系統查看、采集保護點監測和預警信息,并記錄相關數據,可及時掌握保護點的野生稻變化情況[56]。已制定的農業行業標準《農業野生植物原生境保護點監測預警技術規程》(NY/T 2216-2012),對野生稻原生境的監測提供了科學指導。
1991年,在中國農業科學院作物品種資源研究所和中國水稻研究所的共同主持下,科研人員匯集并統一編寫了《全國野生稻資源目錄》,4 655 份國內外野生稻資源入編。到2000年,《全國野生稻資源目錄》先后出版3 冊,共7 324 份野生稻資源入編,其中,6 766 份為國內野生稻(普通野生稻5 909 份、藥用野生稻713份、疣粒野生稻144 份)。截止2010年,我國共整理編目水稻種質資源82 386 份,其中野生稻種占9.30%,先后編寫和出版了《中國稻種資源目錄》(野生稻種)8冊。2013年,野生稻被列入《中國生物多樣性紅色名錄-高等植物卷》。此外,野生稻種質信息也被納入到中國作物種質信息網,實現信息共享,使基礎研究者和育種家可以準確獲得任一野生稻居群的全部信息,為其遺傳多樣性的保護和持續利用提供了重要依據。2020年,《中國野生稻》正式出版,是代表中國野生稻研究領域最權威的著作之一。
我國野生稻分布廣泛。20世紀80年代以后,隨著人類社會經濟的快速發展,區域開發強度加大,農田墾殖范圍擴大,受興修水利水庫電站、修建公路鐵路、開采礦產資源及生態環境污染、氣候變化等因素的影響,我國野生稻種質資源的生存生境受到了前所未有的破壞。原始資料記載的野生稻居群生長的原生境,大多數已退化甚至消失。
由中國農業科學院牽頭組成的專業調查組,對分布于我國原記載的2 696 個居群逐一進行實地核查,結果表明,我國仍然只有3 種野生稻,原記載的2 696個居群現僅存636 個,喪失率達76.41%,其中,普通野生稻的喪失率最高達78.53%,藥用野生稻次之,喪失率72.79%,而疣粒野生稻喪失率46.39%,野生稻種質瀕危狀況極其嚴重[58]。資料顯示,在20世紀80年代之前,廣東省共有52 個縣1 083 個普通野生稻分布點,而2005—2016年的調查結果中,僅在25 個縣103 個分布點尚有生長,分布點消失率達90.5%。由于調查時間跨越長達10年,在早期調查到的野生稻分布點,部分已不復存在。有研究數據顯示,在云南全省,現存野生稻分布點僅41 個,其中普通野生稻2 個,藥用野生稻2 個,疣粒野生稻37 個;在海南省,原始記載的118個普通野生稻分布點,現僅存18 個,藥用野生稻的分布點不足原來的15.0%,而83.9%的疣粒野生稻正處于中重度外界干擾。
野生稻生存的原生境常與人類活動息息相關,尤其是普通野生稻、藥用野生稻多生長在水塘、山溪、水溝、沼澤地等人類活動較頻繁區域,導致其原生境易受人為干擾、破壞,造成野生稻居群的逐漸退化或消失。調查顯示,在廣東省高州市鎮江鎮福石村和泊水村的野生稻生境點,周圍有栽培稻田;廣東省廣州市蘿崗區生長的野生稻周邊,有養殖廠排放的污水流經;而在廣東省肇慶市發現的藥用野生稻,則是生長在人工桉樹林下的水溝中(圖1A)。同時,在野生稻原生境保護區,存在放牧、種菜、養鴨養鵝的情況,這些也對野生稻原生境構成了嚴重威脅(圖1B)。

圖1 原生境的野生稻居群
野生稻喜生長在開闊、潮濕和肥沃的濕地上,原生境一旦被帶入外來入侵植物,如微甘菊、馬纓丹、水葫蘆等,會嚴重威脅野生稻的存活。外來物種的適應性強,生長、傳播速度快,易造成野生稻居群可生存的棲息地銳減,并影響其生存環境。如果蔭蔽嚴重,該區域將不適合野生稻居群生存,進而使野生稻慢慢消失。此外,本土一些植物如野芋、毛蕨和禾草等的肆意生長,加上缺少專人監護,也導致野生稻居群的棲息地被不斷占領,最終迫使野生稻居群棲息地的喪失(圖2)。

圖2 外來物種入侵野生稻的原生境
通過建立種質庫、種質圃進行異地保護野生稻種質資源,是一項具有前瞻性的科學決策。然而,異地保存種子和種莖的方式,不利于野生稻遺傳進化和多樣性發展,可能會導致后代個體出現遺傳漂移、基因重組、基因變異等現象,造成其具有潛在利用價值的基因受到破壞或丟失,影響野生稻的遺傳多樣性。WANG 等[59]通過對大量野生稻和栽培稻基因組數據的深入挖掘,發現野生稻基因組中有人工選擇馴化的痕跡,證實已有大量栽培稻基因流入野生稻群體。全基因組分析發現,大量來自栽培稻的遺傳成分已出現在現存的野生稻群體中,甚至部分“野生稻”就是近期野化的栽培稻。這些為保護野生稻種質資源再次敲響了警鐘。
原生境保護點(區)的跟蹤監測,是獲得保護點野生稻及其棲息地數據信息的基礎,也是保護點實時預警和有效防控并采取合理措施的依據。雖然我國在7個野生稻分布省(自治區)建立了眾多野生稻原生境保存點(區),然而由于缺乏對監測預警重要性的認識,以及相關人才、技術支持,各省市(縣)對野生稻的監測預警工作常處于十分被動的狀態,且并未按照農業行業標準(NY/T 2216-2012)執行。據統計,在全國建設的205 個農業野生植物原生境保護點中,僅有7%的保護點進行了連續跟蹤監測[60]。同時,各省市(縣)保護區的建設,往往是積極申報但消極保護,重建設而輕保護是各地原生境保護普遍存在的問題。
目前,大部分野生稻的生長區域比較偏僻,原生境保護點統籌管理不到位,且缺乏長期穩定的資金支持,導致野生稻原生境保護效果較差。設立簡單的掛牌或標示牌,甚至缺少必要的圍蔽設施,缺乏管理人員(圖3),導致許多野生稻原生境保護點(區)形同虛設。基于野生稻遺傳多樣性分析進行原生境保護的實踐行動,我國已有一些可參考的示范點,然而有關原生境保護的理論研究仍然比較薄弱。

圖3 野生稻原生境保護區的情況
根據2021年國家林業和草原局和農業農村部發布的《國家重點保護野生植物名錄》(以下簡稱《名錄》),稻屬(所有種)(Oryza spp.)全部被列入二級保護,這其中包括了野生稻。該《名錄》是《中華人民共和國野生植物保護條例》的附錄,而《中華人民共和國野生植物保護條例》和《農作物種質資源管理辦法》是我國野生植物保護的重要依據和種質資源保護工作的具體規范。此外,在《中華人民共和國種子法》中,也規定了“種質資源保護”。建議各省根據本省野生稻資源分布和保存的具體情況,依法制定對本地野生稻資源的管理、研究以及破壞野生稻資源予以處罰等實施辦法和細則,嚴格依法保護野生稻資源。同時建立宣傳教育體系,攝制專題宣傳片、印制宣傳材料、開設專題科普講座、印發野生稻相關書籍和編目等,增強公眾保護野生稻的法律意識,傳播野生稻資源重要價值及保護的重要性,激勵公眾熱情并積極參與野生稻保護。
野生稻在長期自然選擇的進化過程中,不斷適應環境變化而產生新的遺傳變異,這是一種長期動態的過程。而隨著工業化、城鎮化進程加快及氣候環境變化的影響,野生稻居群數量和區域分布也隨之發生改變,部分種質資源消失或退化的風險進一步加劇,一旦滅絕,其蘊含的優異基因也將隨之消亡,損失難以估量。自2015年起,農業農村部組織開展第三次全國農作物種質資源普查與收集行動。從長期保護來看,持續開展野生稻居群的全國性普查,加快查清野生稻居群的地理分布、居群數量、分布點面積等基本信息,以徹底理清野生稻種質資源家底,同時,加大種質資源收集力度,做到應收盡收、應保盡保,確保資源不繼續喪失,才能最大限度地保護野生稻種質資源的遺傳多樣性和完整性。
采取原生境、異地種質圃、種質庫、細胞庫、基因庫等多層次保護方式相結合,完善野生稻種質保護體系。根據農業行業標準NY/T1688-2008 和NY/T 2217.1-2012,科學選擇適宜區域建設野生稻原生境保護點,統籌規劃種質資源中長期庫、種質圃,深入研究布局細胞庫、基因庫,構建從原生境到種子、種莖(植株)、細胞、DNA 的異地集中保存保護網,確保野生稻種質資源長期安全保存。
明確國家級、省級和基層原生境保護點管理單位,強化分級責任落實,并將其納入工作考核。以政府為主導,聯合科研院所和社會組織協同管理,建立“政府部門+科研院所+社會組織”等多元參與、有機銜接的保護機制,切實保證野生稻保護點的正常、有效運行,健全野生稻種質資源的保護工作。
嚴格要求全國所有已建立野生稻保護點的地區按照行業標準《農業野生植物原生境保護點監測預警技術規程》進行連續動態監測;利用國家野生稻種質圃的優勢,建立野生稻資源保護監測研究中心,與全國各省市縣的野生稻原生境保護點、野生稻種質圃、種質庫建立互通互聯網,健全野生稻監測研究體系;明確要求各原生境保護點及時上傳監測數據和信息,確保各級管理部門能夠實時獲得監測信息和改進保護措施并上報;同時,進一步加強野生稻保護點的生物學研究,通過連續動態監測提供的大量數據,為弄清野生稻原生境現狀和其生存發展所需的條件提供基礎。全面提升野生稻原生境監測預警系統,將有利于精準全面保護我國的野生稻種質資源。
野生稻種質資源作為保障我國水稻安全生產的戰略性資源,其保護、管理、監測等需要長期穩定的資金支持。首先,健全財政支持野生稻資源保護,每年給予固定的資金支持;其次,國家重點研發計劃、國家重大專項等相關項目的立項,吸納政府部門、企業、科研人員等參與,加大對野生稻資源保護工作的資金支持力度;最后,考慮到許多原生境保護點與人類生產生活緊密相關,可因地制宜的開展可持續生計項目,與農業生產相結合的方式,扶持帶動保護點所在地的經濟,減少人類因素對野生稻原生境的影響。
野生稻遺傳多樣性是我國水稻生產重要的基因庫,也是水稻種質創制與改良的重要基礎。野生稻的抗病蟲害、抗逆境、高產優質等優異基因的利用已經取得了不少進展,但較多的是簡單性狀的利用和基因克隆。應繼續加強對野生稻基因組學的利用研究,充分挖掘其潛在優異基因,結合現代分子標記輔助選擇技術,推動傳統育種轉向高效、精準、定向的分子設計育種,從而進一步促進水稻育種及生產的發展。