摘 要 野生稻屬于國家二級保護植物,是亞洲栽培稻的近緣祖先種,蘊含豐富的抗病蟲害基因和耐寒基因,具有耐寒、抗旱、耐瘠薄性等優良性狀,但是廣西壯族自治區在野生稻種質資源利用與保護方面還存在諸多不足,急需完善政策、制度等方面的建設。為加快野生稻種質資源利用和保護體系建設,以廣西上林縣白圩鎮為例,通過分析野生稻種質資源利用與保護的現狀和問題,提出相應的對策建議:增加種質資源遺傳多樣性研究,強化后期育種利用;加強科普與宣傳,提高周圍民眾保護野生稻的意識;強化野生稻圃建設和管理,完善保護區資源保護管理體系;健全配套措施,提升野生稻保護和鑒評水平。
關鍵詞 野生稻;種質資源;利用;保護;廣西南寧市上林縣白圩鎮
中圖分類號:S511.9 文獻標志碼:C DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.04.077
野生稻資源目前處于瀕危狀態。為了進一步發揮野生稻種質資源在糧食生產中的作用,培育高產、穩產、質優的水稻新品種,相關部門必須對野生稻種質資源進行改良、利用和保護,采用科學的農業種養方式,對周邊群眾開展常態化科普與教育,做好野生稻種質資源收集與保存工作。
1 野生稻特征與種質資源研究的重要性
野生稻屬于多年生草本植物,植株高約1.5 m,小穗長8~9 mm,圓錐花序直立而下垂,長度約20 cm,葉稍疏松,無毛,呈圓筒形,花藥長約5 mm,穎果為長圓形,芒著生于外麩頂端。與普通一年生水稻相比,野生稻穗小宿存,外形和青草相似,呈墨綠色,比普通一年生栽培稻更綠,成熟后不易脫落,穎果多為紅色,更適于生長在海拔600 m以下的江河流域,以及沼澤地、藕塘地、池塘地等濕地,均適合野生稻生長。此外,野生稻更適宜在熱帶和亞熱帶氣候區生長。年降水量1 200~2 600 mm,年均溫度19~23 ℃,相對濕度常年維持在75%~85%的環境條件,更適合野生稻生長和生存。野生稻在我國多分布于兩廣地帶、福建省、湖南省、江西省等的137個縣(市)。
野生稻生長歷史悠久,經歷了長期的自然選擇。在自然條件下生長發育與繁殖,其遺傳多樣性遠遠大于普通一年生水稻栽培品種,在抗旱、抗雄性不育、高產、抗寒及抗病蟲害等方面基因較為優異,是水稻種質資源的重要組成部分。袁隆平院士的研究就是先從發現野生稻開始,經過幾十年培育才出現雜交水稻。這些豐富的野生稻基因資源是農業生物工程的基礎,做好種質資源研究可有效發揮種源“基因庫”的作用,不但可以對我國糧食生產做出重大貢獻,還可以保障種質資源的長期保存、利用,為全人類可持續利用現有野生稻資源做貢獻。野生稻是種源研究的重要組成部分,作為水稻雜交育種工作中重要的材料,具有極高的研究、開發與利用價值,具有不可替代的戰略性儲備資源和種子“芯片”價值,對保障糧食安全和保護生物多樣性具有重要意義。
2 上林縣白圩鎮野生稻種質資源概況
2020年,上林縣白圩鎮農林水綜合服務中心技術指導人員到蓬寨村與石塘村交界地帶的一處水草豐茂的沼澤地進行農業種質資源普查時發現野生稻。經過技術人員初步調查,野生稻的單株高度約1.70 m,分布在該區域的連片面積約為8.67 hm2。2022年10月,上林縣白圩鎮農林水利綜合服務中心再次發現野生稻2.27 hm2,并在發現的第一時間對其采取了永久性保護措施。白圩鎮氣候溫暖濕潤,雨量充沛,生態環境良好,加上當地資源豐富,地廣土肥,交通便捷,水利條件好,盛產優質大米、糖蔗、魚苗等,是廣西優質米生產基地和水產養殖基地,素有桂中“魚米之鄉”的稱號,是上林縣的農業大鎮,能夠為野生稻生長提供優越環境,因此目前野生稻長勢良好。
3 野生稻種質資源利用與保護現狀、問題
3.1 現狀
2021年,上林縣成立領導小組,在縣農林水利局等單位的支持下,開展第3次種質資源普查和收集行動,各鄉鎮審定農作物種質資源普查收集行動實施方案,開展農作物種質資源普查與收集相關工作,采集樣品12個,填報征集種質資源表39份,定位待采樣品7個,基本了解了上林縣種質資源分布情況。最終發現幸存野生稻5 處,其中在野生稻種質資源保護與利用上具有開發價值的有3個,最大面積為11.9 hm2(部分位于白圩鎮境內),其次為1.73 hm2和0.87 hm2,從植株生長方式來看,有匍匐型和直立型。在發現野生稻種質資源后,白圩鎮相關部門將稻種資源信息上傳到上林縣種子管理站的種子資源庫網站,并設立野生稻種質資源管理獎懲機制。可見,上林縣白圩鎮在野生稻種質資源保護與利用方面更側重于保護而非利用,該工作理念不利于野生稻種質資源利用的長效發展。
3.2 問題
3.2.1 基因位點的遺傳多樣性研究較少
在上林縣白圩鎮,雖然近年來已經在多地發現野生稻,但是部分地區不能實現野生稻種質資源的合理利用與開發[1]。比如,該地區雖然在2020年發現
8.67 hm2呈集中連片分布的野生稻,但是當地農業部門多以野生稻種質保護為工作重點,對野生稻各基因位點的遺傳多樣性研究甚少。農技人員在野生稻農藝性狀、遺傳實驗等方面實踐較少,從長期發展來看,不利于野生稻后期育種和利用。
3.2.2 周邊民眾對野生稻不了解
從野生稻的生長性狀和特點來看,與普通一年生栽培稻相比,野生稻顏色更綠,穎果更紅,在沼澤地、藕塘地、池塘地等濕地均有生長。上林縣白圩鎮當地農戶和周邊民眾更容易將野生稻看成野草或普通水稻,即使發現野生稻也不會上報給相關農業部門,甚至可能出現踩踏與破壞行為,不利于野生稻種質資源的保護和利用。
3.2.3 保護區資源保護管理體系不完善
當前上林縣白圩鎮在野生稻種質資源保護體系構建方面還存在一定不足之處,不利于種質資源長期安全保存。主要體現在以下2個方面。1)白圩鎮雖然已經發現8.67 hm2野生稻,但是在野生稻自然生存方面仍然呈現瀕危態勢,尤其是野生稻圃設施條件需要改善(該鎮當前尚未建立專業化野生稻圃),缺少野生稻現存自然分布點。2)原生境保護區布局不合理[2]。受到外來物種侵襲、水利建設、城鎮化建設及現代化種養發展等多重因素影響,保護區規劃建設及后續管理工作有待加強。
3.2.4 基礎配套措施不健全
上林縣白圩鎮當前未能常態化實現野生稻種質資源保護和利用,主要體現在以下2個方面。1)野生稻資源鑒評設備不完善,尤其在資源初步鑒定方面,設施與技術不夠全面,種質創新利用滯后,深度鑒評基礎薄弱,直接影響后續野生稻資源的充分利用與保護工作。2)人才配套措施不足,尤其是種質資源保護單位不能充分調動科研人員和技術人員工作積極性,難以建立相應獎勵機制引導高水平技術人才潛心從事種質資源利用和保護工作,導致野生稻種質保護和鑒評水平提高速度較慢,直接影響野生稻種質資源保護和利用研究進程。
4 野生稻種質資源利用與保護對策
4.1 增加種質資源遺傳多樣性研究,強化后期育種利用
為進一步強化上林縣白圩鎮野生稻種質資源利用,相關部門必須加強種質資源遺傳多樣性和生長性狀研究,利用野生稻資源育成新品種(系),并深入研究抗病蟲性及其他優質特性,為育種利用奠定更加堅實的基礎,加快野生稻優質基因的挖掘和利用。同時,相關部門在應用更多優良育種中間材料或品系的基礎上,要做好野生稻不育系花粉形態和品種改良繁育工作[3]。依據野生稻親和性、品種特性及其親緣關系做好雄性不育恢復系雜交,篩選選育新品種,以實現野生雜交稻優勢的廣泛應用,加快多抗性品種、優質品種、高產品種的選配,最終通過試種和示范確認,保障野生稻種質資源合理開發與利用。
4.2 加強科普與宣傳,提高周圍民眾保護野生稻的意識
周邊民眾對野生稻性狀和重要性不了解,容易出現破壞與踩踏行為。相關部門應該加強科普與宣傳,進一步加大野生稻的保護力度。1)相關部門可以在重點村鎮開展“小種子‘稻’出‘大戰略’”野生稻科普展系列活動[4]。定期舉辦科普啟動儀式,邀請當地居民參加科普活動。相關部門還應該向當地居民科普農業科技發展和農業生態保護等內容,必要時可以在科普活動中構建野生稻展區,以海水稻、栽培稻和野生稻等活體植株盆栽展示為主,讓公眾更加直觀地了解野生稻的特殊性。2)相關部門可以通過包村入戶方式,通過“兩微一端一抖”為農戶帶來精彩紛呈的科普福利。如果農戶可以正確回答相關問題(問題以野生稻相關知識為主),且對野生稻保護的法律意義、社會意義和科研意義感受深刻,可以頒發榮譽證書,以此提高周圍民眾保護野生稻的積極性。
4.3 強化野生稻圃建設和管理,完善保護區資源保護管理體系
針對保護區資源保護管理體系不完善,不利于種質資源長期安全保存這一問題,上林縣白圩鎮相關部門應該強化野生稻圃建設和管理。1)不斷優化野生稻圃的保存條件,合理規劃建設野生稻原生境保護區,提高管理效率,必要時配備野生稻分析監控設備和專業管理管護人員。2)各級農業部門、科研部門、種質資源管理部門應形成合力,不斷完善保護區野生稻資源保護管理體系,嚴格按照相關流程做好種質資源利用、保護、開發等方面的申報與批復[5]。3)基層鄉鎮地區農業部門可向上級主管部門進行匯報并爭取政策、資金支持,積極探索原生環境保護方法,不斷加強管護基礎設施建設和該區域生態環境管理,全力保護野生稻這一寶貴的種質資源。
4.4 健全配套措施,提升野生稻保護和鑒評水平
對于上林縣白圩鎮部分地區不能常態化實現野生稻種質資源保護和利用的問題,應做到以下2點。1)完善野生稻資源鑒評設施設備,為提升野生稻保護和鑒評水平打下堅實基礎[6]。比如,可構建上林縣縣級野生稻品種性能鑒定中心,且在鑒定中心中配置野生稻高低溫智能陽光型人工氣候室、野生稻病蟲害抗性鑒定工作室、野生稻兩用核不育系冷灌繁育室等,高效解決當前廣西水稻種源卡脖子技術難題,為后續高產高效水稻新品種的應用與推廣打下堅實基礎。2)完善人才配套措施,物質獎勵與精神獎勵相結合,吸引高水平人才,引進潛心從事種質資源利用和保護工作的技術人員,不斷提升野生稻保護和鑒評水平,最終實現野生稻的有效利用和保護。
5 結語
野生稻具有一定性狀和遺傳優勢。袁隆平院士在海南省三亞野生稻基因中篩選出優勢基因,經過幾十年培育出雜交水稻品種,對保障我國糧食安全的重要性不言而喻。因此,對于上林縣白圩鎮當前野生稻利用、開發和保護工作中的問題,相關部門應該增加種質資源遺傳多樣性研究,合理規劃建設野生稻原生境保護區,改變管理手段和提高管理效率,提高周圍民眾保護野生稻的意識,完善野生稻資源鑒評設施設備,從而不斷提升野生稻保護和鑒評水平,為后續高產高效水稻新品種的應用與推廣打下堅實基礎。
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(責任編輯:張春雨)