但目前全球水稻種植面積難以增加,水資源嚴重匱乏和大量農村勞動力流失。因此培育高產、穩產和優質的水稻新品種,提高水稻單位面積產量將對保障未來糧食安全具有十分重要的意義。尤其是當前正在進行的水稻育種的“綠色革命”,選育的水稻新品種要具備少投入、高產出、保護環境的特點。有關農業專家聲稱,野生稻豐富的基因資源將成為解決水稻育種難題的“鑰匙”,野生稻開發正在成為當前水稻育種行業的新星,為水稻育種開拓出新的天地。
野生稻資源中存在水稻育種的未來
野生稻是現代栽培稻的始祖。萬年前古人類就開始將野生稻逐步培育成現代栽培稻,當時看似無用的基因也在不斷的選育中逐步喪失。可這些丟失的基因正是解決目前水稻生產難題的“寶藏”。
中國農業大學一項最新的聯合對比研究表明,現代栽培稻相對普通野生稻,丟失了約1/3的等位基因和一半的基因型,其中包括了大量優異基因,有抗病、蟲、雜草及抗逆基因,也有高效營養基因和高產優質基因。
據育種專家介紹,野生稻優異基因在實驗對比中表現出來的優勢十分明顯。土壤缺磷是世界性難題,我國有2/3的耕地缺磷,在水田中大量施用磷肥會造成嚴重污染。但我國一些野生稻卻能夠在低磷的環境下健康生長;有的野生稻稻穀中蛋白質含量高達17%以上,比一些肉類的蛋白質含量還高;有的野生稻在零下十幾攝氏度的低溫下還能存活;還有的野生稻能夠抵禦各種病毒的侵襲,如疣粒野生稻對白葉枯病接近免疫。20世紀70年代在東南亞嚴重危害水稻生產的草叢矮縮病就是利用野生稻才得到解決。
不久前在南昌召開的第一屆全國野生稻大會上,與會專家一致認為,未來水稻生產要適應高產、安全、高效的要求,野生稻可開發的潛力最大,“是取之不竭、用之不盡的資源寶庫。我們未來的糧食安全將在很大程度上要依靠對野生稻資源的不斷開發利用”。
利用野生稻育種,我國有效解決吃飯難題
我國是世界上最大的水稻生產和消費國,水稻生產直接關係到我國糧食安全保障。通過利用野生稻資源,目前我國的水稻生產水平獲得了迅速提高,為解決我國13億人口吃飯難題做出了巨大貢獻。
著名農業專家、中國科學院院士盧永根說,我國是世界上利用和開發野生稻資源最早、最成功的國家。我國具有悠久的水稻栽培歷史,水稻育種也走在了世界前列。其中利用水稻基因資源、特別是野生稻遺傳基因資源改良水稻品種,是我國水稻育種取得巨大成功的秘密武器之一。
1930年原中國農業科學院院長丁穎教授將亞洲栽培稻與廣東一普通野生稻雜交,培育成功世界上第一個含有普通野生稻血緣的栽培稻“中山一號”,在育種與生產上被廣泛利用了長達半個多世紀,為糧食增產做出了巨大貢獻,在世界水稻育種史上也十分罕見。
沒有野生稻就沒有中國的雜交水稻事業。1973年,“雜交稻之父”袁隆平利用在海南發現的一株花粉敗育普通野生稻,成功培育出雜交水稻,掀起了水稻生產的“第二次綠色革命”,使中國水稻育種和生產走向了世界科技舞台。目前雜交稻在我國累計推廣面積達38億畝,增產稻穀3600億公斤。中國工程院院士董玉琛說,野生稻不育種質資源的成功利用,為解決當時10多億人口的吃飯問題貢獻巨大。
目前,我國野生稻資源的開發和利用正朝深層次發展,現代生物技術也紛紛套用到野生稻開發領域。上個世紀90年代以來,一大批含有野生稻優異種質的水稻優良品種在生產上獲得套用。廣西農科院培育的汕優桂99水稻品種,截止到1995年就增產稻穀8.75億公斤,獲得經濟效益13億多元。
野生稻育種業將蒸蒸日上
當前世界各國都在野生稻里尋找失落的“寶藏”?D?D各種優異基因、野生稻資源的保護與開發成了水稻育種領域的競爭焦點之一。根據2002年資料的不完全統計,目前全世界已有307項有關水稻生物技術的專利獲得批准,其中相當部分是來自對野生稻的研究成果。
我國是水稻生產大國,野生稻遺傳資源對我國的水稻育種、生產和糧食安全具有十分重要的意義。目前利用野生稻資源,採用現代生物技術開發新的高效高產水稻新品種的條件比任何時候都完備。
首先從經濟價值考慮,巨大的市場已經存在。據最新資料統計,僅在亞洲,對水稻的需求是到2010年就將增長25%,這意味著目前5噸/公頃的平均產量必須增長到8噸/公頃。但目前水稻栽培條件不是最佳,可供利用的土地將由於城市的增長而減少。
同時,華南農業大學教授、中國科學院院士盧永根認為,以前的水稻高產是通過大量施用化肥等高成本投入、犧牲環境獲得的高產,這已不符合未來對食品的綠色安全、高效高產的要求,“這必須要求水稻育種行業要有很大的進步”。因此,開發野生稻獲得新的水稻品種,將在未來的育種行業中獲得廣闊的市場。
其次,由於安全原因,轉基因食品在世界各地都引起了人們的疑慮,並遭到了抵制。但野生稻的基因組、基因表達和調控系統等方面最接近栽培稻。水稻漫長的歷史進化過程證明,野生稻種的基因組對人類沒有致病性基因。因此,利用野生稻優異基因培育出的栽培稻新品種是基因安全性最高的農作物。相對於轉基因大豆等農產品,野生稻培育的水稻更容易為人們接受,並將占領其它轉基因農作物因人們抵制而留下的巨大市場空間。
再者,開發野生稻資源的技術日益成熟。目前水稻已成為基因組研究的模式系統,因為水稻是禾本科中最小的基因組,在2002年水稻全基因組測序就已基本完成。這為野生稻優異基因的有效利用奠定了基礎。
我國眾多科研機構都在利用生物技術開發野生稻資源,並獲得了突破據最新資料透露,我國育種專家採用分子檢測技術在野生稻中已發現了兩個增產基因,一個基因就比現有高產雜交稻增產18%,兩個基因將增產36%,這將對我國進一步提高糧食產量、保障糧食安全產生深遠影響。
日前在南昌召開的第一屆全國野生稻大會最重要的一個使命,就是建立全國野生稻科研協作網,將分散在全國各地的資源、科研力量和資金有效地統籌起來,形成強大的科研合力。全國野生稻協作網已經成立了實力強大的專家顧問組,成員包括“雜交水稻之父”袁隆平等著名水稻育種專家。
新聞背景
我國豐富的野生稻資源
我國是世界上公認的農作物八大起源中心之一,也是亞洲栽培稻起源地之一,擁有普通野生稻、藥用野生稻、疣粒野生稻三個品種,其中蘊藏的優異基因非常豐富,是我國提高水稻生產能力的戰略性生物資源。
我國野生稻分布範圍廣泛。南起海南島,北至江西省東鄉縣,br>
有些野生稻是我國特有的,如世界上分布最北的東鄉野生稻具有世界罕見的耐冷基因,開發利用價值巨大。
1973年“雜交水稻之父”袁隆平利用我國野生稻資源培育出了世界聞名的雜交水稻。這表明野生稻與栽培稻進行雜交,可產生許多優質新品種,創造糧食生產的奇蹟。野生稻資源一旦滅絕,其損失將不亞於任何珍稀動物的滅絕。因此有專家將野生稻在農業育種上的地位形容為“植物中的大熊貓”。
野生稻屬國家二級保護植物,目前對野生稻資源的保護和利用也越來越受到人們的關注。我國有兩種野生稻保護形式,首先是原地保護,但我國現有的保護點不僅屈指可數而且規模小。其次是異地保護,即把瀕危的野生稻轉移到特定的場所進行保護,包括將野生稻種子保存在低溫乾燥的專門種子庫,有效期可長達50年。
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