野生稻

野生稻

普通野生稻是栽培稻的近緣祖先。普通野生稻經過長年的進化,成為現代的栽培稻。但是在進化過程中,普通野生稻的許多優良基因被丟失。

基本介紹

  • 中文學名:野生稻
  • 拉丁學名:Oryza rufipogon Griff.
  • :植物界
  • :被子植物門(Angiospermae)
  • :單子葉植物綱
  • :禾本目(Poales)
  • :禾本科(Poaceae;Gramineae
  • 亞科:稻亞科
  • 稻屬(Oryza)
  • :野生稻
  • 分布區域:廣東、海南、廣西、雲南、台灣。印度、緬甸、泰國、馬來西亞
形態特徵,生長環境,分布範圍,特點,歷史,東鄉野生稻,

形態特徵

多年生水生草本。稈高約1.5米,下部海綿質或於節上生根。葉鞘圓筒形,疏鬆、無毛;葉舌長達17毫米;葉耳明顯;葉片線形、扁平,長達40厘米,寬約1厘米,邊緣與中脈粗糙,頂端淅尖。
圓錐花序長約20厘米,直立而後下垂;主軸及分枝粗糙;小穗長8—9毫米,寬2—2.5(3)毫米,基部具2枚微小半圓形的退化穎片;成熟後自小穗柄關節上脫落;第一和第二外稃退化呈鱗片狀,長約2.5毫米,具1脈成脊,頂端尖,邊緣微粗糙;孕性外稃長圓形厚紙質,長7—8毫米,具5脈,遍生糙毛狀粗糙,沿脊上部具較長纖毛;芒著生於外稃頂端並具一明顯關節,長5—40毫米不等;內稃與外稃同質,被糙毛,具3脈;鱗被2枚;雄蕊6,花葯長約5毫米;柱頭2,羽狀。
穎果長圓形,易落粒。花果期4—5月和10—11月。染色體2n=24(Kalia1987),染色體組AA型,x=12(BiretSahni1980)。

生長環境

生長於海拔600米以下的江河流域,平原地區的池塘、溪溝、藕塘、稻田、溝渠、沼澤等低濕地。

分布範圍

產於廣東、海南、廣西、雲南、台灣。印度、緬甸、泰國、馬來西亞、東南亞廣泛分布。模式標本采自印度。

特點

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。
栽培稻一般為一年生,而普通野生稻多年生草本植物。栽培稻和普通野生稻的花粉一般都同時具有雄蕊和雌蕊,袁隆平發現的花粉敗育普通野生稻是指雌蕊完好,而雄蕊敗育的花粉。袁隆平利用這株普通野生稻的雌蕊為母本,再用栽培稻的雄蕊為父本來雜交,這樣雜交出來的水稻可同時具有野生稻和栽培稻的基因。袁隆平選育的雜交稻恰好繼承了普通野生稻的高產優質基因。

歷史

我國是世界公認的栽培稻的起源中心之一。浙江餘姚河姆渡等地的考古資料表明,早在7000多年前,我們的祖先就已學會了栽培水稻。可以想像,他們在採集野生稻穀為食的過程中觀察到自然落谷能萌發生長,於是嘗試著播種野生的稻穀,又重複了收穫和播種的過程,向種植水稻邁出了第一步。經過漫長的歲月,人們培育和種植水稻的技術越來越高超,終於使稻穀成為中國人餐桌上的主要食糧。與此同時,那些孕育了栽培稻的野生稻種也年復一年默默地生長在中國南方的池塘、沼澤中和山坡上,直到今天。
1978年到1982年,我國進行了一次全國野生稻普查。普查表明,中國的3種野生稻——疣粒野生稻(Oryza granulata)、藥用野生稻(O. officinalis)和普通野生稻(O. rufipogon),廣泛分布於廣東、廣西、海南、雲南、江西、湖南、福建和台灣,其豐富的遺傳多樣性令世界矚目。野生稻遺傳資源是開展水稻遺傳育種和生物研究的物質基礎,亦是糧食生產發展的寶貴財富。野生稻資源含有栽培稻在進化過程中丟失的許多優異基因,是栽培稻突破性育種與稻作理論研究的寶貴材料,對解決糧食安全、維護人類生存發展具有重大意義.
中國是野生稻資源最豐富的國家,分布十分廣泛。南起海南的崖縣(現三亞市) ,北至江西東鄉縣,東起台灣省,西至雲南省盈江縣都發現過野生稻。如此豐富且分布廣泛的野生稻資源,確立了我國是亞洲栽培稻起源地和多樣性中心的地位,並為世界所矚目。
1976年在江西省東鄉縣發現的東鄉野生稻,被譽為“植物大熊貓”,是迄今世界上分布最北的野生稻特異資源。由於長期處於野生狀態,經受了各種災害和不良環境的自然選擇,東鄉野生稻形成了固有穩定的遺傳特性,蘊含豐富的抗病蟲害基因和極強的耐冷基因,其優良的耐冷性、耐旱性、耐瘠性、抗病性等,可利用價值巨大。

東鄉野生稻

在我國江西省東鄉縣,中國國家農業部和中國水稻研究所共同成立了一個特殊的保護區。保護區里看上去就像一片荒地。但是,專家告訴我們,這裡有外表看上去和雜草沒有多大區別的一種野生資源。它就是迄今為止發現的緯度最高,分布最靠北的野生稻,被譽為中國水稻種質資源“國寶”的東鄉野生稻。  東鄉野生稻跟其它普通野生稻不同,最大的優點也是最突出的一個性狀,就是抗寒。東鄉野生稻在湖北的武昌可以自然越冬,不會死,而廣東、湖南以及印度的野生稻放到湖北去,當年就死掉了。這給科研人員一個啟示,如果把野生稻的強耐寒性轉到我們栽培稻上該多好。
中國雜交稻之父袁隆平中國雜交稻之父袁隆平
野生稻特寫野生稻特寫
普通野生稻普通野生稻
在我國長江中下游地區,低溫寒冷危害是水稻生產的主要限制性因素之一。農民每年擔心著一頭一尾。頭,就是指播種以後擔心遇到寒潮,秧苗會凍死、爛掉;尾,就是指抽穗時期擔心遇到寒露風,水稻結穗率低。寒露風提早,水稻的產量將降低10%。假如真的可以把野生稻的耐寒性轉到栽培稻,水稻的高產和穩產就可以得到確實的保障了。但是,東鄉野生稻的強耐冷性究竟能不能轉到栽培稻中呢?從1992年開始,江西省水稻研究所的研究人員開始利用雜交的手段,對這一課題進行了嘗試。
首先用耐冷的東鄉野生稻跟栽培稻進行雜交,通過它的雜交後代——雜交一代進行觀察,它的雜交一代所有的植株都是耐冷的,進一步讓雜交一代進行自交之後得到了雜交二代,就出現了耐冷性狀的分離,就是說有的植株是耐冷的,有的不是耐冷,這樣一個結果可以說明野生稻這種耐冷性狀是由基因控制的,而且這樣的基因是可以通過雜交來進行轉移的。
在隨後的工作中,課題組發現,野生稻和栽培稻雜交是一種遠緣雜交,雜交後代會出現瘋狂分離的現象,而且很難穩定,甚至要十代、二十代才能選出一個很好的品種出來。要想從成千上萬個雜交後代中獲得具有穩定的強耐冷性的栽培稻品系,後代篩選的方法是最關鍵的一步。
沒有想到的是,有一次,實驗員將野生稻和栽培稻的雜交後代,無意中放到了冰櫃里。三天以後,才想起將它拿出來。結果,培養皿中的水全都凍成了冰。
出乎意料的是,凍上好幾天的苗,放在室溫條件下,過了兩天去看還很好,再放兩天,也沒有問題,一直放在常溫下,結果放了10天,苗還是活的。這些苗究竟是不是超強抗凍,實驗室的十幾天還不足以下結論。能夠接受自然環境的考驗,才是真正的優良品種。就這樣,這些小苗又被轉移到研究所的露天試驗室里去了。令人高興的是,小苗不僅正常地開花結果,而且,過了一個冬天以後,第二年春天,幾乎所有的枯桿中都冒出了綠芽。
這次小插曲,讓研究組的每一位成員都感到十分驚訝。原來,東鄉野生稻的抗凍本領非同尋常,看來課題組的成員有點小看它了。
以前,種子發芽長葉後,研究人員會把人工溫度箱設定為攝氏5度或者6度,然後請這些秧苗住在裡面兩、三天后,再把它們請出來。像普通的栽培稻,一般都被凍死了。但是,野生稻的雜交後代一般都沒有問題。這就相當於攝氏5度或6度,只能將普通栽培稻和野生稻的雜交後代區別開來,但是,無法從野生稻的雜交後代中挑出耐冷最強的。
這次意外的發現啟發了研究人員,要想篩選出穩定的耐冷品種,必須提高選拔標準。第一,實驗選拔秧苗的溫度,改設為攝氏0度。第二,秧苗必須放在自然條件下越冬。這兩輪檢驗下來不能通過的就被淘汰,檢驗通過的才能進入下一批育種實驗。
由於採用了這樣一種篩選方法,研究人員可以較快、較早地區分出強耐寒性的種子,抗凍基因的轉移工作向前邁進了一大步。
2000年,江西省水稻研究所,又把工作重點從傳統的雜交育種,轉入到運用分子生物學技術進行抗凍基因克隆的研究。水稻共有12對染色體,工作的第一步就是找到抗凍基因的位置究竟在哪條染色體的哪一個位置上,即耐冷基因的定位。
經過一年的努力,他們基本上已經在水稻的第四染色體和第八染色體上分別都找到了與耐冷基因緊密連鎖的一個標記,就是分子標記
依據生物學、考古學論證,栽培稻起源於野生稻。經過人們長期的馴化以及雜交,如今的栽培稻和野生稻已經有了很大的區別。栽培稻,都是一年生,春天播種,生根發芽,秋天收割,枯萎死亡。
野生稻
但是,野生稻完全不受人類的照料,純粹依靠自己的生命力繁衍生息。它的一株苗,可以生長很多年。它不是依靠種子,而是依靠地下的根莖來生殖繁衍。它的生長過程中,沒有人鬆土與施肥,也沒有人來灌溉和灑藥。在自然界的風風雨雨中,它以獨有的方式完成著自身進化的歷程。
能把東鄉野生稻多年生的特性轉到水稻上,那就是一個大改革。水稻千百年來都是播一次種收割一次的一年生水稻,如果把東鄉野生稻多年生髮展到的栽培稻裡面,那就像割韭菜一樣,可能播一次種三年五年都不要栽補,只要施點肥,放點水就可以收穫了。
現代農業要求大力發展增效水稻,如果改善了水稻的生長環境,不要育秧、不要栽補、不要拋苗、不要耕翻,如果這些環節都不要的話,可以大大節約農村勞動生產力。
多年生的水稻還有一個好處在哪裡呢?如果第二年它又長,第三年也自然的長,第四年也自然的長,這樣的話對於水土保持,對我們的生態是極為有利的。
水稻可以成為多年生的農作物,播種一次,收穫多次。這聽起來就象夢一樣。但是,誰能說這僅僅只是個夢呢?21世紀是生物技術的時代,生物品種資源的價值,將會越來越明顯。水稻研究所的研究人員認為,東鄉野生稻還有很多值得研究的課題,並為此做著不懈的努力。

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