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中国野生稻种质资源利用与保护

2023-02-08杨晓红周晋峰冯璐

中国稻米 2023年1期
关键词:生境种质水稻

杨晓红 周晋峰 冯璐

(中国生物多样性保护与绿色发展基金会,北京 100097;*通讯作者:fenglu@ibcas.ac.cn)

中国是世界上野生稻种质资源最丰富的国家之一。在中国发现的野生稻有3 种,即普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)、药用野生稻(Oryza officinalis Wall.)和疣粒野生稻(Oryza meyeriana Baill.)。由于长期的自然选择,野生稻具有丰富的遗传多样性,且蕴藏着许多优良基因,如抗虫、抗病、耐盐碱、耐寒、高蛋白质等。野生稻种质资源在水稻品种培育、改良以及稻种起源、演化分类、水稻基因组学等基础研究中起到重要作用。

20世纪30年代起,丁颖教授将野生稻作为亲本,育成耐寒性强的水稻品种中山1 号;袁隆平院士利用野生稻雄性不育的特性,创立野败选育“三系”及籼型杂交水稻技术,培育出一批优良的杂交水稻良种;朱英国院士通过海南野生稻育成红莲型水稻不育系和杂交组合等等[1-3]。野生稻种质资源的利用,为中国乃至世界粮食增产,解决粮食短缺问题做出了重要贡献,极大推动了水稻生产的发展。

20世纪80年代以后,随着人类社会经济活动的快速发展,一方面,过度开发利用自然资源、破坏生态环境,另一方面,缺乏对生态环境的保护意识,导致我国野生稻自然居群赖以生存的生境受到严重破坏,野生稻居群数量急剧下降,有些甚至濒临灭绝。我国野生稻种质资源保护面临严峻的挑战。近年来,我国已建立较为完善的野生稻种质资源安全保护技术体系,开展了异位保护和原生境保护的保护技术研究,国家作物种质库(全国作物种质资源长期保存库、粮食作物种质资源中期保存库)、国家野生稻圃(国家种质广州野生稻圃、国家种质广西野生稻资源圃)基地,以及各省(自治区)野生稻原生境保护点(区)等,较完整的保护了我国野生稻种质资源的多样性和丰富度,为稻种基础研究和开发利用储备了丰富的遗传物质基础。

野生稻作为水稻育种与基础研究的战略性资源,对其利用与保护直接关系到国家粮食安全。因此,加强野生稻的基础性研究和完善其保护体系的任务越来越迫切。本文系统总结了近年来我国野生稻种质优异基因的挖掘、育种应用以及资源保护方面取得的重要进展,分析目前保护管理中存在的突出问题,针对性提出相关建议,旨在为今后安全有效利用与保护野生稻种质资源提供科学依据。

1 野生稻种质资源的利用

1.1 野生稻种质资源优异基因的发掘

野生稻在长期的自然选择背景下,积累了多种优异遗传基因,是水稻种质创新、品种选育和改良的重要基因库。目前在野生稻中已发掘的具有抗病、抗虫、耐逆境、优质、高产等特异性状的基因,为培育抗性强、品质优、产量高的水稻新品种提供了分子元件,具有广阔的应用潜力。

1.1.1 抗病

野生稻中含有多种抗病基因,如抗白叶枯病、抗稻瘟病、抗草丛矮缩病和抗纹枯病等基因。从表1可以看出,目前在野生稻中鉴定到了水稻白叶枯病抗性基因9 个,其中显性基因8 个,隐性基因1 个;已克隆了水稻稻瘟病抗性基因Pi9 和Pi40(t);鉴定出了水稻草丛矮缩病抗性基因Gsv[4-12]。此外,在云南疣粒野生稻中,已克隆获得2 个抗白叶枯病等位基因;在广西普通野生稻中,鉴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细菌性条斑病、纹枯病以及黄矮病的性状,但关于这些抗病基因的鉴定、分子定位和克隆还需进一步深入研究。

表1 野生稻的抗病和抗虫基因发掘

1.1.2 抗虫

野生稻对水稻抗虫性状的遗传改良有大贡献,尤其是对水稻褐飞虱和白背飞虱抗性的研究较为深入。国内外报道的不同野生稻中鉴定到的水稻抗褐飞虱基因共15 个,其中显性基因10 个,隐性基因5 个[15-24](表1);有关研究证实并鉴定到疣粒野生稻中含有bph2 和bph19(t)的同源基因[25]。在药用野生稻中,已鉴定到2个抗白背飞虱基因,分别是Wbph7(t)和Wbph8(t);在普通野生稻中鉴定到1 个抗稻瘿蚊基因GM-6(t)[26-27]。此外,一些野生稻对稻纵卷叶螟、二化螟、三化螟等也表现出高抗,其分子机理和抗虫特性鉴定有待进一步研究。

1.1.3 耐逆境

野生稻对非生物胁迫条件具有良好的耐受性。有研究表明,野生稻在耐旱、耐寒、耐盐碱及耐重金属等方面具有较强的优势。徐靖等[28-29]从海南普通野生稻中鉴定到2 个参与低温、干旱和盐胁迫逆境响应过程的转录因子OrNAC5 和OrERF1。刘静雅等[30]在低温胁迫条件下,分离克隆得到茶陵野生稻中的转录因子基因DREB,其可参与调控植物抗旱、耐低温和高盐等信号途径。研究人员采用水稻全基因组表达芯片和生物信息学分析,在茶陵野生稻中鉴别出3 个耐冷候选基因,即OrCr1、OrCr2 和OrCr3[31],也证实了东乡野生稻的耐冷性受多基因影响,并鉴定到抗寒基因OsbHLH1、Cold1 和LTT7 等[32-34]。

1.1.4 高产优质

目前已经在普通野生稻中鉴定到2 个与高产相关基因,即控制分蘖数的PROG1 和控制穗粒数的qGY2-1[35-36]。同时克隆了2 个与米质相关基因Wx 和GIF1。其中,Wx 编码颗粒淀粉合成酶,控制直链淀粉含量;GIF1 编码细胞壁转化酵素,控制直链淀粉含量和籽粒灌浆[37]。

1.1.5 其他性状

普通野生稻中克隆的PROG1 对水稻株型的发育起到重要的调控作用;利用具有强落粒性的野生稻渗入系筛选到水稻控制落粒性的基因SSH1;在疣粒野生稻中鉴定到水稻乙烯受体编码蛋白基因OSERS 的同源基因;在野生稻中分离了1 个控制芒长的关键基因An-1,An-1 正向调控芒的伸长,负向调控每穗粒数;在野生稻中鉴定到一些细胞质雄性不育基因和育性恢复基因[38-40]。这些优异基因的发掘是利用野生稻资源最有效的途径。

1.2 野生稻种质资源的基因组测序

XU 等[41]对50 份野生稻和栽培稻较高丰度的全基因组重测序研究发现,籼稻与尼瓦拉野生稻亲缘关系较近,而所有粳稻均与我国普通野生稻较近,尤其是长江流域的东乡野生稻,因此推测长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进行基因组重测序和序列变异鉴定,并结合1 083个栽培稻基因组数据,构建了一张水稻全基因组遗传变异的精细图谱。WANG 等[43]对非洲20 份栽培稻和94份野生稻进行重测序发现,非洲稻与沿尼日尔河一带的1 个野生稻居群OB-V 最为相似,推测该地区可能为非洲稻的驯化中心。野生稻种质的全基因组测序为研究水稻驯化和演变、高效鉴定优良种质资源的遗传多样性和准确挖掘复杂性状相关基因奠定了良好的理论基础。

1.3 野生稻种质资源在育种中的应用

1.3.1 诱变育种

利用辐照诱变,可加快野生稻的驯化过程,改变野生稻的农艺性状、抗病虫性、品质以及对光周期的敏感性等。最早用60Co-γ 射线处理普通野生稻纯合材料引起M1代数量性状、质量性状的变异,说明辐射诱变是促进野生稻优异种质创新,并重演稻种进化演变的有效方法。有研究表明,用60Co-γ 辐射黑糯×野生稻F1植株,其辐射后代通过选择和回交,可获得矮秆、耐冷和高产的黑糯品系[44]。

1.3.2 杂交育种

野生稻与栽培稻杂交育成的中山1 号,是第一个具有野生稻遗传基因的栽培稻新品种。随后研究人员先后利用野生稻育成了一批优良品种,有的已成为一些地区的主栽品种。自野败型细胞质雄性不育系发现以来,中国已先后利用野生稻细胞质雄性不育基因,育成了红莲型、冈型、D 型、K 型、矮败型、东野型等不育系与相应的恢复系,相继研究成功了三系法、两系法和超级杂交水稻,以及第三代杂交水稻。杂交水稻的成功研发和大规模推广,对人类的生存和发展作出了巨大贡献,不仅是作物科学与技术领域的重大突破,也为全球的粮食安全提供了重要保障。

1.3.3 细胞工程育种

常规远缘杂交由于双亲遗传基础差异大,往往导致后代不同程度的生殖隔离,出现杂交障碍,如杂交不亲和、杂种不育、杂种幼胚死亡和杂种衰退等[45]。随着现代生物技术的发展,通过胚培养、胚拯救、原生质体融合、多倍体化和组织培养等细胞工程手段,可以避免一定程度的杂交障碍,促进野生稻优异基因的有效利用。

1.3.4 基因工程育种

利用基因枪法、农杆菌浸染法和花粉管通道法等将野生稻DNA 导入受体,经过多代选育后筛选出优良性状的种质材料。采用花粉管通道法,将茶陵野生稻总DNA 导入受体栽培稻R9810,D2、D3、D4代大部分植株在抗性、分蘖、结实、米质各方面,均表现出野生稻的优良性状,且优于栽培稻对照[46]。QTL qRC10-2 候选基因在根受冷胁迫时可诱导表达,从东乡野生稻的cDNA中扩增qRC10-2,导入籼稻品种R6547 中过量表达,发现转基因植株在冷处理后的存活率明显高于野生型[47]。通过花粉管通道法与茎注射法相结合,将普通野生稻基因组导入栽培稻中,可增强其后代的耐冷性[48]。利用栽培稻GIF1 基因自身的启动子启动该基因表达,并将其转化到TP309 中,发现转基因植株籽粒灌浆和千粒重提高[37]。

1.5.5 分子设计育种

解析作物重要农艺性状形成的分子机理,并通过品种设计对多基因复杂性状进行定向改良,以达到综合性状优异的目标[49]。李家洋研究组利用分子标记辅助选择等方法,将理想株型基因IPA1 优异等位变异基因导入优质籼稻和粳稻骨干亲本,育成“嘉优中科”系列水稻新品种,聚合了控制理想株型、抗稻瘟病、结实率、生育期等优异性状的等位基因[50]。此外,将南方长粒品种中控制粒型、稻瘟病抗性以及稻米品质的基因导入北方粳稻中,育成中科804 和“中科发”系列水稻新品种。研究人员利用分子标记辅助育种技术,将野生稻中发掘的优异基因Xa23(抗白叶枯病基因)、Pi9(抗稻瘟病基因)和Bph18(抗褐飞虱基因)聚合到高产、优质的水稻品种,获得纯合且稳定的多抗性优良品系R106、L10-L13 和L17-L20;将发掘的抗褐飞虱Bph3、Bph(24)、Bph36,抗白叶枯病Xa23,抗稻瘟病Pita 等多基因聚合,获得一批多抗、优质的水稻种质[51-53]。利用分子设计育种,将能够有效实现复杂性状的精准改良,同时大大提高育种效率,缩短育种时间。未来分子设计育种技术的全面发展和推广对于保障我国粮食安全生产,实现农业可持续发展具有重要的战略意义。

2 野生稻种质资源的保护

2.1 野生稻种质资源调查

1917年,ROSCHEV 和MERRILL 在中国广东罗浮山麓至石龙平原一带发现了普通野生稻;1926年,丁颖在广东广州市郊犀牛尾的沼泽地也发现并收集到了普通野生稻,随后野生稻开始引起科学工作者的广泛关注。之后的几十年间,全国区域性的野生稻考察和收集工作陆续开始,在台湾、海南、云南、广西、广东等地均发现有普通野生稻、疣粒野生稻和药用野生稻的分布。

1962—1965年间,戚经文等和中国农业科学院水稻生态研究室先后在海南、广西、广东、云南等部分地区进行野生稻种类和地理分布的考察。但由于考察范围的局限性,收集到的3 种野生稻种质数量比较少。1978—1982年,中国农业科学院联合各地农业部门和大专院校等数百个单位开展全国野生稻资源全面普查和收集工作,发现我国野生稻主要分布在广东、广西、海南、云南、江西、福建和湖南等南方地区,其中普通野生稻分布密度最大且区域最广,在以上各省均有分布;药用野生稻主要分布于广东、广西、云南和海南省;而疣粒野生稻仅分布于云南和海南两省[54]。此次普查基本摸清了我国野生稻的整体分布及资源状况。

近年来,科研工作者在前期全国野生稻普查结果的基础上,先后对广西、海南、广东、云南等省份的野生稻居群进行调研,发现原有的野生稻居群已存在不同程度的丧失。中国农业科学院作物科学研究所组织全国优势单位,自1996年起,在长达20 多年的时间里,再次系统清查了分布于7 个省(自治区)309 个县的普通野生稻、药用野生稻和疣粒野生稻这3 种野生稻居群的本底信息[55]。此次本底性调查对新采集的资源进行整理,获得野生稻种质资源19 153 份,其中普通野生稻、药用野生稻和疣粒野生稻分别为16 417 份、2 498份和238 份,是我国先前保存总数5 599 份的3.42 倍,极大地丰富了我国野生稻种质库和基因库,为我国深入开展野生稻研究提供了重要核心数据。

2.2 异地保护与原生境保护

2.2.1 异地保护

野生稻的异地保护主要通过建立种质库和种质圃的形式进行。我国先后建立了国家种质资源库(长期库)和国家农作物种质保存中心(中期库),以保存种子形式来保护野生稻种质资源。在1989年和1990年,先后建立了2 个国家野生稻种质资源圃,即国家种质广州野生稻圃和国家种质南宁野生稻资源圃,通过收集野生稻的种茎入圃保存种质。截至目前,国家种质库共保存13 种国内外野生稻种质资源6 697 份,广州圃共保存国内外20 种野生稻种质资源5 158 份,南宁圃共收集21 种野生稻种质资源1.2 万份,均已成为重要的野生稻种质资源保存库(圃)[55]。

2013年,海南省农业科学院在海南澄迈县建立“海南热带野生稻种质圃”,共收集4 326 份海南野生稻,以及218 份来自东南亚和非洲的热带野生稻。2020年,云南省农业科学院承担的“云南国家高原野生稻资源圃”项目在云南勐海县开工建设,建成后将主要负责保存云南及周边省(自治区)和东南亚国家的高原野生稻种质资源。此外,除了采用种子入库和种茎盆栽的保存方法外,我国科学家尝试通过保存野生稻遗传物质DNA、细胞等方式来保护野生稻种质资源,并建立以DNA 库、细胞库、种质圃、种质库的异地野生稻保存保护网[56]。野生稻种质资源库(圃)的建立,为促进野生稻种质资源保存与保护提供了安全保障。

2.2.2 原生境保护

在原生境的自然条件下对野生稻进行保护,一方面,保证其在原栖息地继续存活,另一方面,保护其物种进化和潜在适应能力,且最大程度留存野生稻的遗传多样性和完整性[57]。异地保存的种子或种茎,主要依据研究者的直观判断选取并收集材料,其局限性无法代表野生稻居群丰富的遗传多样性。为完善野生稻种质资源安全保存体系,我国农业农村部于2001年启动了野生稻的原生境保护工作,并根据野生稻的分布区域和濒危情况等,先后在我国野生稻广泛分布的7 个省(自治区)建立了65 个野生稻原生境保存点(区),其中,国家级30 个,省级35 个[58],以加强对原生境野生稻居群的保护。

目前,农业农村部先后制订并发布实施的国家农业行业标准《农业野生植物原生境保护点建设技术规范》(NY/T1688-2008)和《农业野生植物异位保存技术规程》(NY/T 2217.1-2012),为野生稻的原生境保护和异位保护建设提供了重要的技术支持。

2.3 科学监测

利用野生稻GPS/GIS 信息系统构建技术,开展野生稻跟踪监测,有利于野生稻居群资源状况、栖息地和生态环境变化等基础数据信息的获取。云南省在西双版纳傣族自治州景洪市和勐海县的2 个药用野生稻和1 个疣粒野生稻的原生境建立了野生稻资源监测预警系统,利用该系统查看、采集保护点监测和预警信息,并记录相关数据,可及时掌握保护点的野生稻变化情况[56]。已制定的农业行业标准《农业野生植物原生境保护点监测预警技术规程》(NY/T 2216-2012),对野生稻原生境的监测提供了科学指导。

2.4 野生稻种质资源编目

1991年,在中国农业科学院作物品种资源研究所和中国水稻研究所的共同主持下,科研人员汇集并统一编写了《全国野生稻资源目录》,4 655 份国内外野生稻资源入编。到2000年,《全国野生稻资源目录》先后出版3 册,共7 324 份野生稻资源入编,其中,6 766 份为国内野生稻(普通野生稻5 909 份、药用野生稻713份、疣粒野生稻144 份)。截止2010年,我国共整理编目水稻种质资源82 386 份,其中野生稻种占9.30%,先后编写和出版了《中国稻种资源目录》(野生稻种)8册。2013年,野生稻被列入《中国生物多样性红色名录-高等植物卷》。此外,野生稻种质信息也被纳入到中国作物种质信息网,实现信息共享,使基础研究者和育种家可以准确获得任一野生稻居群的全部信息,为其遗传多样性的保护和持续利用提供了重要依据。2020年,《中国野生稻》正式出版,是代表中国野生稻研究领域最权威的著作之一。

3 野生稻保护管理中存在的问题

3.1 生境退化

我国野生稻分布广泛。20世纪80年代以后,随着人类社会经济的快速发展,区域开发强度加大,农田垦殖范围扩大,受兴修水利水库电站、修建公路铁路、开采矿产资源及生态环境污染、气候变化等因素的影响,我国野生稻种质资源的生存生境受到了前所未有的破坏。原始资料记载的野生稻居群生长的原生境,大多数已退化甚至消失。

3.2 种质资源濒危

由中国农业科学院牵头组成的专业调查组,对分布于我国原记载的2 696 个居群逐一进行实地核查,结果表明,我国仍然只有3 种野生稻,原记载的2 696个居群现仅存636 个,丧失率达76.41%,其中,普通野生稻的丧失率最高达78.53%,药用野生稻次之,丧失率72.79%,而疣粒野生稻丧失率46.39%,野生稻种质濒危状况极其严重[58]。资料显示,在20世纪80年代之前,广东省共有52 个县1 083 个普通野生稻分布点,而2005—2016年的调查结果中,仅在25 个县103 个分布点尚有生长,分布点消失率达90.5%。由于调查时间跨越长达10年,在早期调查到的野生稻分布点,部分已不复存在。有研究数据显示,在云南全省,现存野生稻分布点仅41 个,其中普通野生稻2 个,药用野生稻2 个,疣粒野生稻37 个;在海南省,原始记载的118个普通野生稻分布点,现仅存18 个,药用野生稻的分布点不足原来的15.0%,而83.9%的疣粒野生稻正处于中重度外界干扰。

3.3 人类活动干扰

野生稻生存的原生境常与人类活动息息相关,尤其是普通野生稻、药用野生稻多生长在水塘、山溪、水沟、沼泽地等人类活动较频繁区域,导致其原生境易受人为干扰、破坏,造成野生稻居群的逐渐退化或消失。调查显示,在广东省高州市镇江镇福石村和泊水村的野生稻生境点,周围有栽培稻田;广东省广州市萝岗区生长的野生稻周边,有养殖厂排放的污水流经;而在广东省肇庆市发现的药用野生稻,则是生长在人工桉树林下的水沟中(图1A)。同时,在野生稻原生境保护区,存在放牧、种菜、养鸭养鹅的情况,这些也对野生稻原生境构成了严重威胁(图1B)。

图1 原生境的野生稻居群

3.4 外来物种入侵

野生稻喜生长在开阔、潮湿和肥沃的湿地上,原生境一旦被带入外来入侵植物,如微甘菊、马缨丹、水葫芦等,会严重威胁野生稻的存活。外来物种的适应性强,生长、传播速度快,易造成野生稻居群可生存的栖息地锐减,并影响其生存环境。如果荫蔽严重,该区域将不适合野生稻居群生存,进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长,加上缺少专人监护,也导致野生稻居群的栖息地被不断占领,最终迫使野生稻居群栖息地的丧失(图2)。

图2 外来物种入侵野生稻的原生境

3.5 遗传多样性降低

通过建立种质库、种质圃进行异地保护野生稻种质资源,是一项具有前瞻性的科学决策。然而,异地保存种子和种茎的方式,不利于野生稻遗传进化和多样性发展,可能会导致后代个体出现遗传漂移、基因重组、基因变异等现象,造成其具有潜在利用价值的基因受到破坏或丢失,影响野生稻的遗传多样性。WANG 等[59]通过对大量野生稻和栽培稻基因组数据的深入挖掘,发现野生稻基因组中有人工选择驯化的痕迹,证实已有大量栽培稻基因流入野生稻群体。全基因组分析发现,大量来自栽培稻的遗传成分已出现在现存的野生稻群体中,甚至部分“野生稻”就是近期野化的栽培稻。这些为保护野生稻种质资源再次敲响了警钟。

3.6 监测力度不够

原生境保护点(区)的跟踪监测,是获得保护点野生稻及其栖息地数据信息的基础,也是保护点实时预警和有效防控并采取合理措施的依据。虽然我国在7个野生稻分布省(自治区)建立了众多野生稻原生境保存点(区),然而由于缺乏对监测预警重要性的认识,以及相关人才、技术支持,各省市(县)对野生稻的监测预警工作常处于十分被动的状态,且并未按照农业行业标准(NY/T 2216-2012)执行。据统计,在全国建设的205 个农业野生植物原生境保护点中,仅有7%的保护点进行了连续跟踪监测[60]。同时,各省市(县)保护区的建设,往往是积极申报但消极保护,重建设而轻保护是各地原生境保护普遍存在的问题。

3.7 资金投入不足

目前,大部分野生稻的生长区域比较偏僻,原生境保护点统筹管理不到位,且缺乏长期稳定的资金支持,导致野生稻原生境保护效果较差。设立简单的挂牌或标示牌,甚至缺少必要的围蔽设施,缺乏管理人员(图3),导致许多野生稻原生境保护点(区)形同虚设。基于野生稻遗传多样性分析进行原生境保护的实践行动,我国已有一些可参考的示范点,然而有关原生境保护的理论研究仍然比较薄弱。

图3 野生稻原生境保护区的情况

4 保护对策

4.1 加强野生稻种质保护的法制宣传与科普教育

根据2021年国家林业和草原局和农业农村部发布的《国家重点保护野生植物名录》(以下简称《名录》),稻属(所有种)(Oryza spp.)全部被列入二级保护,这其中包括了野生稻。该《名录》是《中华人民共和国野生植物保护条例》的附录,而《中华人民共和国野生植物保护条例》和《农作物种质资源管理办法》是我国野生植物保护的重要依据和种质资源保护工作的具体规范。此外,在《中华人民共和国种子法》中,也规定了“种质资源保护”。建议各省根据本省野生稻资源分布和保存的具体情况,依法制定对本地野生稻资源的管理、研究以及破坏野生稻资源予以处罚等实施办法和细则,严格依法保护野生稻资源。同时建立宣传教育体系,摄制专题宣传片、印制宣传材料、开设专题科普讲座、印发野生稻相关书籍和编目等,增强公众保护野生稻的法律意识,传播野生稻资源重要价值及保护的重要性,激励公众热情并积极参与野生稻保护。

4.2 加强野生稻全面普查、系统调查与收集工作

野生稻在长期自然选择的进化过程中,不断适应环境变化而产生新的遗传变异,这是一种长期动态的过程。而随着工业化、城镇化进程加快及气候环境变化的影响,野生稻居群数量和区域分布也随之发生改变,部分种质资源消失或退化的风险进一步加剧,一旦灭绝,其蕴含的优异基因也将随之消亡,损失难以估量。自2015年起,农业农村部组织开展第三次全国农作物种质资源普查与收集行动。从长期保护来看,持续开展野生稻居群的全国性普查,加快查清野生稻居群的地理分布、居群数量、分布点面积等基本信息,以彻底理清野生稻种质资源家底,同时,加大种质资源收集力度,做到应收尽收、应保尽保,确保资源不继续丧失,才能最大限度地保护野生稻种质资源的遗传多样性和完整性。

4.3 完善野生稻种质资源保护体系

采取原生境、异地种质圃、种质库、细胞库、基因库等多层次保护方式相结合,完善野生稻种质保护体系。根据农业行业标准NY/T1688-2008 和NY/T 2217.1-2012,科学选择适宜区域建设野生稻原生境保护点,统筹规划种质资源中长期库、种质圃,深入研究布局细胞库、基因库,构建从原生境到种子、种茎(植株)、细胞、DNA 的异地集中保存保护网,确保野生稻种质资源长期安全保存。

4.4 建立健全野生稻原生境管理机制

明确国家级、省级和基层原生境保护点管理单位,强化分级责任落实,并将其纳入工作考核。以政府为主导,联合科研院所和社会组织协同管理,建立“政府部门+科研院所+社会组织”等多元参与、有机衔接的保护机制,切实保证野生稻保护点的正常、有效运行,健全野生稻种质资源的保护工作。

4.5 提升野生稻原生境监测预警系统

严格要求全国所有已建立野生稻保护点的地区按照行业标准《农业野生植物原生境保护点监测预警技术规程》进行连续动态监测;利用国家野生稻种质圃的优势,建立野生稻资源保护监测研究中心,与全国各省市县的野生稻原生境保护点、野生稻种质圃、种质库建立互通互联网,健全野生稻监测研究体系;明确要求各原生境保护点及时上传监测数据和信息,确保各级管理部门能够实时获得监测信息和改进保护措施并上报;同时,进一步加强野生稻保护点的生物学研究,通过连续动态监测提供的大量数据,为弄清野生稻原生境现状和其生存发展所需的条件提供基础。全面提升野生稻原生境监测预警系统,将有利于精准全面保护我国的野生稻种质资源。

4.6 加大政府财政支持和政策激励力度

野生稻种质资源作为保障我国水稻安全生产的战略性资源,其保护、管理、监测等需要长期稳定的资金支持。首先,健全财政支持野生稻资源保护,每年给予固定的资金支持;其次,国家重点研发计划、国家重大专项等相关项目的立项,吸纳政府部门、企业、科研人员等参与,加大对野生稻资源保护工作的资金支持力度;最后,考虑到许多原生境保护点与人类生产生活紧密相关,可因地制宜的开展可持续生计项目,与农业生产相结合的方式,扶持带动保护点所在地的经济,减少人类因素对野生稻原生境的影响。

4.7 加强野生稻的种质创制与利用

野生稻遗传多样性是我国水稻生产重要的基因库,也是水稻种质创制与改良的重要基础。野生稻的抗病虫害、抗逆境、高产优质等优异基因的利用已经取得了不少进展,但较多的是简单性状的利用和基因克隆。应继续加强对野生稻基因组学的利用研究,充分挖掘其潜在优异基因,结合现代分子标记辅助选择技术,推动传统育种转向高效、精准、定向的分子设计育种,从而进一步促进水稻育种及生产的发展。

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