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　　從日前舉行的2017年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上獲悉，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所楊慶文研究員牽頭完成的“中國野生稻種質(zhì)資源保護(hù)與創(chuàng)新利用”獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

　　野生稻是水稻品種改良重要的基因資源，也是國家重點(diǎn)保護(hù)野生植物，被譽(yù)為“植物中的大熊貓”。我國境內(nèi)分布著三種野生稻：普通野生稻，藥用野生稻和疣粒野生稻，是世界上野生稻資源分布最豐富的國家之一。海南野生稻“野敗”不育基因的發(fā)現(xiàn)，成功實(shí)現(xiàn)了水稻的三系配套，解決了我國乃至世界糧食緊缺的問題。自20世紀(jì)80年代起，我國野生稻自然居群急劇減少，面臨野外滅絕危險(xiǎn)。黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人高度重視，多次做出重要指示，要求搶救和保護(hù)野生稻。同時(shí)，由于野生稻遺傳異質(zhì)性高、不利基因出現(xiàn)頻率高且多與有利基因連鎖等因素的影響，利用野生稻進(jìn)行水稻品種改良周期長、成功率低。如何克服野生稻資源利用中的障礙，提高野生稻優(yōu)良基因發(fā)掘和利用效率一直是國內(nèi)外水稻專家孜孜追求的目標(biāo)。

　　中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院組織全國優(yōu)勢單位力量，組成了以楊慶文研究員為首席專家的野生稻研究團(tuán)隊(duì)，歷時(shí)18年，系統(tǒng)查清了全國三種野生稻居群的精準(zhǔn)信息，采集并保存了野生稻種質(zhì)資源19153份，為我國水稻育種和種質(zhì)資源研究提供了豐富的基礎(chǔ)材料；研發(fā)的原生境保護(hù)技術(shù)，保護(hù)了包括大量的野生稻極度瀕危居群和瀕危居群；鑒定的野生稻優(yōu)異資源和創(chuàng)新的種質(zhì)被全國100多家單位利用，育成水稻新品種114個(gè)，新增產(chǎn)值44.14億元。社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著。

　　系統(tǒng)調(diào)查，首次獲得全國野生稻資源的精準(zhǔn)信息

　　我國的三種野生稻分布于南方的江西、湖南、福建、廣東、廣西、云南、海南七省區(qū)。主要生長于700米以下的江河流域，平原地區(qū)的池塘、溝渠、沼澤等濕地。以往的野生稻調(diào)查收集缺乏統(tǒng)一的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，分布點(diǎn)位置、面積等全部依靠人工記載，地點(diǎn)只能到小地名。項(xiàng)目組在總結(jié)以往調(diào)查經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，創(chuàng)建了以GPS精細(xì)定位為基礎(chǔ)、以居群的地形、氣候、土壤、小生境、伴生植物以及當(dāng)?shù)孛褡濉⑽幕⒘?xí)俗、農(nóng)民認(rèn)知等為技術(shù)指標(biāo)的野生稻調(diào)查技術(shù)體系。組成嚴(yán)格培訓(xùn)的專業(yè)調(diào)查隊(duì)，對七省區(qū)及適合野生稻生存的浙江、江蘇和貴州三省進(jìn)行全面調(diào)查。發(fā)現(xiàn)我國仍然只有三種野生稻且未發(fā)現(xiàn)新的分布省。原記載的三種野生稻已經(jīng)喪失了76.41%，瀕危狀況十分嚴(yán)重。在以往調(diào)查未曾到達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)新發(fā)現(xiàn)58個(gè)野生稻居群，其中廣東河源新發(fā)現(xiàn)的藥用野生稻為我國藥用野生稻分布最東限，向東擴(kuò)展了1°30′E，該居群也為目前我國分布最北的藥用野生稻；云南普洱的疣粒野生稻為世界上唯一海拔超過千米的居群（1068m）。

　　項(xiàng)目組利用分子標(biāo)記檢測研發(fā)了居群采集技術(shù)，設(shè)定居群遺傳多樣性閾值，結(jié)合遺傳多樣性分析，制定了取樣間距以及取樣數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)。克服了以往憑經(jīng)驗(yàn)隨機(jī)取樣，取樣單株少，代表性差等問題。利用分子標(biāo)記剔除重復(fù)后獲得野生稻資源19153份，是我國1996年保存總數(shù)（5599份）的3.42倍，極大地豐富了我國野生稻基因庫。同時(shí)，按照野生稻種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，對野生稻形態(tài)性狀和典型特征進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，結(jié)合居群GPS定位信息及圖像信息，建立了包括所有居群地理信息、生態(tài)環(huán)境、特征特性、典型特點(diǎn)等基本信息以及棲息地、野生稻單株及其典型特征等圖像信息的GPS/GIS信息系統(tǒng)，并納入國家農(nóng)作物種質(zhì)資源信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)用戶的信息共享。使野生稻基礎(chǔ)研究者和育種家在未來任何時(shí)期都能隨時(shí)準(zhǔn)確獲得任一居群的全部信息，開展跟蹤監(jiān)測、保護(hù)生物學(xué)研究、起源進(jìn)化和利用研究等，還可為農(nóng)業(yè)部制定保護(hù)規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

　　科學(xué)保護(hù)，在國際上率先實(shí)現(xiàn)了野生稻瀕危居群的原生境保護(hù)

　　我國已形成了野生稻種質(zhì)庫和種質(zhì)圃相結(jié)合的異位保存體系，但尚無異位保存技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目組集成國內(nèi)外野生稻種質(zhì)庫、種質(zhì)圃保存技術(shù)，并根據(jù)國際發(fā)展趨勢，優(yōu)化各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，制定了《農(nóng)業(yè)野生植物異位保存技術(shù)規(guī)程》，由農(nóng)業(yè)部發(fā)布實(shí)施。按規(guī)程入庫入圃安全保存了從694個(gè)居群19153份，最大限度地保證了野生稻的遺傳多樣性。

　　野生稻分布范圍廣，生態(tài)環(huán)境復(fù)雜，確定重點(diǎn)區(qū)域和重要居群是原生境保護(hù)的關(guān)鍵。項(xiàng)目組進(jìn)行了中國野生稻遺傳結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)研究，發(fā)現(xiàn)廣東廣西南部和海南北部為我國普通野生稻和藥用野生稻的遺傳多樣性中心、海南和云南西南部為疣粒野生稻遺傳多樣性中心、北回歸線以南的珠江流域?yàn)槲覈酒鹪粗行摹⒁吧具z傳結(jié)構(gòu)受山體阻隔且具有典型的流域特征等特點(diǎn)，且江西東鄉(xiāng)、湖南茶陵、云南元江等邊緣居群生態(tài)環(huán)境脆弱。確定了以廣東廣西南部和海南北部為重點(diǎn)區(qū)域、其它區(qū)域按山體和流域確定重點(diǎn)居群、優(yōu)先保護(hù)邊緣居群的原生境保護(hù)策略。結(jié)合瀕危狀況調(diào)查，明確提出了23個(gè)極度瀕危的野生稻居群，列入了農(nóng)業(yè)部生物資源保護(hù)規(guī)劃。

　　項(xiàng)目組在在野生稻資源調(diào)查過程中，對野生稻居群的威脅因素進(jìn)行了系統(tǒng)分析，結(jié)合對野生稻居群分布、生態(tài)環(huán)境、交配系統(tǒng)、遺傳侵蝕、外來入侵物種、人畜活動(dòng)、伴生植物、當(dāng)?shù)剞r(nóng)民素質(zhì)等因素的綜合分析，研制了威脅因素評估技術(shù)，闡明了導(dǎo)致野生稻不同居群的致瀕因素。創(chuàng)立了適宜不同生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件、以消除主要威脅因素為導(dǎo)向的原生境保護(hù)技術(shù)。制定了《農(nóng)業(yè)野生植物原生境保護(hù)點(diǎn)建設(shè)技術(shù)規(guī)范》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用原生境保護(hù)技術(shù)，指導(dǎo)建設(shè)了65個(gè)野生稻原生境保護(hù)點(diǎn)（30個(gè)國家級、35個(gè)省級），在30個(gè)國家級保護(hù)點(diǎn)中，保護(hù)了列入農(nóng)業(yè)野生植物原生境保護(hù)規(guī)劃中的23個(gè)極度瀕危居群。原異位保護(hù)的野生稻數(shù)量均居世界第一。

　　創(chuàng)新利用，發(fā)掘的優(yōu)異種質(zhì)資源促進(jìn)了水稻產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展

　　項(xiàng)目組研發(fā)了《農(nóng)作物種質(zhì)資源鑒定技術(shù)規(guī)程-野生稻》和《農(nóng)作物種質(zhì)資源評價(jià)技術(shù)規(guī)程-野生稻》兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，對新收集的野生稻資源進(jìn)行農(nóng)藝性狀精準(zhǔn)鑒定，對育種急需的目標(biāo)性狀進(jìn)行重點(diǎn)鑒定評價(jià)。共鑒定三種野生稻資源42239份（次），評價(jià)出抗病蟲、抗逆、優(yōu)質(zhì)等優(yōu)異資源658份。其中，鑒定出在栽培稻中未發(fā)現(xiàn)的高抗南方黑條矮縮病、抗凍和強(qiáng)耐淹資源，為解決我國水稻生產(chǎn)出現(xiàn)的新病害南方黑條矮縮病和直播稻冷害嚴(yán)重、出苗差等重大問題儲(chǔ)備了豐富的基因資源。首次在稻屬植物中發(fā)現(xiàn)抗凍與耐鹽基因。

　　針對野生稻遺傳異質(zhì)度高、育種利用難以穩(wěn)定等問題，利用優(yōu)異野生稻資源，整合遠(yuǎn)緣雜交、胚拯救、花粉管導(dǎo)入與分子標(biāo)記輔助選擇、基因聚合等技術(shù)，創(chuàng)制了503份目標(biāo)性狀突出（抗病、抗蟲、耐旱、耐寒、耐熱、耐淹、大穗大粒等）的優(yōu)異新種質(zhì)。獲得的抗病、抗旱、耐瘠薄新種質(zhì)突破了疣粒野生稻（GG基因組）資源利用的瓶頸；從江西東鄉(xiāng)野生稻與栽培稻雜交后代選育出抗凍的新種質(zhì)是世界上僅有的能夠在北緯28°地區(qū)越冬的水稻材料；利用胚拯救和復(fù)合雜交育成將AA基因組的栽培稻和普通野生稻和CC基因組的緊穗野生稻（來自非洲）基因聚合，育成了一批株型緊湊、香味醇厚、抗稻瘟病的優(yōu)質(zhì)水稻新種質(zhì)。極大地提高了野生稻資源的可利用性。

　　項(xiàng)目組創(chuàng)新了以信息化為基礎(chǔ)的共享利用技術(shù)，建立中國野生稻GPS/GIS信息系統(tǒng)并納入中國作物種質(zhì)資源信息網(wǎng)，解決了野生稻保護(hù)和種質(zhì)創(chuàng)新與育種家結(jié)合不緊密的問題。收集的新資源、鑒定評價(jià)獲得的優(yōu)異資源及創(chuàng)新種質(zhì)、新品種被全國育種、科研、教學(xué)和生產(chǎn)單位廣泛利用，實(shí)現(xiàn)了種質(zhì)、技術(shù)和信息共享。全國213個(gè)單位（次）利用項(xiàng)目組提供的野生稻優(yōu)異資源和新種質(zhì)14015份（次），育成品種114個(gè)，累計(jì)種植面積2.3億多畝。2014～2016年推廣5282.16萬畝。項(xiàng)目組研制的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品已在野生稻保護(hù)和水稻育種中發(fā)揮重要作用，其廣泛應(yīng)用將為野生稻長久保護(hù)和水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。