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像種果樹一樣種水稻

健康知識養生常識

本文轉自：北京日報
中國科學家實現水稻育種領域又一次革命
像種果樹一樣種水稻
張石來
經過近萬年的人工選擇 ， 人類把糧食作物從其多年生野生近緣種馴化成了一年生栽培種 ， 為人類的繁衍生息提供了物質基礎 。 水稻是我國重要的糧食作物 ， 也是亞洲近90%人口的主要糧食作物 。
那么 ， 能否創制出像果樹、甘蔗一樣的稻作新類型 ， 即多年生稻 ， 實現種植一次連續收獲多年？這聽起來有些像天方夜譚 ， 卻被云南大學胡鳳益研究團隊成功實現 。
不久前 ， 國際權威學術期刊《科學》雜志公布“2022年度十大科學突破” ， 云南大學胡鳳益團隊創制的多年生稻研究成果入選該榜單 ， 成為中國唯一入選也是農業類唯一入選的科學突破 。 本報邀請研究團隊作者撰文介紹這項研究 。
像種果樹一樣種水稻
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多年生稻母本：RD23 ， 亞洲栽培稻 。
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多年生稻父本：長雄野生稻 ， 地下莖發達 。
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PR23多年生稻 。
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PR23多年生稻成熟期表現 。
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胡鳳益（左三）和他的團隊在試驗田里 。
利用長雄野生稻的最初嘗試
經過近萬年的人工選擇 ， 人類把糧食作物馴化成了一年生栽培種 。 水稻在經歷了矮化育種（第一次綠色革命）和雜種優勢利用（第二次綠色革命）后 ， 單產和品質有了很大的提高 ， 但即便如此 ， 種植水稻的比較效益依然低下 。 概括起來 ， 一年生稻作生產方式存在種子投入量大、勞動力和農機具投入大、水土流失加劇、土壤結構破壞和養分失衡等社會經濟和生態環境問題 。
如果能夠創制出像果樹、甘蔗一樣的稻作新類型 ， 即多年生稻 ， 就可以實現種植一次 ， 連續收獲多年 。 自第二年（季）起 ， 不需要犁田耙田、買種育秧、移栽等生產過程 ， 中間只需和水稻一樣的田間管理 ， 可以極大地減少稻作生產環節 ， 實現稻作生產輕簡化 ， 進而達到節本增效 ， 提高種糧效益 。
我們常說的水稻 ， 即亞洲栽培稻 ， 經過近萬年馴化和人工選擇 ， 是沒有多年生性的 ， 即便有些品種在某些熱帶合適地區能夠實現再生 ， 但其產量與當季正常移栽的水稻產量有一定差距 ， 不適合商業化生產 。 因此 ， 尋找具有多年生性的種質資源成了創制多年生稻的關鍵因素 。
地下莖是許多植物實現無性繁殖和維持多年生的重要器官 ， 是培育多年生作物的重要供體 。 稻屬有22個野生種 ， 其中長雄野生稻因具有地下莖無性繁殖特性且與水稻具有相同的AA基因組 ， 而被看作是培育多年生稻的理想材料 。
在實踐過程中 ， 長雄野生稻與栽培稻間存在嚴重的種間生殖隔離 ， 如雜交幼胚致死、雜種不育等 ， 極大地限制了長雄野生稻包括多年生性等有利性狀（基因）向栽培稻轉移的進程 。
國內最早開展這項研究的當屬四川農科院的李勤修研究員 ， 他于1977年將柳州野生稻和栽培稻的后代與長雄野生稻繼續雜交 ， 獲得了具有地下莖的雜交一代植株 ， 期望繼續選育出宿根雜交稻并實現“一次制種無性繁殖用多年”的目標 ， 但經過20年的努力并未成功 ， 他在1997年《西南農業學報》發表的文章指出：“由于高產與越冬性不能兼顧 ， 以及后代很難純合等多方面原因 ， 很難培育出高產的宿根稻 。 ”之后 ， 隨著李勤修研究員的離世 ， 團隊終止了該研究 。