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            尋找水稻育種新方向 浙大學者帶領國際團隊研究全球水稻返祖現象

            發布時間:2020-04-18來源:浙江新聞客戶端作者:曾福泉 柯溢能0

            久已馴化的水稻也會重新變“野”。去馴化的水稻被稱為雜草稻,或者“鬼稻”。這種“山寨版”的水稻作為稻田惡性雜草,嚴重影響水稻生產。

            浙江大學農業與生物技術學院樊龍江教授領導的國際研究團隊耗時三年多,對涵蓋各大洲來自16個主要水稻生產國的稻區都進行了抽樣,在對524份雜草稻的研究中發現,水稻在世界各稻區均存在去馴化現象。這項調查也對水稻進化、資源利用和雜草稻防控具有重要意義。相關研究成果近日在線發表在開放獲取期刊《基因組生物學》(Genome Biology)上。

            樊龍江說,樣本群體遺傳學分析顯示,全球稻區發生的雜草稻都來自栽培稻,而且這個去馴化過程是一個持續的過程。每年收割水稻時都會有種子落粒,田里種子數量越多,進化出雜草稻的概率越大。

            科學家意識到,返祖現象是適者生存的自然選擇。人們對水稻高產的不斷改良,谷粒變大且不易脫落,這樣一來便于收割增產提效。但這一改良滿足了人類需求卻改變了水稻的生存法則——原有的繁衍生存機制被破壞。

            因此,雜草稻需要不斷適應新的變化,讓自己生存下來。“落粒是種子回歸土壤實現繁衍的關鍵一步,是在自然界生存最重要的機制。同時將種子變小,也是為了便于傳播生長。”樊龍江說,為了自身物種的繁衍,趨向于野生特征,是不可抗拒的大趨勢。這也是雜草稻恢復脫落生長的重要原因。

            雜草稻目前已成為了我國稻田除稗草外最嚴重的雜草。雜草稻在有限的空間中與栽培稻開展競爭,比如爭水分、爭光照、爭養料。由于其遺傳背景與栽培稻極其相似,除草劑難以根除,給水稻生產帶來極大影響。

            在這次調查中,科研人員發現全球特別是南美稻區存在大量雜交起源的雜草稻。雜交讓雜草稻和栽培稻一樣同樣獲得了除草劑的抗性。科研人員建議,要盡可能防止不同水稻品種間的串粉,加強對育種過程的管控來減少雜草稻的出現。

            難以除凈雜草稻的另一個原因就是從外形上很難區別,在苗期雜草稻就與栽培稻“較勁”,抽穗之后還會率先成熟。“現在水稻種植大多采用直播,省時省力。缺點就在于給了雜草稻與栽培稻一起發芽的機會,相同的‘起跑線’,這也就是為什么雜草稻越來越多的原因之一。”

            化危機為轉機,中外科學家在對雜草稻的研究中不斷尋覓新的育種方向。雜草稻在一定條件下能夠度過田間冬季的嚴酷環境,直到稻季才發芽。這種能力來自于從休眠中“覺醒”的種子及其強勁的發芽勢。科學家們很希望將這種“發芽率高長勢強”的優點應用到水稻育種當中,通過提高自然適應能力,為增產增收開辟新的思路。


            浙江新聞客戶端2020年4月17日

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