野生稻是水稻家族的“祖先”,保存它们体内的“基因密码”,对于水稻育种有着重要作用。近日,南国早报记者从广西农科院了解到,全国最大的野生稻苗圃顺利搬家,安然度过冬天的考验。广西农科院水稻所专家对搬迁后种质存活情况进行全面检查,死苗率控制在1%内,搬迁效果良好。

水稻专家如何从野外分辨出1.5万种野生稻,又如何保证它们的基因代代遗传不走样?南国早报记者走进野生稻苗圃进行探访。

苗圃搬家:连稻泥也要“一锅端”

冬季并不是野生稻搬家的好时机,然而因为建设的需要,广西农科院的野生稻苗圃于去年12月开始启程去“新家”。

“一部分是盆栽的野生稻,这些就整盆‘端走’;种在田间的野生稻则要入圃,挖出大苗后要马上种植到新的科研基地。”国家种质南宁野生稻圃的研究员陈成斌说,野生稻苗圃从上世纪70年代起开始建设,目前广西30多亩的科研基地拥有全国数量最多的野生稻资源。苗圃最初设计是2000份材料的容量,经过不断扩容,如今有国家保护材料号的是1.5万份。

1份材料就是野生稻种植的一个品种。这1.5万份材料的搬迁,让数名科研人员和8个搬家公司忙了20多天。野生稻苗圃要搬家,不仅要搬走野生稻,连它们脚下的泥土也得“一锅端”。因为基地的泥是长期施用有机肥沤熟的沃土,已经被调理到最适合野生稻生长的土质。搬到新家后,经过水稻所专家调查,死苗率控制在1%内,新栽培种质长势良好,野生稻苗圃完成了顺利迁移。

陈成斌说,这也证明野生稻种质资源安全保存技术成熟可靠。野生稻圃搬迁第一期工程顺利结束后,就可以开展第二期工作。按野生稻保存技术规程要求办事,进行种苗复份保存,完全可以保证野生稻种质资源的长期安全保存。

资源寻找:广西拥有全国最多野生稻资源

将野生稻驯化成能被人类食用的栽培水稻,是人类文明史上的大事件。保存好野生稻的基因资源有着重要的意义。我国的野生稻原生地一度被破坏严重,曾有数据称原有记录78%的分布点已被毁灭。2002年~2009年,全国对此展开野生稻资源全面调查,结果显示毁灭的严重程度与“78%”的数据差不多。

调查摸清了全国野生稻的家底,幸存下来的野生稻原生地在广东、海南、云南、江西、湖南、福建等地都有分布。广东有较多分布,湖南、江西发现较少,分别有2个点、1个点。调查发现,广西拥有最庞大的野生稻资源。专家走访了我区61个县,最后确定广西还保存有325个点。

寻找分布点的野外调查是一个艰难的过程。野生稻看上去与其他野草并无差别,而科学家的任务就是用“火眼金睛”把它们分辨出来,对收到的材料用分子标记进行检测。

在寻找、收集的过程中,我区专家创造性使用了一种“居群法”。“超过100米,野生稻的传粉能力就没有了,因此遗传基因飘散不过去,所以我们以每100米的距离划分为一个自然居群。”陈成斌称,广西农科院野生稻苗圃的上万份材料,就是通过分析467个居群后确认的。

基因多样:近两万份材料个个不一样

不同品种的栽培稻身材也是大同小异,而野生稻相互之间却千差万别。记者在野生稻苗圃看到,有的野生稻高度达到半人高,有的低矮看似杂草;有的叶片窄而直立,有的宽而下垂。

“在野外调查的过程中,我们发现最高的野生稻达到5.6米。”陈成斌说,这种野生稻简直就像一棵树,颇像杂交水稻泰斗袁隆平形容的“水稻底下能乘凉”。

高个子有高个子的优势——这种“巨无霸”野生稻一个穗子能结1000多粒稻子(现在的栽培稻一般是200~300粒),科学家无疑可以在它们身上探寻高产的秘密。而科学家发现的最矮的野生稻不到20厘米,看上去跟一株野草差不多,只能结一二十粒稻谷。

产量虽高,可是高个子容易被风吹倒;果实虽少,但矮个子身上携带的矮秆基因,符合现在小麦、水稻等矮化育种的趋势。因此,这上万种野生稻所表现出来的多样性、差异性,就是大自然留给我们的宝贵资源。

在野生稻苗圃里,除了有国家编号的1.5万份材料外,还有3000多种野生稻“没名没分”,因为它们遗传距离太近,进不了国家编目。然而这些野生稻专家也不敢丢,依然精心延续它们的生命。陈成斌说:“大自然创造一个物种总有它的含义,只是我们暂时还没发现。”

基因保存:确保代代相传不走样

从野外进入科研基地,野生稻不再在熟悉的环境里生长,如何保证野生稻的遗传基因代代相传?野生稻专家们需要使用“多重保险”。

陈成斌表示,种在苗圃的野生稻每年都要割苗——即一抽穗就把它们割掉,不让它们进行有性繁殖,抑制它们的基因变化。但是在苗圃里种植3年后,必须在第4年移植到大田里,让它们自然地抽穗开花,让它们的遗传表达恢复,然后再从田间选出健康、优质的稻苗开始新一轮的过程。

为防苗圃遇到突发的自然灾害,野生稻资源还需要辅助以低温、干燥的种质库保存。在中期库里,种子能“沉睡”30年;在长期库里,种子能“沉睡”50年。在30年、50年时间期限内,它们被“唤醒”,依然还可以长出原来的样子。如此一来,科研人员能腾出不少时间、精力。

除了苗圃+种质库,科学家还用微库“加了一道保险”。“微库”就是试管苗库——培养瓶里是缩小版的野生稻,试管里保存着野生稻的基因和细胞。微库保存的方法还能有效解决热带的野生稻种子在南宁越冬的问题。

除了这些努力,目前,科学家还在探索野生稻资源原生地保护。其中,在玉林建成的野生稻保护区,核心区面积有302亩,缓冲区200多亩,是全球最大的野生稻保护区。