我国科学家首次构建野生稻保存保护网

我国科学家首次构建野生稻保存保护网

　　

　云南省农业科学院研究员黄兴奇带领的科研团队，首次对云南野生稻从DNA分子、细胞、植株、种子到原生地、异地集中等进行了深入研究，建立了野生稻保存保护网，并有重要发现。近日，该项目获得云南省自然科学奖一等奖。

　　野生稻是水稻的原始祖先，被专家称为“植物中的大熊猫”，在长期自然选择中形成了丰富的变异类型、极强的环境适应性，保留了诸多栽培稻已丢失的抗逆、抗病虫害、优质、高产、广适性等优良基因，是改良栽培稻的宝贵基因库。我国水稻育种两次著名的突破，都利用了野生稻的优良特性。其中，袁隆平院士就是利用了野生稻中的基因研究出世界领先水平的杂交稻，对解决我国粮食问题作出了巨大贡献。因此，野生稻的保护研究和利用一直是国内外稻作研究的焦点。

　　云南是同时拥有全国3种野生稻资源的两个省份之一。云南野生稻分布广、生态类型多，蕴藏着十分丰富的优良基因。但随着农业生产发展和人类活动范围的扩大，野生稻自然分布资源处于濒危状态。过去，人们对云南野生稻资源的研究深度和系统性不够，对其诸多遗传特性尚不清楚，制约了其有效利用。

　　近年来，云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所在国家自然科学基金委、农业部及云南省科技厅、农业厅的资助下，应用现代生物技术与常规技术结合，在云南野生稻资源现状调查与收集研究方面取得重大进展：明确了云南野生稻资源自然分布现状，新发现1个普通野生稻自然分布点、2个药用野生稻分布点、10个疣粒野生稻分布点，并用分子鉴定手段对新发现材料进行了验证；结合云南野生稻居群间和居群内遗传多样性分析，探讨了云南野生稻资源的濒危程度和原因，提出了多项保存保护建议；为启动国家“云南野生稻资源原位保护区建设”等项目提供了科学依据。

　　在保存保护体系研究方面：首次提出了构建云南野生稻资源从DNA分子、细胞、植株、种子到原生地、异地集中保存保护网的构想；建立了云南野生稻原位基地、异地集中基地、细胞工程和DNA分子的多层面保护体系，保存了近50个生态居群野生稻材料；建立了云南3种野生稻基因文库。野生稻资源的保护工作成功防止了资源的进一步消亡，也避免了这些重要的战略资源流失国外。生物所在野生稻资源方面提出的保护理论和实践经验，在其他珍稀植物资源保存保护上也具有重要指导意义。

　　在主要遗传特性鉴定评价研究方面：首次完成云南3种野生稻生长发育特性、主要农艺性状和遗传多样性的系统鉴定，发现诸多特异优良性状及材料。在国内外首次报道了云南野生稻抗稻瘟病和白叶枯病系统鉴定结果。发现云南野生稻稻米综合品质远优于栽培稻，蛋白质含量高，直链淀粉含量适中。其中，氨基酸和10种矿质元素在野生稻研究中是首次报道。提出了云南普通野生稻尚未出现黏糯分化的学术观点。研究发现元江普通野生稻是国内最原始的普通野生稻种，具有极高的研究和利用价值。

　　在优异种质基因发掘研究方面：填补了诸多国际空白，首次在国际上大规模分离出野生稻抗病基因同源片段，并在GenBank上注册登记新基因片段30个；首次构建普通野生稻、疣粒野生稻和药用野生稻cDNA文库；首次从云南普通野生稻中分离克隆抗稻瘟病Pi-ta同源基因2个、抗白叶枯病Xa21同源基因4个，并开展了相关基因结构与功能、比较基因组学和亲缘演化关系的研究，极大地丰富了野生稻基因组学研究的内涵。

　　在野生稻遗传资源发掘利用方面，通过远缘杂交、胚挽救和杂交后代的分子标记辅助选育等生物技术手段，成功地把普通野生稻的一些优良遗传特性转移到栽培水稻中，获得了一批携带野生稻相关优异性状的水稻新材料；培育出2个优质高产新品系，20多个综合优良株系，100份单性状优良株系；为育种和生产部门提供了一批优良材料。

　　该项目在RGN、Plant Science、Journal of Integrative Plant Biology、《中国农业科学》、《作物学报》等刊物和国际国内学术大会上发表研究论文30多篇。研究成果填补了诸多本领域的国际国内空白，在珍稀植物资源保存保护、稻作进化、野生稻基因组研究和优异种质基因发掘利用等方面具有重要科学价值。此外，通过研究培养了人才，共培养博士、硕士15名，建立起一支实力雄厚的从事野生稻调查评价、保存保护、发掘利用研究的团队。

　　该项目建立的研究平台为珍稀植物资源保存保护、稻作分子进化、野生稻基因组学和云南野生稻优异种质基因的发掘和利用奠定了良好基础，可为水稻改良源源不断地提供优良基因。研究取得的成果被鉴定专家组肯定为“整体成果达到国际先进水平，部分成果达到国际领先水平”。2005年，该项目在全国基因组学大会上被评为先进研究奖。