植物学史
在19世纪初中国就利用野生稻的优异特性进行水稻育种。20世纪30年代,丁颖将野生稻作为亲本育成了耐寒强的新品种中山1号,并先后育成86个中山1号衍生品种;20世纪70年代,袁隆平又利用野生稻雄性不育的特性,实现了籼型杂交水稻三系配套技术,并成功利用野败选育三系技术配制出一批优良的杂交水稻组合。生产上使用的杂交稻组合95%以上是由野败型或与野败型相类似的细胞质不育系配组而成,产量、抗性和品质等指标都得到显著提升。
野生稻
形态特征
多年生水生草本。秆高约1.5米,下部海绵质或于节上生根。叶鞘圆筒形,疏松、无毛;叶舌长达17毫米;叶耳明显;叶片线形、扁平,长达40厘米,宽约1厘米,边缘与中脉粗糙,顶端浙尖。
圆锥花序长约20厘米,直立而后下垂;主轴及分枝粗糙;小穗长8-9毫米,宽2-2.5(3)毫米,基部具2枚微小半圆形的退化颖片;成熟后自小穗柄关节上脱落;第一和第二外稃退化呈鳞片状,长约2.5毫米,具1脉成脊,顶端尖,边缘微粗糙;孕性外稃长圆形厚纸质,长7-8毫米,具5脉,遍生糙毛状粗糙,沿脊上部具较长纤毛;芒着生于外稃顶端并具一明显关节,长5-40毫米不等;内秤与外稃同质,被糙毛,具3脉;鳞被2枚;雄蕊6,花药长约5毫米;柱头2,羽状。颖果长圆形,易落粒。
野生稻
生长环境
生长于海拔600米以下的江河流域,平原地区的池塘、溪沟、藕塘、稻田、沟渠、沼泽等低湿地。在中国儋州市和庆农场的野生稻喜生长于海拔140-150米区域,多生活在池塘、沟渠、沼泽等各种地势较低的潮湿地带,丘陵脚下南北走向常年流水的水沟内,以及藤本植物和橡胶树所遮蔽的阴凉处均有野生稻生长。
生长区为温暖潮湿的热带、亚热带气候,平均温19-23℃,1月平均温10℃左右,年最高温度大多为37-38℃,年降水量1119-2664毫米,相对湿度常在75-85%。在黏土、壤土、沙壤土上均能生长。为短日照植物,喜阳光。
对中国广东东乡野生稻原生态保护区杂草群落结构研究表明,原生态位区块主要伴生杂草有李氏禾(Leersia hexandra Swartz.)、水毛花(Scirpus triangulatus Roxb.)、柳叶箬(Isachne globosa (Thunb.) O. Kuntze)、糠稷(Panicum bisulcatum Thunb.)、刺蓼(Polygonum senticosum (Meisn.) Franch. et Savat.)、酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium Linn.)、矛叶荩草(Arthraxon lanceolatus (Roxb.) Hochst.)、龙师草(Eleocharis tetraquetra Nees)、慈姑(Sagittaria trifolia Linn. var. simensis (Sims) Makino)、畦畔莎草(Cyperus haspan Linn.)、水筛(Blyxa japonica (Miq) Maxim.)、黄花狸藻(Utricularia aurea Lour.)、稗荩(Sphaerocaryum malacense (Trin) Pilger)等。在人为干扰多的区野生稻的伴生杂草,出现了无芒稗(Echinochloa crusgalli var. mitis (Pursh) Peter.)、双穗雀(Paspalum paspaloides (Michx) Scribn.)、李氏禾、鸭舌草(Monochoria vaginalis (Burm.f) Presl Kunth.)等栽培稻区的重要杂草,形成这种群落结构的主要原因是稻田灌水和人为夹带等途径生态保护区和人为干扰区的共性杂草是李氏禾、糠稷、酸模叶蓼等。
分布范围
分布于澳大利亚、孟加拉国、柬埔寨、中国、哥伦比亚、厄瓜多尔、圭亚那、印度(果阿、泰米尔纳德邦、奥里萨邦、比哈尔邦、卡纳塔克邦、中央邦、安得拉邦、喀拉拉邦、马哈拉施特拉邦、阿萨姆邦、北方邦、西孟加拉邦)、印度尼西亚(巴布亚、贾瓦、加里曼丹、苏拉威西岛)、老挝、马来西亚、缅甸、巴布亚新几内亚、菲律宾、斯里兰卡、泰国、越南。在中国分布于江西、湖南、广西、广东、云南、云南、福建、香港、台湾等地,其中东起广东饶平、西至云南盈江、南起海南、北至江西的137个县(市)都有野生稻分布,而东乡野生稻是发现的分布“最北”(北纬28°14、东经116°36′)的野生稻。
生长习性
花果期4-5月和10-11月。抽穗期的变异较大,4月中旬至5月中句抽穗的约占20%,大多在10-11月出穗。不同野生稻居群有不同的开花期和开花习性。中国广东高州野生稻在陵水1 开花2次:第1开花期在4月中旬至6月中旬,历时约60天,开花高峰期为5月13-22日,日开花历时主集中在11:20-13:00,日开花高峰在13:30左右,第2开花期在8月下旬至10月下旬,历时45天,花高峰期在9月8-18日,日开花历时在11:15-12:50。日开花高峰在11:30左右。2次开花花开放特性基本相同,柱头外露表现为单露率46.23%,双露率49.14%,柱头总外露率达95.37%.。个颖花从开颖到闭颖一般需1.5-2.5小时,开颖角度为29.9°-32.4°。上,下半年2个季次的花粉育性分为89.67%和85.62%,平均结实率分别为58.81%和55.79%。海南野生稻一般1年仅开花1次,开花期在10月中旬至12月中旬,这与高州野生稻在陵水1年开花2次的表现有明显差异。
在中国儋州野生稻居群开花的高峰期为20天左右,单穗开花的持续时间为7-11天,单丛开花持续时间为15-25天,较海南其他地方的野生稻开花时间长。野生稻的花粉可育率与花粉活性均低于栽培稻,花粉量也较低,花粉粒较小。因此,野生稻的授粉能力低于栽培稻。与栽培稻相比,野生稻的花粉传播范围较小,散粉能力差。
繁殖方法
野生稻繁育扩种主要有2种方式:一是依靠地下根茎繁衍,在选好扩种地后,可采野生稻地下的根茎进行扩种,扩种规格为1-2条根茎/平方米,种植后注意灌水保活;二是等到野生稻种子成熟时进行采摘,晒干,净种,贮存,于翌年4月初可进行播种、繁殖、扩种。
主要价值
科研野生稻作为亚洲栽培稻的近缘祖先种,是稻种资源的重要组成部分、水稻杂交育种工作中最为重要的材料,具有较高的研究、开发与利用价值。对稻类植物的起源、发展演变和类型等研究具有重要作用。因此,做好野生稻原生境的保护工作对推动中国育种事业的发展具有重要意义。
野生稻是水稻种质资源天然的基因库,在长期的自然选择压力下,积累了栽培稻具有的诸多优良遗传基因,具有众多可供现代水稻育种和生物技术利用的特异性状,有利于栽培的遗传改良。生产上栽培的水稻品种,都是野生稻通过长期驯化而获得。获取遗传多样性丰富资本,突破育种瓶颈,是育种工作的重要途径。因此,野生稻种质资源的收集、保存和利用备受和工作者的关注。野生稻蕴含许多优良基因,如耐寒、抗虫、耐病、耐涝、耐盐、抗干旱、抗草等性的基因挖掘,不断获得成功。利用育种、分子标记等手段挖掘野生稻的优良基因,可提高栽增抵御病虫草害的能力,改良水稻的生物学性状,提高水稻品种和产量。中国东乡野生稻基序列研究表明,粳稻与中国野生稻聚在1个亚群中,揭示了粳稻起源于中国。胚拯救、受精后的幼胚培养、受精前的子房内授粉、原生质体融合、多倍体化和组织培养等技术的不断改进生稻有利基因的有效、高效利用提供了有效手段。
饲用野生稻与栽培饲料稻相比更具优势,其蕴藏着栽培稻不具有或已消失的优良特性,如较强的抗逆性(耐寒、耐盐、耐旱和耐涝)、高抗病虫性(抗白叶枯病、稻瘟病、纹枯病、褐飞虱等)、高蛋白质含量、功能叶耐衰老、生长优势强(分蘖力强、生长速度快、根系发达、再生能力强)和广亲和等,可直接开发作为全株饲料稻或为培育优质全株饲料稻提供优良种质资源。
保护现状
保护级别列入《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》(IUCN 2017年 ver 3.1)——无危(LC)。
列入《中国生物多样性红色名录-高等植物卷》——极危(CR)。
列入《中国国家重点保护野生植物》——Ⅱ级。
种群现状由于地理位置、地形和气候条件的独特性,孕育了野生稻种及其种群的遗传多样性,然而,随着人类活动范围的不断扩大和当地生态环境的不断恶化,野生稻的原生境破坏呈加重趋势。海南野生稻原生地被毁灭现象十分严重。野生稻种质资源价值高,而居群外通常有栽培稻种植,很大程度上影响了野生稻的遗传独立性,因此,保护野生稻资源刻不容缓。
濒危原因渐危种。长期以来对野生稻保护不力,很多野外生境受到破坏或人为干扰,以及边生态环境的改变,野生稻原生态位受到威胁,种群严重退化,突出表现为种群数量减少、面积缩小、生存空间不断萎缩,“濒危”日显。海南野生稻原生地被毁灭现象十分严重,野稻资源已消失82.2%,其他2种野生稻,如疣粒野生稻,只保留有7个居群点,且83.9%的居群中度和重度外界干扰下,药用野生稻仅存于保亭和陵水2个县,分布点只是原来的13-15%。东乡野生稻原生地已由最初的9个减少为3个,分布面积由003-0.04公顷缩至0.001公顷。杂草过度滋生一些保护区出现外来植物入侵,使野生稻的生态位竞争更趋激烈,不采取有效保护,种群极易缩。野生稻还因垦荒、挖瑭养鱼、放牧、修建基础设施、设立开发区和旅游点以及环境污染、环恶化等多种因素的影响,其自然群落迅速减少。
保护措施原生境保护
自2005 年以来,中国海南儋州市开启了野生稻原生境保护点的建设与保护工作。儋州野生稻作为原生态植物种类之一,需要科学的管理。为确保原生境内野生稻的良好基因得以保存,应遵循“自然生态、安全环保”的原则进行管理。一是保护区域内尽量减少、避免外来人、畜禽对保护点的影响。二是把野生稻核心区的自然生态环境保护作为整个原生境保护点的工作核心。如除草,需到了恶性杂草严重影响野生稻居群自然生长与繁育时才进行,杜绝化学除草剂及其它农药的使用,采用人工拔除或用浸水除草法让杂草自然死亡。人工拔草时不能将杂草拔除过于干净,以保证原生境的生物多样性。浸水除草法是利用野生稻具有良好抗逆性的特点,通过长时间灌水浸泡让与野生稻处于同一地块的野草自然死亡。灌水是确保野生稻生存的重要工作之一,太过干旱时需及时灌水,让野生稻正常生长。野生稻原生境保护的所有管理措施的宗旨和目的就是创造条件,让野生稻的生长环境处于最接近原始的生态环境。
种质资源保护
与栽培稻相比,野生稻的花粉传播范围较小,自交结实率、花粉成活率较低,花粉量较少。因此,要注意保持野生稻的遗传独立性。在野生稻居群100米内尽量不要种植栽培稻,以防栽培稻与野生稻相互授粉,使得野生稻种质资源不纯。同时,栽培稻的花粉传播能力强,成活率高,可能会与野生稻居群形成竞争关系,限制野生稻居群的繁衍,所以应用铁丝网将保护点围住,使保护点与周边农业生产活动区隔离开,避免保护点环境遭受外来破坏。
繁育扩种
野生稻遗传资源是开展水稻遗传育种和生物研究的物质基础。野生稻资源含有许多优异基因,是栽培稻突破性育种、稻作理论研究的宝贵材料。当种群濒临灭绝时,繁育扩种是保护野生稻的有效手段之一。由于人类活动和生态环境的改变,野生稻居群的生长受到影响,加之自身的发芽率较低,自交不亲和等特点。因此,必要时应进行人为繁育扩种。
食物营养成分
食物名称 | 野生稻 |
含量参考 | 约每100克食物中的含量 |
能量 | 357 千卡 |
发现记录
2022年10月消息,在南宁市上林县白圩镇发现野生稻。[2]