儋州市普通野生稻原生境保護(hù)與繁育現(xiàn)狀①

孫建華

(儋州市農(nóng)林科學(xué)院 海南儋州571700)

中國(guó)現(xiàn)有野生稻種類主要有普通野生稻（Oryza rufipogonGriff．）、藥用野生稻（Oryza officinalisWall．） 和 疣 粒 野 生 稻（Oryza meyerianaBaill．）3 種，在海南省均有分布［1］。目前，在海南省的15 個(gè)市（縣） 共發(fā)現(xiàn)154 個(gè)野生稻自然居群［2］。儋州市是普通野生稻居群的分布地區(qū)之一。為了更好地保護(hù)這些珍貴資源，2005 年，儋州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心工作人員將一部分野生稻進(jìn)行移栽擴(kuò)種，并加強(qiáng)了保護(hù)工作［3］。海南省參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“農(nóng)業(yè)野生植物原生境保護(hù)點(diǎn)建設(shè)技術(shù)規(guī)范”，在儋州建立了普通野生稻原生境保護(hù)點(diǎn)［4］。

普通野生稻作為亞洲栽培稻的近緣祖先種，是稻種資源的重要組成部分、水稻雜交育種工作中最為重要的材料，具有較高的研究、開發(fā)與利用價(jià)值［5］。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的自然選擇和進(jìn)化，儋州市普通野生稻具備較強(qiáng)的適應(yīng)能力，能適應(yīng)多種氣候、土壤和地貌條件，分蘗力強(qiáng)、種質(zhì)資源豐富。因此，野生稻資源保護(hù)點(diǎn)的普通野生稻谷粒狹長(zhǎng)，米質(zhì)較好。王曉玲等［6］發(fā)現(xiàn)，儋州普通野生稻居群開花的高峰期為20 d 左右，單穗開花的持續(xù)時(shí)間為7 ～11 d， 單叢開花持續(xù)時(shí)間為15 ～25 d，較海南其他地方的野生稻開花時(shí)間長(zhǎng)。由于地理位置、地形和氣候條件的獨(dú)特性，孕育了普通野生稻種及其種群的遺傳多樣性，然而，隨著人類活動(dòng)范圍的不斷擴(kuò)大和當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的不斷惡化，當(dāng)前普通野生稻的原生境破壞呈加重趨勢(shì)［7］。保護(hù)點(diǎn)的建立有效地改善了我國(guó)普通野生稻原生境不斷被破壞的境況。由于不同保護(hù)點(diǎn)的野生稻資源不同，原生境的生態(tài)環(huán)境也不一樣，因此，有針對(duì)性調(diào)查不同保護(hù)點(diǎn)，對(duì)更好保護(hù)當(dāng)?shù)仄胀ㄒ吧举Y源具有非常重要的意義［8］。目前，海南野生稻原生地被毀滅現(xiàn)象十分嚴(yán)重。野生稻種質(zhì)資源價(jià)值高，而居群外通常有栽培稻種植，很大程度上影響了普通野生稻的遺傳獨(dú)立性，因此，保護(hù)野生稻資源刻不容緩。儋州市是我國(guó)擁有最原始野生稻的地區(qū)之一，也是海南省普通野生稻居群較多的地區(qū)，做好普通野生稻原生境保護(hù)點(diǎn)的保護(hù)工作對(duì)于農(nóng)業(yè)科研和國(guó)家種業(yè)的發(fā)展意義重大。本研究首次以海南儋州市普通野生稻保護(hù)點(diǎn)為對(duì)象，調(diào)查總結(jié)該保護(hù)點(diǎn)的普通野生稻資源和保護(hù)經(jīng)驗(yàn)，并進(jìn)行相應(yīng)討論，以期為普通野生稻相關(guān)保護(hù)工作提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

選取儋州市和慶農(nóng)場(chǎng)四隊(duì)丘陵腳下的水溝內(nèi)及藤本植物和橡膠樹所遮蔽的陰涼處作為調(diào)查樣點(diǎn)［9］。

1.2 方法

工具：種子袋、網(wǎng)袋、塑料袋、GPS、筆記本、鉛筆、標(biāo)簽、數(shù)碼相機(jī)等。

每10 d 收集記錄原生境內(nèi)每一個(gè)野生稻居群的資料，包括編號(hào)、原產(chǎn)地、生境、典型形態(tài)學(xué)特征等。每月應(yīng)用GPS 全球定位技術(shù)采集所有普通野生稻分布點(diǎn)的經(jīng)緯度、海拔高度和分布面積的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)； 每20 d 用高像素?cái)?shù)碼相機(jī)分別采集野生稻原生境分布點(diǎn)的全貌，野生稻群體、單株、伴生植物以及周邊生態(tài)環(huán)境的圖片。

每月以原生境野生稻居群為取樣單位，每個(gè)居群收集種子、花粉、根莖10 份以上，為了避免采集到同一個(gè)體的無(wú)性系，個(gè)體采集間距大于5 m，某些小居群可低于此標(biāo)準(zhǔn)或者全部采集，但每株只采集其分蘗。測(cè)定種子的發(fā)芽率、成苗率，花粉的可育率、活性、大小、花粉量，自交結(jié)實(shí)性，同時(shí)統(tǒng)計(jì)每個(gè)居群的植株成活率、死亡率、依靠種子繁殖與根莖分蘗繁殖的比率。利用數(shù)碼相機(jī)高速攝像技術(shù)拍攝普通野生稻花粉的運(yùn)動(dòng)軌跡圖像，結(jié)合風(fēng)洞模擬試驗(yàn)方法采集100 m 的花粉數(shù)據(jù)［10］。

2 結(jié)果與分析

2.1 儋州市普通野生稻資源分布

由表1可以看出，儋州市和慶農(nóng)場(chǎng)的普通野生稻喜生長(zhǎng)于海拔140～150 m 區(qū)域，面積6.67 hm2，為所占面積較大的海南省普通野生稻保護(hù)區(qū)。由圖1～4 可以看出，和慶農(nóng)場(chǎng)普通野生稻多生活在池塘、溝渠、沼澤等各種地勢(shì)較低的潮濕地帶，和慶農(nóng)場(chǎng)丘陵腳下南北走向常年流水的水溝內(nèi)，以及藤本植物和橡膠樹所遮蔽的陰涼處均有普通野生稻分布。

表1 和慶農(nóng)場(chǎng)普通野生稻居群分布現(xiàn)狀

圖1 勘察野生稻生境

圖2 觀察保護(hù)區(qū)外栽培稻生長(zhǎng)情況

2.2 儋州市普通野生稻資源生長(zhǎng)概況

圖3 河邊野生稻居群分布

圖4 保護(hù)區(qū)外生態(tài)環(huán)境

本研究所用的數(shù)據(jù)主要來(lái)源于海南省儋州市氣象觀測(cè)站1971～2018 年歷史逐月氣溫和降水量等氣象資料。采用每10 年為一個(gè)基準(zhǔn)研究周期。由表2、3 可以得出：儋州市的年平均氣溫為23℃左右，相對(duì)濕度82%～84%，適宜普通野生稻的生長(zhǎng)；儋州市的年降水量為1 500～2 000 mm，雨量充沛，能滿足普通野生稻對(duì)水分的需要；全年≥0℃活動(dòng)積溫在8 400℃以上，熱量資源豐富，年日照時(shí)間長(zhǎng)，有利于普通野生稻的繁殖；普通野生稻的開花結(jié)實(shí)期為每年4～5 月及10～11 月，此時(shí)儋州市雨水較少，溫度適宜，有利于野生稻開花及授粉。

表2 儋州市氣候條件概況

2.3 普通野生稻的花粉性狀

由表4可知，普通野生稻的花粉可育率與花粉活性均低于栽培稻，花粉量也較低，花粉粒較小。因此，普通野生稻的授粉能力低于栽培稻。由表5可知，在居群5 m 內(nèi)，栽培稻與普通野生稻的花粉均有分布；超過(guò)5 m 后，隨著距離的延長(zhǎng)，花粉含量越來(lái)越少，80～100 m 栽培稻與普通野生稻的花粉分布最少，趨近于0。而5～80 m 栽培稻的花粉含量高于普通野生稻，說(shuō)明與栽培稻相比，普通野生稻的花粉傳播范圍較小，散粉能力差。

表3 普通野生稻適宜環(huán)境條件

表4 栽培稻與普通野生稻的花粉表現(xiàn)性狀

表5 栽培稻與普通野生稻100m內(nèi)花粉分布情況 %

2.4 普通野生稻的繁衍特性

由表6可知，普通野生稻大多依靠根莖分蘗進(jìn)行繁殖，約占每個(gè)居群的75%，利用種子進(jìn)行繁殖僅占居群的25%；野生稻的自交結(jié)實(shí)率差，發(fā)芽率較低，僅為42%；同時(shí)，成苗率高于死亡率，說(shuō)明普通野生稻居群在穩(wěn)步增長(zhǎng)過(guò)程中，繁衍氛圍良好。

表6 普通野生稻居群繁殖表現(xiàn)情況 %

3 儋州市普通野生稻資源保護(hù)策略與建議

3.1 原生境保護(hù)

儋州市高溫多濕的氣候條件使得普通野生稻在進(jìn)化過(guò)程中受隔離，定向選擇的壓力小，個(gè)體基因的變異可以得到自然遺傳，并且很容易迅速擴(kuò)增、壯大群體，形成新的多樣性遺傳類群。因此，維持儋州市普通野生稻原生境的生態(tài)環(huán)境對(duì)野生稻資源保護(hù)具有重要的作用。

自2005 年以來(lái)，儋州市開啟了野生稻原生境保護(hù)點(diǎn)的建設(shè)與保護(hù)工作，取得了良好的成效［12］。

儋州野生稻作為原生態(tài)植物種類之一，需要科學(xué)的管理。為確保原生境內(nèi)野生稻的良好基因得以保存，應(yīng)遵循“自然生態(tài)、安全環(huán)保”的原則進(jìn)行管理。一是保護(hù)區(qū)域內(nèi)盡量減少、避免外來(lái)人、畜禽對(duì)保護(hù)點(diǎn)的影響。二是把野生稻核心區(qū)的自然生態(tài)環(huán)境保護(hù)作為整個(gè)原生境保護(hù)點(diǎn)的工作核心。如除草，需到了惡性雜草嚴(yán)重影響野生稻居群自然生長(zhǎng)與繁育時(shí)才進(jìn)行，杜絕化學(xué)除草劑及其它農(nóng)藥的使用，采用人工拔除或用浸水除草法讓雜草自然死亡。人工拔草時(shí)不能將雜草拔除過(guò)于干凈，以保證原生境的生物多樣性。浸水除草法是利用野生稻具有良好抗逆性的特點(diǎn)，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間灌水浸泡讓與野生稻處于同一地塊的野草自然死亡。灌水是確保野生稻生存的重要工作之一，太過(guò)干旱時(shí)需及時(shí)灌水，讓野生稻正常生長(zhǎng)［13］。野生稻原生境保護(hù)的所有管理措施的宗旨和目的就是創(chuàng)造條件，讓普通野生稻的生長(zhǎng)環(huán)境處于最接近原始的生態(tài)環(huán)境。

3.2 普通野生稻種質(zhì)資源保護(hù)

與栽培稻相比，普通野生稻的花粉傳播范圍較小，自交結(jié)實(shí)率、花粉成活率較低，花粉量較少。因此，要注意保持普通野生稻的遺傳獨(dú)立性。在普通野生稻居群100 m 內(nèi)盡量不要種植栽培稻，以防栽培稻與野生稻相互授粉，使得野生稻種質(zhì)資源不純。同時(shí)，栽培稻的花粉傳播能力強(qiáng)，成活率高，可能會(huì)與野生稻居群形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，限制普通野生稻居群的繁衍，所以應(yīng)用鐵絲網(wǎng)將保護(hù)點(diǎn)圍住，使保護(hù)點(diǎn)與周邊農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)區(qū)隔離開，避免保護(hù)點(diǎn)環(huán)境遭受外來(lái)破壞。

3.3 普通野生稻的繁育擴(kuò)種

野生稻遺傳資源是開展水稻遺傳育種和生物研究的物質(zhì)基礎(chǔ)。野生稻資源含有許多優(yōu)異基因，是栽培稻突破性育種、稻作理論研究的寶貴材料。當(dāng)種群瀕臨滅絕時(shí)，繁育擴(kuò)種是保護(hù)野生稻的有效手段之一。由于人類活動(dòng)和生態(tài)環(huán)境的改變，普通野生稻居群的生長(zhǎng)受到影響，加之自身的發(fā)芽率較低，自交不親和等特點(diǎn)。因此，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行人為繁育擴(kuò)種。

野生稻繁育擴(kuò)種主要有2種方式：一是依靠地下根莖繁衍，在選好擴(kuò)種地后，可采野生稻地下的根莖進(jìn)行擴(kuò)種，擴(kuò)種規(guī)格為1～2 條根莖/m2，種植后注意灌水?；?；二是等到野生稻種子成熟時(shí)進(jìn)行采摘，曬干，凈種，貯存，于翌年4月初可進(jìn)行播種、繁殖、擴(kuò)種。

4 討論與建議

野生稻是現(xiàn)有栽培稻的先祖，對(duì)稻類植物的起源、發(fā)展演變和類型等研究具有重要作用。因此，做好普通野生稻原生境的保護(hù)工作對(duì)推動(dòng)我國(guó)育種事業(yè)的發(fā)展具有重要意義。儋州市普通野生稻擁有最原始的野生稻基因，因基因的多樣性指數(shù)、雜合度以及多態(tài)性信息指數(shù)高，遺傳多樣性豐富，已為我國(guó)水稻育種提供了大量有益基因并發(fā)揮出重大作用［14］。然而，隨著野生稻資源研究和開發(fā)工作的不斷深入以及相關(guān)保護(hù)工作的逐步開展，儋州市野生稻保護(hù)工作面臨的問(wèn)題不斷顯現(xiàn)，主要表現(xiàn)為以下3個(gè)方面：一是投入野生稻資源保護(hù)與研究的經(jīng)費(fèi)不足，影響資源保護(hù)與利用基礎(chǔ)工作的正常開展；二是研究野生稻的技術(shù)人才匱乏，技術(shù)水平亟待提高；三是普通野生稻資源研究與開發(fā)利用率不高。雖然海南野生稻在我國(guó)水稻育種上已經(jīng)產(chǎn)生了非常重要的影響，但對(duì)野生稻資源有益基因的開發(fā)利用尚處于起步階段，普通野生稻資源仍有較大的開發(fā)利用空間。

因此，建議保護(hù)點(diǎn)今后的工作可從以下4個(gè)方面著手：一是加大政府資金的申請(qǐng)，加強(qiáng)對(duì)野生稻資源的調(diào)查、收集和保護(hù)力度；二是加大宣傳與教育力度，通過(guò)廣播、報(bào)紙、電視臺(tái)、微信公眾號(hào)等媒介和教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)宣傳野生資源保護(hù)的重要意義，使更多民眾意識(shí)到野生稻資源保護(hù)的重要性，讓野生稻保護(hù)工作得到更多民眾認(rèn)同并自覺(jué)參與到保護(hù)工作中來(lái)，推動(dòng)野生稻資源保護(hù)與利用的可持續(xù)發(fā)展；三是培養(yǎng)農(nóng)業(yè)技術(shù)骨干人才，建立科學(xué)合理的人才激勵(lì)機(jī)制；四是加大對(duì)當(dāng)?shù)匾吧驹潮Ｗo(hù)點(diǎn)的建設(shè)力度，保護(hù)人類賴以生存的基因庫(kù)資源，保護(hù)生物的多樣性。