百科：野敗：一株改變歷史的“小草”

25年前，當(dāng)時的國家科學(xué)委員會和國家農(nóng)業(yè)委員會曾聯(lián)合召開一次意義特殊的授獎大會，將新中國成立以來第一個、也是唯一的國家級“特等發(fā)明獎”，頒給了一位身材瘦削、皮膚黝黑、外表樸實得就像普通農(nóng)民的科學(xué)家。獲此殊榮的就是我國著名的雜交水稻育種專家袁隆平。讓這位昔日默默無聞的育種專家聲名鵲起的，竟是幾株在外行看來非常不起眼的“小草”——普通野生稻。正是通過這些普通野生稻，袁隆平和他的團隊成功研制出了雜交水稻種植技術(shù)，使我國成為世界上第一個在生產(chǎn)上成功利用水稻雜種優(yōu)勢的國家，為中國乃至世界的糧食安全做出了重大貢獻。袁隆平也因此被譽為“雜交水稻之父”。

水稻始祖

　　眾所周知，水稻是人類賴以生存的主要糧食品種之一，有著十分悠久的栽培歷史。據(jù)浙江余姚河姆渡等地的考古發(fā)現(xiàn)，早在7000多年前，我國已經(jīng)出現(xiàn)人工培育的水稻。其后經(jīng)過數(shù)千年的選育和栽培，水稻的品種越來越豐富，逐漸出現(xiàn)了秈稻和粳稻、早稻和中晚稻、糯稻和非糯稻等不同的分類方法，并且成為人類的主要口糧之一。目前，全球有半數(shù)以上的人口以大米為食，大米正是去殼后的水稻子實。
　　也許你會好奇，那些孕育了如今這種栽培水稻的原始野生稻種究竟長什么樣？與現(xiàn)在的水稻差別大嗎？讓人感到欣慰和欣喜的是，大自然竟如此神奇，盡管歲月已經(jīng)流逝了數(shù)千年，那些水稻的祖先們并未隨時光而湮沒，它們年復(fù)一年，默默而又頑強地生長在中國南方的池塘、沼澤、溪溝、水澗等低洼濕地之中，將它們的原始性狀一直成功地保持到了今天。如今，在我國廣東、海南、廣西、云南景洪及臺灣桃園等地，仍生長著普通野生稻，它們便是現(xiàn)代水稻的原始近緣種。
　　如果僅從外觀上觀察比較，普通野生稻與栽培水稻長得差不多，非常相似。普通野生稻是禾本科多年生水生草本植物，具有高約1.5米的細長直立稈，其下部為海綿質(zhì)。普通野生稻的葉部形狀較為特殊，葉鞘為圓筒形，疏松光滑，具有明顯的葉耳；葉舌很發(fā)達，長約1.7厘米；葉片呈扁平的線形，邊緣與中脈粗糙，先端漸尖，寬約1厘米，長可達40厘米。其花序為圓錐形，直立而后下垂，主軸及分枝具粗糙角棱；花序上的小花具雄蕊6枚，花藥長約5毫米，柱頭2枚，羽狀；待小花開花結(jié)籽后，花序就形成稻穗，由排列有序的多數(shù)小穗組成，成熟后會在柄關(guān)節(jié)的部位上脫落下來。普通野生稻的果實為長圓形穎果，外面包裹著兩層已退化成鱗片狀的外稃，錐刺狀，頂端尖，邊緣微粗糙，遍被糙毛，這就是我們所說的稻殼。未去除稻殼的水稻子實，就是我們俗稱的稻谷。

發(fā)現(xiàn)“野敗”

　　在進化的過程中，栽培稻會漸漸丟失許多天然的優(yōu)異基因；作為現(xiàn)代水稻的近緣祖先，普通野生稻則很好地保留了這些優(yōu)異基因。那么，如何將普通野生稻的這種優(yōu)異基因引入到現(xiàn)代水稻生產(chǎn)之中呢？最關(guān)鍵的就是要找尋到
　　能夠很好地保留遺傳基因的特殊株系，進行雜交繁育。
　　在野生稻等雌雄同株植物中，偶爾會發(fā)生雄蕊發(fā)育不正常、不能產(chǎn)生有功能的花粉的現(xiàn)象。由于這種特異的植株雌蕊發(fā)育正常，仍能接受正常的花粉并受精結(jié)實，故能將雄性不育等特性遺傳給后代，從而使優(yōu)異基因得到遺傳。由此可見，找到普通野生稻的雄性不育種至關(guān)重要。袁隆平之所以能夠取得水稻研究的重大成就，正是得益于一株名為“野敗”的雄性不育野生稻。
　　早在1960年，還只是湖南一位民辦教師的袁隆平看到饑荒嚴重，立志要用農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)擊敗饑餓威脅。他開始進行水稻的有性雜交試驗，致力于用野生稻進行雜交育種。然而野生稻只在南方地區(qū)才有分布，而且資源稀少，很難發(fā)現(xiàn)。1970年秋，袁隆平帶領(lǐng)科研小組來到海南島崖縣南紅農(nóng)場進行研究試驗，按照袁隆平設(shè)定的方向，農(nóng)場技術(shù)員與工人們對當(dāng)?shù)匾吧镜姆植记闆r開展了調(diào)查。
　　這年的11月，一位名叫馮克珊的技術(shù)員在南紅農(nóng)場一個鐵路涵洞附近的水塘邊發(fā)現(xiàn)了一片野生稻，感覺其中有的就像袁隆平一直在尋找的雄性不育株野生稻。他趕緊叫來袁隆平的助手，一起對這片野生稻進行更加細致的觀察，終于在同一個禾蔸上發(fā)現(xiàn)了三個雄花異常的野生稻穗。這三個稻穗的花藥特別細瘦，呈火箭形，色淺呈水漬狀，不開裂散粉。
　　之后，經(jīng)過對稻花樣品的仔細鑒定，袁隆平最終確認這是一株十分難得的野生稻雄性不育株，并當(dāng)場將其命名為“野敗”。
　　“野敗”的發(fā)現(xiàn)和利用，使袁隆平一舉攻克了水稻不育系的培育難關(guān)，進而又克服了水稻不育系、保持系和恢復(fù)系的“三系”配套關(guān)，秈型水稻的雜交技術(shù)得到重大突破，他成功培育出了優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的雜交水稻新品種，從而徹底改變了水稻的育種史。

保衛(wèi)資源

　　中國農(nóng)業(yè)大學(xué)曾開展過一個聯(lián)合對比研究，其結(jié)果顯示，相對于野生稻，現(xiàn)代栽培稻已丟失了大約1/3的等位基因和一半的基因型，其中包含了大量的抗病、抗蟲、抗雜草及抗逆等優(yōu)異基因以及部分高效營養(yǎng)基因和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)基因。另據(jù)1978～1982年開展的一次全國野生稻資源普查，廣泛分布于我國南方多地的三種野生稻則較好地保留了豐富的遺傳多樣性。
　　這三種令世界矚目的野生稻就是疣粒野生稻、藥用野生稻和普通野生稻。其中的普通野生稻雖然名為“普通”，實際卻一點也不普通，它擁有特殊的抗病性、抗蟲性、產(chǎn)量性狀、稻米品質(zhì)、胞質(zhì)雄性不育性及其他優(yōu)異基因。通過對野生稻雄性不育種的雜交運用，科學(xué)家們成功地將普通野生稻的這些優(yōu)異基因發(fā)揚光大，應(yīng)用到了現(xiàn)在的水稻生產(chǎn)之中，使雜交之后的栽培水稻不僅抗病性和抗蟲性有了很大提高，而且產(chǎn)量大增，稻米的品質(zhì)也有了較大提升。
　　水稻產(chǎn)于南方，在我國長江中下游地區(qū)，低溫寒冷成為影響水稻生產(chǎn)的重要限制因素。而生長在江西省東鄉(xiāng)縣的一種普通野生稻，由于經(jīng)受了各種自然災(zāi)害和不良環(huán)境的自然選擇，形成了固有穩(wěn)定的遺傳特性。這種迄今為止世界上分布最北的東鄉(xiāng)野生稻，蘊含著極強的耐冷基因，可利用價值巨大，為擴大水稻栽培區(qū)域提供了基因保證。

　　遺憾的是，盡管普通野生稻資源的科學(xué)價值很大，并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水稻育種栽培生產(chǎn)，但普通野生稻資源的珍貴性尚未得到足夠的重視。最直接的反映就是，隨著各地城市化建設(shè)的不斷推進，普通野生稻的生長環(huán)境不斷遭到破壞和蠶食。在發(fā)現(xiàn)“野敗”的海南三亞南紅農(nóng)場，如今已找不到野生稻了，當(dāng)年發(fā)現(xiàn)雄性不育株的池塘已被填平，成了瓜菜生產(chǎn)基地。這種現(xiàn)象并非孤例，有關(guān)調(diào)查表明，僅三亞一地，野生稻資源就從1960年的3000多畝銳減到了現(xiàn)今的不足10畝。這一戰(zhàn)略性物種資源已處于岌岌可危的境地，被列入國家二級瀕危保護植物。
　　【責(zé)任編輯】趙 菲