儋州市普通野生稻原生境保護與繁育現(xiàn)狀①

孫建華

(儋州市農林科學院 海南儋州571700)

中國現(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 個市（縣） 共發(fā)現(xiàn)154 個野生稻自然居群［2］。儋州市是普通野生稻居群的分布地區(qū)之一。為了更好地保護這些珍貴資源，2005 年，儋州市農業(yè)技術推廣服務中心工作人員將一部分野生稻進行移栽擴種，并加強了保護工作［3］。海南省參照行業(yè)標準“農業(yè)野生植物原生境保護點建設技術規(guī)范”，在儋州建立了普通野生稻原生境保護點［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)與利用價值［5］。經(jīng)過長時間的自然選擇和進化，儋州市普通野生稻具備較強的適應能力，能適應多種氣候、土壤和地貌條件，分蘗力強、種質資源豐富。因此，野生稻資源保護點的普通野生稻谷粒狹長，米質較好。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)時間為7 ～11 d， 單叢開花持續(xù)時間為15 ～25 d，較海南其他地方的野生稻開花時間長。由于地理位置、地形和氣候條件的獨特性，孕育了普通野生稻種及其種群的遺傳多樣性，然而，隨著人類活動范圍的不斷擴大和當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的不斷惡化，當前普通野生稻的原生境破壞呈加重趨勢［7］。保護點的建立有效地改善了我國普通野生稻原生境不斷被破壞的境況。由于不同保護點的野生稻資源不同，原生境的生態(tài)環(huán)境也不一樣，因此，有針對性調查不同保護點，對更好保護當?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)象十分嚴重。野生稻種質資源價值高，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立性，因此，保護野生稻資源刻不容緩。儋州市是我國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點的保護工作對于農業(yè)科研和國家種業(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點為對象，調查總結該保護點的普通野生稻資源和保護經(jīng)驗，并進行相應討論，以期為普通野生稻相關保護工作提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

選取儋州市和慶農場四隊丘陵腳下的水溝內及藤本植物和橡膠樹所遮蔽的陰涼處作為調查樣點［9］。

1.2 方法

工具：種子袋、網(wǎng)袋、塑料袋、GPS、筆記本、鉛筆、標簽、數(shù)碼相機等。

每10 d 收集記錄原生境內每一個野生稻居群的資料，包括編號、原產(chǎn)地、生境、典型形態(tài)學特征等。每月應用GPS 全球定位技術采集所有普通野生稻分布點的經(jīng)緯度、海拔高度和分布面積的精準數(shù)據(jù)； 每20 d 用高像素數(shù)碼相機分別采集野生稻原生境分布點的全貌，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，每個居群收集種子、花粉、根莖10 份以上，為了避免采集到同一個體的無性系，個體采集間距大于5 m，某些小居群可低于此標準或者全部采集，但每株只采集其分蘗。測定種子的發(fā)芽率、成苗率，花粉的可育率、活性、大小、花粉量，自交結實性，同時統(tǒng)計每個居群的植株成活率、死亡率、依靠種子繁殖與根莖分蘗繁殖的比率。利用數(shù)碼相機高速攝像技術拍攝普通野生稻花粉的運動軌跡圖像，結合風洞模擬試驗方法采集100 m 的花粉數(shù)據(jù)［10］。

2 結果與分析

2.1 儋州市普通野生稻資源分布

由表1可以看出，儋州市和慶農場的普通野生稻喜生長于海拔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區(qū)。由圖1～4 可以看出，和慶農場普通野生稻多生活在池塘、溝渠、沼澤等各種地勢較低的潮濕地帶，和慶農場丘陵腳下南北走向常年流水的水溝內，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 和慶農場普通野生稻居群分布現(xiàn)狀

圖1 勘察野生稻生境

圖2 觀察保護區(qū)外栽培稻生長情況

2.2 儋州市普通野生稻資源生長概況

圖3 河邊野生稻居群分布

圖4 保護區(qū)外生態(tài)環(huán)境

本研究所用的數(shù)據(jù)主要來源于海南省儋州市氣象觀測站1971～2018 年歷史逐月氣溫和降水量等氣象資料。采用每10 年為一個基準研究周期。由表2、3 可以得出：儋州市的年平均氣溫為23℃左右，相對濕度82%～84%，適宜普通野生稻的生長；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水分的需要；全年≥0℃活動積溫在8 400℃以上，熱量資源豐富，年日照時間長，有利于普通野生稻的繁殖；普通野生稻的開花結實期為每年4～5 月及10～11 月，此時儋州市雨水較少，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，栽培稻與普通野生稻的花粉均有分布；超過5 m 后，隨著距離的延長，花粉含量越來越少，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行繁殖，約占每個居群的75%，利用種子進行繁殖僅占居群的25%；野生稻的自交結實率差，發(fā)芽率較低，僅為42%；同時，成苗率高于死亡率，說明普通野生稻居群在穩(wěn)步增長過程中，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策略與建議

3.1 原生境保護

儋州市高溫多濕的氣候條件使得普通野生稻在進化過程中受隔離，定向選擇的壓力小，個體基因的變異可以得到自然遺傳，并且很容易迅速擴增、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)境對野生稻資源保護具有重要的作用。

自2005 年以來，儋州市開啟了野生稻原生境保護點的建設與保護工作，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，需要科學的管理。為確保原生境內野生稻的良好基因得以保存，應遵循“自然生態(tài)、安全環(huán)?！钡脑瓌t進行管理。一是保護區(qū)域內盡量減少、避免外來人、畜禽對保護點的影響。二是把野生稻核心區(qū)的自然生態(tài)環(huán)境保護作為整個原生境保護點的工作核心。如除草，需到了惡性雜草嚴重影響野生稻居群自然生長與繁育時才進行，杜絕化學除草劑及其它農藥的使用，采用人工拔除或用浸水除草法讓雜草自然死亡。人工拔草時不能將雜草拔除過于干凈，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，通過長時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，太過干旱時需及時灌水，讓野生稻正常生長［13］。野生稻原生境保護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 普通野生稻種質資源保護

與栽培稻相比，普通野生稻的花粉傳播范圍較小，自交結實率、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立性。在普通野生稻居群100 m 內盡量不要種植栽培稻，以防栽培稻與野生稻相互授粉，使得野生稻種質資源不純。同時，栽培稻的花粉傳播能力強，成活率高，可能會與野生稻居群形成競爭關系，限制普通野生稻居群的繁衍，所以應用鐵絲網(wǎng)將保護點圍住，使保護點與周邊農業(yè)生產(chǎn)活動區(qū)隔離開，避免保護點環(huán)境遭受外來破壞。

3.3 普通野生稻的繁育擴種

野生稻遺傳資源是開展水稻遺傳育種和生物研究的物質基礎。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。當種群瀕臨滅絕時，繁育擴種是保護野生稻的有效手段之一。由于人類活動和生態(tài)環(huán)境的改變，普通野生稻居群的生長受到影響，加之自身的發(fā)芽率較低，自交不親和等特點。因此，必要時應進行人為繁育擴種。

野生稻繁育擴種主要有2種方式：一是依靠地下根莖繁衍，在選好擴種地后，可采野生稻地下的根莖進行擴種，擴種規(guī)格為1～2 條根莖/m2，種植后注意灌水?；睿欢堑鹊揭吧痉N子成熟時進行采摘，曬干，凈種，貯存，于翌年4月初可進行播種、繁殖、擴種。

4 討論與建議

野生稻是現(xiàn)有栽培稻的先祖，對稻類植物的起源、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工作對推動我國育種事業(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保護工作的逐步開展，儋州市野生稻保護工作面臨的問題不斷顯現(xiàn)，主要表現(xiàn)為以下3個方面：一是投入野生稻資源保護與研究的經(jīng)費不足，影響資源保護與利用基礎工作的正常開展；二是研究野生稻的技術人才匱乏，技術水平亟待提高；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水稻育種上已經(jīng)產(chǎn)生了非常重要的影響，但對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，建議保護點今后的工作可從以下4個方面著手：一是加大政府資金的申請，加強對野生稻資源的調查、收集和保護力度；二是加大宣傳與教育力度，通過廣播、報紙、電視臺、微信公眾號等媒介和教育培訓機構宣傳野生資源保護的重要意義，使更多民眾意識到野生稻資源保護的重要性，讓野生稻保護工作得到更多民眾認同并自覺參與到保護工作中來，推動野生稻資源保護與利用的可持續(xù)發(fā)展；三是培養(yǎng)農業(yè)技術骨干人才，建立科學合理的人才激勵機制；四是加大對當?shù)匾吧驹潮Ｗo點的建設力度，保護人類賴以生存的基因庫資源，保護生物的多樣性。