東鄉(xiāng)野生稻種質(zhì)資源保護(hù)現(xiàn)狀、存在問題及對策

趙雋劼 費(fèi)丹 陳萍 嚴(yán)松 徐俊

（江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，江西 南昌 330200；第一作者：516193101@qq.com；*通訊作者：xujun0125@163.com）

種業(yè)是國家戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性核心產(chǎn)業(yè)，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的“芯片”，“確保種源安全”是我國“十四五”時(shí)期加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重大目標(biāo)任務(wù)。在2021 年中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議中，中央農(nóng)辦主任、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部部長唐仁健指出，“解決好種子和耕地問題是保障國家糧食安全的核心，其關(guān)鍵在于‘藏糧于地、藏糧于技’戰(zhàn)略”。東鄉(xiāng)野生稻是迄今為止發(fā)現(xiàn)的世界上分布最北的野生稻[1]。東鄉(xiāng)野生稻富含大量優(yōu)質(zhì)基因，尤其抗寒性世所罕見。江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究團(tuán)隊(duì)常年跟蹤研究發(fā)現(xiàn)，東鄉(xiāng)野生稻在-12.8 ℃的低溫環(huán)境下也能存活[2]。東鄉(xiāng)野生稻也表現(xiàn)出了良好的抗旱和抗蟲性能，在田間持水量10%以下時(shí)復(fù)水后植株復(fù)蘇率可達(dá)50%以上[3]，對白葉枯病和細(xì)菌性條斑病抗性表現(xiàn)強(qiáng)[4]，而且對螟蟲、褐飛虱等蟲害也表現(xiàn)出較高的抗性[5-8]。此外，東鄉(xiāng)野生稻還具有胞質(zhì)雄性不育、廣親和、“野敗”恢復(fù)、抗矮縮病、抗黃矮病、抗稻瘟病、促高產(chǎn)、耐貧瘠等優(yōu)質(zhì)基因[9-11]，這些都有待進(jìn)一步深入挖掘和利用。由于自然群落的大量喪失，東鄉(xiāng)野生稻目前已處于一個(gè)瀕危狀態(tài)，需要對其提供更好的保護(hù)和研究利用。

1 東鄉(xiāng)野生稻種質(zhì)資源保護(hù)的歷史演進(jìn)

東鄉(xiāng)野生稻最初發(fā)現(xiàn)于1976 年，生長在江西省原東鄉(xiāng)縣東源公社（現(xiàn)東臨新區(qū)崗上積鎮(zhèn)）林場，是世界上目前分布最北的普通野生稻[1]。通過實(shí)地調(diào)查和文獻(xiàn)資料整理發(fā)現(xiàn)，東鄉(xiāng)野生稻種質(zhì)資源保護(hù)主要經(jīng)歷了三個(gè)階段。

1.1 基本無保護(hù)階段（1982 年以前）

東鄉(xiāng)野生稻是土生土長的普通野生稻。1978—1982 年，江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院組織的野生稻考察組先后在崗上積鎮(zhèn)又發(fā)現(xiàn)了樟塘、水桃樹下、坎下垅、庵家山、林場、東塘、東塘上、東塘下、東塘西側(cè)等9個(gè)居群，生長總面積1.4～2.0 hm2。受人類活動(dòng)頻繁，開荒造田，新修水利等因素影響，坎下垅、林場、東塘、東塘上、東塘下、東塘西側(cè)等6個(gè)居群滅絕，群落減少三分之二，野生稻減少90%。

1.2 以地方保護(hù)為主階段（1983—2001 年）

1980 年起，江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院首創(chuàng)野生稻原位區(qū)、異位圃和定位監(jiān)測“三位一體”保護(hù)模式，對東鄉(xiāng)野生稻進(jìn)行科學(xué)保護(hù)。1983 年，江西省科委、江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、東鄉(xiāng)縣人民政府聯(lián)合簽定了東鄉(xiāng)野生稻保護(hù)協(xié)議，開始對其進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)。1984 年在崗上積鎮(zhèn)樟塘水桃樹下建立了我國第一個(gè)原位保護(hù)區(qū)。1986 年在庵家山林場建立了第二處原位保護(hù)區(qū)。1997—2000 年，由于山洪爆發(fā)沖垮和受到農(nóng)民開荒造林沖擊，樟塘水桃樹下、庵家山保護(hù)區(qū)一定程度上受到破壞，有關(guān)部門開始維修、加固，并進(jìn)一步擴(kuò)大了保護(hù)區(qū)的面積。

1.3 國家與地方共同保護(hù)階段（2002 年—）

2001 年，時(shí)任國務(wù)院副總理溫家寶親自指示開展東鄉(xiāng)野生稻種質(zhì)資源保護(hù)。國家農(nóng)業(yè)部、江西省農(nóng)業(yè)廳立項(xiàng)資金50 萬元，在國內(nèi)首創(chuàng)建立了野生稻原位保護(hù)區(qū)。目前，江西省擁有三處東鄉(xiāng)野生稻原位保護(hù)區(qū)，總面積10.50 hm2，其中野生稻核心區(qū)面積1.93 hm2，即庵家山原位保護(hù)區(qū)（保護(hù)面積9.40 hm2，核心區(qū)面積1.45 hm2）、樟塘水桃樹下原位保護(hù)區(qū)（保護(hù)面積1.07 hm2，核心區(qū)面積0.40 hm）2、馬齒塘原位保護(hù)區(qū)（保護(hù)區(qū)667 m2，核心區(qū)面積667 m）2。

2 東鄉(xiāng)野生稻種質(zhì)資源保護(hù)的主要做法

遵照《中華人民共和國野生植物保護(hù)條例》《農(nóng)業(yè)野生植物保護(hù)法》《種子法》等法律法規(guī)，圍繞保護(hù)資源的目標(biāo)，按照野生稻原位區(qū)、異位圃和定位監(jiān)測的“三位一體”保護(hù)模式，對原位區(qū)野生稻實(shí)施了卓有成效的保護(hù)。

2.1 建立東鄉(xiāng)野生稻原位保護(hù)區(qū)和研究工作平臺

2002 年國家農(nóng)業(yè)部、江西省農(nóng)業(yè)廳立項(xiàng)建立了野生稻原位保護(hù)區(qū)。2012 年3 月12 日掛牌成立了“農(nóng)業(yè)部江西東鄉(xiāng)野生稻科學(xué)觀測站”，標(biāo)志著東鄉(xiāng)野生稻資源的研究已達(dá)到國家級的要求，為東鄉(xiāng)野生稻研究提供了新的平臺。2016 年中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院掛牌成立了“種子資源平臺”，為東鄉(xiāng)野生稻種子資源的研究與利用提供了新的平臺。

2.2 制定一套東鄉(xiāng)野生稻種質(zhì)資源保護(hù)管理制度

一是東鄉(xiāng)野生稻原位保護(hù)區(qū)內(nèi)執(zhí)行全封閉式管理，設(shè)立野生稻區(qū)、灌溉區(qū)和觀測區(qū)，其中野生稻區(qū)設(shè)立在保護(hù)區(qū)中央，觀測區(qū)位于保護(hù)區(qū)的東西兩側(cè)，灌溉區(qū)建設(shè)了水庫溢洪道和排水溝。保護(hù)區(qū)采用磚墻并緊靠水庫網(wǎng)欄，與外界隔離，保證了野生稻遺傳多樣性不受外界環(huán)境干擾和影響，避免受外來基因入侵。嚴(yán)禁任何人、任何單位在野生稻保護(hù)區(qū)內(nèi)放牧、開荒、砍伐，維持保護(hù)區(qū)自然原始的原生境狀態(tài)。二是建立保護(hù)區(qū)定期清理制度，每年3—11 月定期組織培訓(xùn)合格農(nóng)民工，在保護(hù)區(qū)內(nèi)開展有序的人工除草除雜工作，尤其對野生稻區(qū)內(nèi)不利于野生稻生長的植物，如馬根草、游草（假稻）等進(jìn)行人工定向清除。對周邊的樹木、叢林等進(jìn)行剪枝修理，以免對野生稻生長所需的光照、溫濕度因子等造成不利影響。與此同時(shí)，定期清理水溝水渠中的淤泥、雜草等，進(jìn)一步保障野生稻所需的水源通暢。

2.3 通過增加財(cái)政投入提高東鄉(xiāng)野生稻種質(zhì)資源保護(hù)的設(shè)施水平

江西省氣象局在野生稻區(qū)建立了六要素氣象觀測站，實(shí)現(xiàn)全天候氣象觀測，觀測指標(biāo)包括溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、降雨量等，為東鄉(xiāng)野生稻的研究與利用創(chuàng)造了更有利條件。定期對野生稻保護(hù)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施中的工作站、觀察站等進(jìn)行完善與維護(hù)，定期對觀察站中觀察房、種質(zhì)資源保存圃進(jìn)行檢修和維修。自2015 年開始，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部聯(lián)合江西省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳每年撥款10 萬元作為東鄉(xiāng)野生稻保護(hù)專項(xiàng)資金；從2021 年開始江西省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳設(shè)立“撫州市東臨新區(qū)東鄉(xiāng)野生稻原生境保護(hù)”項(xiàng)目，每年支持10 萬元作為監(jiān)測經(jīng)費(fèi)。上述財(cái)政資金為東鄉(xiāng)野生稻的日常保護(hù)和監(jiān)測工作提供了一定的保障。

2.4 堅(jiān)持保護(hù)與研究并重原則

每年在集市開展6 次以上宣傳日活動(dòng)，對原位區(qū)周邊3個(gè)村委會(huì)農(nóng)民開展保護(hù)意識宣傳，農(nóng)民保護(hù)意識普及率達(dá)到100%，杜絕發(fā)生人為毀壞野生稻的行為；通過電視臺、報(bào)紙、網(wǎng)絡(luò)等各種傳媒途徑大量宣傳保護(hù)東鄉(xiāng)野生稻的重大意義。與此同時(shí)，當(dāng)?shù)卣娃r(nóng)業(yè)農(nóng)村部門，積極配合中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)等科研院校，全面深入地開展東鄉(xiāng)野生稻鑒定評價(jià)、定位監(jiān)測、遺傳多樣性、水稻育種、基因克隆等研究工作。江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院顏龍安院士團(tuán)隊(duì)利用東鄉(xiāng)野生稻育成東野型雄性不育系國際油粘A，該細(xì)胞質(zhì)類型為我國特有且獨(dú)立于野敗型的第二大孢子體敗育類型，并在2018 年克隆了細(xì)胞質(zhì)雄性不育基因，揭示了敗育機(jī)理，成果在植物學(xué)領(lǐng)域世界頂級期刊《The Plant Journal》上發(fā)表。東鄉(xiāng)野生稻耐寒性強(qiáng)，可抗“寒露風(fēng)”，利用東鄉(xiāng)野生稻培育出的強(qiáng)耐寒水稻品種東野1 號已在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用，為解決南方水稻品種早春播種耐寒性、晚稻品種抗“寒露風(fēng)”的問題提供了解決方案。東鄉(xiāng)野生稻的研究獲國家發(fā)明專利6 項(xiàng)，全國定位基因116個(gè)，克隆基因12個(gè)（表1）。與此同時(shí)，利用東鄉(xiāng)野生稻為材料研究獲得的成果豐碩，“中國野生稻種質(zhì)資源保護(hù)與創(chuàng)新利用”獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、“東鄉(xiāng)野生稻的發(fā)現(xiàn)、遺傳多樣性保護(hù)與初步利用研究”獲江西省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)等。

表1 從東鄉(xiāng)野生稻中克隆的功能基因

3 存在的突出問題

東鄉(xiāng)野生稻自1978 年發(fā)現(xiàn)以來受到人為和自然等多種因素影響，正處于種質(zhì)資源瀕臨滅絕的危險(xiǎn)邊緣。東鄉(xiāng)野生稻的原生境受到了嚴(yán)重破壞，從1978 年發(fā)現(xiàn)時(shí)的9個(gè)居群、面積約3.0 hm2，銳減到目前的3個(gè)居群，面積約0.1 hm2[24]。究其原因，主要在于以下幾個(gè)方面。

3.1 保護(hù)方式比較單一

當(dāng)前，東鄉(xiāng)野生稻主要是以人工管理為主，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，加上野生稻原生境保護(hù)點(diǎn)的保護(hù)一般是在行政指令下建立的，缺乏當(dāng)?shù)剞r(nóng)民群眾的主動(dòng)參與，與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾難以協(xié)調(diào)，監(jiān)測難度大，存在管理不力現(xiàn)象。

3.2 保護(hù)條件難以滿足新時(shí)代要求

自國家農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、江西省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳立項(xiàng)投入50 萬元建立野生稻原位保護(hù)區(qū)以來，野生稻原位保護(hù)區(qū)“十年如一日”，僅僅是按照最基本的管護(hù)要求開展相關(guān)工作。十幾年沒有提高過管護(hù)經(jīng)費(fèi)，導(dǎo)致保護(hù)區(qū)內(nèi)水溝、水渠、水井、防護(hù)網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施老化陳舊、分析監(jiān)控設(shè)備缺失、管理標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管體系缺乏等問題日益凸顯。

3.3 專業(yè)保護(hù)人員嚴(yán)重不足

野生稻保護(hù)區(qū)成立以來，是以野生稻發(fā)現(xiàn)者饒開喜一個(gè)人保護(hù)維護(hù)為主，雖然根據(jù)工作需要臨時(shí)聘請人員進(jìn)行除草、清淤，且日常保護(hù)工作有專人負(fù)責(zé)，但是受限于專業(yè)知識，使得工作開展僅僅維持在一個(gè)基本的保護(hù)水平，在技術(shù)、人力和組織管理等方面和現(xiàn)在對種質(zhì)資源保護(hù)力度和重視程度難以匹配，從而很難從專業(yè)的角度上進(jìn)行有效監(jiān)測、管護(hù)和研究。此外，饒開喜已退休，年紀(jì)也越來越大，如不加緊培養(yǎng)年輕的專業(yè)管護(hù)人員，可能導(dǎo)致無人接班“守稻人”的窘境。

3.4 種源的可持續(xù)保護(hù)措施薄弱

一方面，野生稻居群銳減。野生稻居群已由先前的9個(gè)減少到3個(gè)，野生稻保護(hù)區(qū)面臨消失的潛在風(fēng)險(xiǎn)。且在保護(hù)區(qū)的緩沖區(qū)帶，出現(xiàn)了不少農(nóng)作物、經(jīng)濟(jì)作物，加速了野生稻保護(hù)區(qū)有效面積的縮減。另一方面，野生稻核心區(qū)面臨物種競爭。核心區(qū)內(nèi)的游草及柳葉箬等伴生物種已逐步形成優(yōu)勢種群，野生稻群落受到伴生植物激烈競爭，野生稻生長密度逐漸下降。此外，野生稻原生境的水生態(tài)環(huán)境易受旱，缺乏充足水源的持續(xù)補(bǔ)充，若遇上干旱年份極易抑制野生稻的生長和繁衍，可能造成瀕危情況的發(fā)生。

3.5 綜合開發(fā)利用水平有待提高

利用東鄉(xiāng)野生稻耐寒性優(yōu)勢培育出來的可以成功越冬的水稻品種較少，在生產(chǎn)中推廣使用的更少。對野生稻資源有益基因的開發(fā)利用尚處于起步階段，東鄉(xiāng)野生稻資源仍有較大的開發(fā)利用空間。圍繞東鄉(xiāng)野生稻為核心打造和開發(fā)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)尚屬空白，沒有結(jié)合當(dāng)?shù)匕l(fā)展環(huán)境和已有資源進(jìn)行科學(xué)合理的布局謀劃。

4 對東鄉(xiāng)野生稻種質(zhì)資源保護(hù)的對策建議

4.1 形成保護(hù)體制機(jī)制組合拳

明確機(jī)構(gòu)主體責(zé)任，將保護(hù)區(qū)的建設(shè)和管理納入撫州市甚至江西省“十四五”經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃，東鄉(xiāng)野生稻保護(hù)、管理、科學(xué)研究、宣傳教育等所需經(jīng)費(fèi)納入每年政府財(cái)政預(yù)算；保護(hù)工作由東臨新區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局主管，下設(shè)東臨新區(qū)東鄉(xiāng)野生稻原位保護(hù)站，安排中高級農(nóng)藝師專職常駐野生稻基地，從事野生稻管護(hù)、監(jiān)測和研究工作。嚴(yán)格日常管理，出臺東鄉(xiāng)野生稻保護(hù)區(qū)管理制度，明確嚴(yán)禁任何人任何單位在保護(hù)區(qū)內(nèi)放牧、開荒、砍伐，維持保護(hù)區(qū)原生境狀態(tài)，對違規(guī)者嚴(yán)厲懲處；國內(nèi)外專家、學(xué)者、科研人員進(jìn)入保護(hù)區(qū)須持有關(guān)部門和單位介紹信，并遵照警示牌防火，嚴(yán)禁拍照、摘種和泄露野生稻資源信息等。加大宣傳力度，每年在集市開展多次宣傳活動(dòng)，特別是對原位保護(hù)區(qū)周邊的3個(gè)村委會(huì)農(nóng)民群眾開展常態(tài)化保護(hù)意識宣傳，提升農(nóng)民群眾的種源保護(hù)安全意識，杜絕發(fā)生人為毀壞野生稻的行為。

4.2 提升完善原位保護(hù)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施

積極申報(bào)項(xiàng)目，多方尋求資金支持，為基礎(chǔ)設(shè)施改造提供資金保障。完善原位保護(hù)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施，修繕保護(hù)區(qū)圍墻及護(hù)欄，防止牛、羊等畜禽和外來植物等破壞野生稻生長，保障野生稻的安全和生態(tài)環(huán)境；修繕大門及區(qū)間道路，改擴(kuò)建生態(tài)衛(wèi)生廁所，提升保護(hù)區(qū)整體面貌；新修建保護(hù)區(qū)供水系統(tǒng)，修繕保護(hù)區(qū)供水渠道，打深水井用于缺水灌溉；新建宣傳長廊，豐富野生稻科普知識及成果展示。增設(shè)相關(guān)科研和監(jiān)控設(shè)備，改擴(kuò)建觀測室，購置野生稻種源保護(hù)、評價(jià)鑒定等前期工作所需的簡易科研設(shè)備，如用于種子烘干、常規(guī)成分分析檢測的儀器。新增野生稻監(jiān)控和觀測設(shè)備，如實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)（監(jiān)控?cái)z像頭、紅外線儀等）和觀測設(shè)備（如無人機(jī)）及野生稻物種變化分析軟件的開發(fā)等，建設(shè)信息化、智能化監(jiān)測系統(tǒng)。

4.3 加強(qiáng)科研協(xié)同合作和人才培養(yǎng)

積極尋求與高等院校和科研院所戰(zhàn)略合作，成立博士工作站，進(jìn)一步拓展科研開發(fā)和項(xiàng)目合作，促進(jìn)東鄉(xiāng)野生稻基礎(chǔ)研究和成果轉(zhuǎn)化，不斷提升東鄉(xiāng)野生稻的科技影響力，持續(xù)為東臨新區(qū)注入強(qiáng)勁的科研力量和人才隊(duì)伍。通過招考引進(jìn)水稻等相關(guān)專業(yè)的人才，組建專業(yè)隊(duì)伍，逐漸完善野生稻保護(hù)人才梯隊(duì)。派出專人到高?；蚩蒲性核M(jìn)行專業(yè)的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，到其他先進(jìn)的野生植物保護(hù)點(diǎn)考察借鑒，在專業(yè)素養(yǎng)上提升管護(hù)人員素質(zhì)，逐步培養(yǎng)一批具有專業(yè)背景的野生植物尤其是野生稻保護(hù)技術(shù)專家和技術(shù)人員，為高質(zhì)量進(jìn)行東鄉(xiāng)野生稻原生境保護(hù)、監(jiān)測、研究、推廣等工作提供保障。

4.4 加強(qiáng)種質(zhì)資源異地異位保護(hù)

由于東鄉(xiāng)野生稻對于空氣、水源、土壤等環(huán)境要求較高，我們難以在每個(gè)分布點(diǎn)建立原生境保護(hù)區(qū)。但是，為了降低因?yàn)槿藶榛蛘咦匀粭l件變化等引起的種質(zhì)資源滅絕風(fēng)險(xiǎn)，建議收集好不同自然居群的種源，經(jīng)大田種植留種整理后進(jìn)入江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院野生稻種質(zhì)資源圃或在撫州市農(nóng)科所建立野生稻種質(zhì)種莖異位保護(hù)圃，把撫州市東臨新區(qū)現(xiàn)己知的野生稻種群部分移植至保護(hù)圃內(nèi)加以保護(hù)。保存野生稻種源基因，依托省內(nèi)打造種子銀行和建立野生稻基因庫，盡快聯(lián)合科研院所開展東鄉(xiāng)野生稻基因提取工作，采集現(xiàn)存組織，進(jìn)行細(xì)胞和DNA 保護(hù)，保存其全基因組，構(gòu)建關(guān)鍵核心功能基因的DNA 庫和BAC 文庫等，從分子水平進(jìn)行精準(zhǔn)保存。

4.5 充分挖掘其潛在的社會(huì)和應(yīng)用價(jià)值

野生稻種質(zhì)資源在科學(xué)合理保護(hù)的同時(shí)，要多途徑進(jìn)行合理開發(fā)利用。建議東臨新區(qū)東鄉(xiāng)野生稻原位保護(hù)站與全國各大高校和研究院所建立合作關(guān)系，充分挖掘利用東鄉(xiāng)野生稻特異種質(zhì)基因資源，培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和抗性更強(qiáng)的新品種。整合東鄉(xiāng)野生稻優(yōu)勢資源和當(dāng)?shù)芈糜钨Y源，開發(fā)文旅研學(xué)融合項(xiàng)目。設(shè)立“東鄉(xiāng)野生稻保護(hù)基金”，吸納大型農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)合作，在東臨新區(qū)示范推廣耐低溫、抗逆性強(qiáng)的新品種，打造耐低溫水稻新品種制種基地。