野生稻
禾本科稻属植物
野生稻(Oryza rufipogon Griff.),又名鬼禾,是禾本科 (Poaceae)稻属多年生水生草本植物。野生稻主要分布于亚洲和大洋洲的热带和亚热带地区,如印度马来西亚等。在中国产于广东省云南省、台湾等地。常生于海拔600米以下的江河流域,平原地区的池塘、溪沟、藕塘镇、稻田、沟渠、沼泽等低湿地。其感光性强,喜温,可在各类型土壤条件下生长。花期4-5,果期10-11月。
野生稻秆高约1.5米,下部海绵质或于节上生根。叶鞘圆筒形,疏松、无毛;叶耳明显;叶片线形、扁平,边缘与中脉粗糙,顶端浙尖。复总状花序直立而后下垂;主轴及分枝粗糙;小穗基部具2枚微小半圆形的退化颖片;成熟后自小穗柄关节上脱落;颖果长圆形,易落粒。
野生稻染色体组与栽培稻同是 AA 型,是亚洲栽培稻( Oryza Sativa L.) 最近缘的野生种,野生稻在其漫长进化过程中积累了大量的遗传变异,这些遗传变异为现代栽培品种的改良奠定了遗传基础,让野生稻成为了栽培稻遗传改良的重要亲本。同时,也为研究栽培稻的起源与驯化提供了重要帮助。
形态学分类
野生稻是世界上分布最广的稻属野生种,为适应不同的地理和气候环境,抵御极端天气和病虫害等外界不良因素的干扰,野生稻在其漫长进化过程中积累了大量的遗传变异。李道远等学者将中国野生稻分为多年生匍匐生态类型和多年生倾斜生态类型。庞汉华等学者将野生稻分为一年生群和多年生群两个群,后又细分为九个类型。其将多年生群分为原始匍匐型、普通匍匐型、深水倾斜型、半直立型和直立型;将一年生群分为普通倾斜型、半直立型、直立型和近栽型。
形态特征
茎高约1.5m,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。
复总状花序长约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;第一和第二外退化呈鳞片状,具1脉成脊,顶端尖,边缘微粗糙;孕性外稃长圆形厚纸质,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;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。
果实
颖果长圆形,易落粒。
物种分布
世界分布
野生稻广泛分布于亚洲和大洋洲的热带和亚热带地区,如印度、缅甸、泰国马来西亚柬埔寨、中国等。玻利维亚、巴西、哥伦比亚厄瓜多尔等国有引种栽培。
中国分布
野生稻在中国分布于8个省区,即广西壮族自治区广东省海南省云南省江西省湖南省福建省和台湾。东起台湾桃园,西至云南盈江,南起海南三亚,北达江西东乡的广阔地域均有分布。其中海南岛区分布密度最大,该区的湿热气候条件最有利于野生稻生长和繁衍。
生长习性
野生稻常生于海拔600米以下的江河流域,平原地区的池塘、溪沟、藕塘镇、稻田、沟渠、沼泽等低湿地。其感光性强,喜温,生长季节温度较高,雨量充沛。其自然生长地无霜期长于272天,年平均气温在17.8℃以上,绝对最低温在-9℃以上。可在各类型土壤条件下生长,最适生长土壤pH为6.0-7.0。花期4-5月,果期10-11月。
繁殖方式
野生稻的自然繁殖兼具有性和无性生殖,无性生殖是其重要繁殖方式,主要通过高效率的营养繁殖,即分蘖来实现。在冬季若遇干旱或霜冻茎叶常枯死并停止生长,开春从宿根地表茎节处长出蘖芽,在旁侧形成后迅速拔节并向四周匍匐伸出,当周围的生境为浅水层或沼泽等时外露的第一节在适宜条件下又可长出新的不定根与芽,此芽又以同样的方式前伸拓展空间。
野生稻有性繁殖以异交为主,风媒传粉。每年8月至12月均可抽穗扬花,集中于9月下旬至10月中旬,极少数在10月以后抽穗,开花时间长,同一植株,同一穗开花很不整齐,边抽穗、边扬花、边成熟、边落粒;种子休眠期很长,自然状态下发芽率与成苗率均低。
物种保护
物种现状
随着农业现代化和农村都市化进程的推进,野生稻栖息场所遭到严重破坏,面积急剧缩小,野生稻资源量锐减,面临绝种危险。此外,野生稻种质资源价值高,但居群外通常种植有栽培稻,严重影响了野生稻的遗传独立性。中国广东省在1980年以前,全省共1083个野生稻分布点,而2005-2016年的调查结果显示,仅在103个分布点25个县尚有生长,90.5%分布点消失。海南省的野生稻原生地遭受破坏也较严重。
致危因素
生境损失:工厂、道路、机场和城市化建设占据大面积土地,大面积毁灭野生稻的栖地黄
生境质量恶化:从事种稻、养鱼等人为活动,将池塘、水沟、沼泽等开挖成鱼塘或稻田使得水分条件的急剧改变以及强有力的干扰;积水过多以及高强度的放牧与割草影响野生稻正常繁衍,使野生稻无法占据有利生境,在群落中的优势度下降而逐渐衰落。
外来种入侵:人类活动改变野生稻的生长环境,环境旱化使得禾本科杂草入侵。杂草占据野生稻的生态位,限制野生稻的生长和繁殖。人工种植茭白、莲等活动改变了其所在群落的生境、结构和性质,使野生稻在群落中的优势度下降。
保护价值
野生稻种质资源中保存有栽培稻进化过程中丢失的优异基因,是水稻育种的宝贵基因源与稻作基础理论研究的实物材,在水稻品种培育、改良以及稻种起源、演化分类、水稻基因组学等基础研究中起到重要作用。野生稻作为水稻育种与基础研究的战略性资源,对其的利用与保护直接关系到粮食安全。
保护等级
2013年被中国列入《中国生物多样性红色名录-高等植物卷》,保护级别为极危(CR)。
2021年被中国列入《中国国家重点保护野生植物名录》,保护级别为Ⅱ级。
保护措施
加强原位保护:遵循“自然生态、安全环保”的原则进行管理,是最适宜的保护手段。受威胁严重的种群采用铁栅围栏、植物篱等形式进行保护,将原生地与周边区域进行物理隔离,减少人类活动干扰和外来植物的入侵。中原地区已于江西东乡区建成A、B两个保护区,保护区面积各350平方米左右,以保护集中成片的野生稻群落。
加强种质资源保护:一般的野生稻比种植水稻授粉能力要低,居群内尽量不要种植栽培稻,以防二者相互授粉,使得野生稻种质资源不纯并限制居群的繁衍。可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。
功用价值
学术价值
野生稻在研究水稻起源、演化、分类以及重要基因发掘方面起到重要作用,具有很高的研究价值。其还是水稻品种改良的重要种质资源,在长期的自然选择中蕴藏着优质和高产等众多优良等位基因,能为培育具有更高食用价值和抗逆价值的优良水稻品种提供遗传资源。在深入挖掘野生稻有利基因、提高喜米产量、改善稻米品质、增强抗性、保护粮食安全和生态环境等方面取得了重要的研究突破。
饲用价值
野生稻比现有栽培饲料稻更具优势,它具有抗逆性强、抗病虫能力高、蛋白质含量高、长优势强、功能叶耐老化等优良特性,野生稻可作为全株饲料稻直接发展,具有很高的饲用价值。
相关研究
水稻驯化研究
亚洲栽培稻(Oryza sativa)是世界上最重要的粮食作物之一,全球有超过半数以上人口以稻米为食。先人对野生稻的驯化从对野生稻的原始看顾开始,经过了长达数千年的发展历程,最终驯化出适应栽培环境的栽培稻。与亚洲栽培稻亲缘关系最近的是野生稻(O. rufipogon)和尼瓦拉野生稻 (O.nivara)。目前广泛支持野生稻是水稻的祖先种。野生稻到亚洲栽培稻的转变过程中,逐渐失去了多年生、落粒性、长芒、匍匐生长等特征,成为依赖人工种植的亚洲栽培稻。亚洲栽培稻自被驯化以来就一直与野生稻频繁发生基因交流,存在共进化关系。普通野生稻种群广泛受到栽培稻的基因流的影响。
遗传与育种研究
野生稻包含了许多现代育种所缺乏的优异基因,不论是在株型育种、远缘杂种优势利用还是抗性育种等方面都存在着巨大的潜力,是改良和培育水稻新品种的重要遗传资源。野生稻与栽培稻“竹占”杂交育成的第一个栽培新品种——晚季稻“中山一号”,是世界上第一个将野生稻抗恶劣环境的性状转移到栽培水稻上的成功范例。“中山一号”米质好、适应性广,具有一定的抗病性,可抗白叶枯病、矮缩病,抗稻飞虱。20世纪7、80年代,研究院利用野生稻育成早熟、耐肥、矮杆、高产的“崖农早”和优质、结实率高、病虫害少的“桂野占”等品种,并成为当时当地的主推品种。细胞质雄性不育(CMS)是水稻杂种优势利用的基础,其在野生稻中普遍存在。袁隆平院士利用在中国海南发现的野生稻雄性不育株“野败”,育成了举世瞩目的杂交水稻,开创了水稻“三系”育种的先河,极大推动了水稻育种的进步,这一技术也被认为世界水稻生产的“第二次绿色革命”。
参考资料
中国生物物种名录——野生稻.物种2000中国节点.2023-05-05
野生稻 Oryza rufipogon|iPlant 植物智.植物物种信息系统.2023-05-05
..2023-05-05
中国生物多样性红色名录-高等植物卷.中华人民共和国生态环境部.2023-05-05
目录
概述
形态学分类
形态特征
果实
物种分布
世界分布
中国分布
生长习性
繁殖方式
物种保护
物种现状
致危因素
保护价值
保护等级
保护措施
功用价值
学术价值
饲用价值
相关研究
水稻驯化研究
遗传与育种研究
参考资料