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普通野稻知识小卡片

（ 普通野稻 图片来源：网络）

普通野稻隶属于单子叶植物纲（Monocotyledoneae）禾本目（Graminales）禾本科（Poaceae）稻属（Oryza ）植物，是亚洲栽培稻的近缘祖先种，也是稻种资源的重要组成部分、水稻杂交育种工作中最为重要的材料，具有较高的研究、开发与利用价值。

普通野稻也被称为植物界的国宝，是一种非常珍贵的稀有植物资源，被列入《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》（IUCN 2017年 ver 3.1）——无危（LC）、《中国生物多样性红色名录-高等植物卷》——极危（CR）和《中国国家重点保护野生植物》——Ⅱ级。

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普通野稻的家族谱

来源：张胜利等（2009）

普通野稻属于稻属植物，这个稻属大家族里由2个栽培种（亚洲栽培种和非洲栽培种（ O.glaberrima ））和20余个野生稻种组成， 广泛分布于全球热带和亚热带地区。

由于栽培稻与其近缘野生稻之间，以及亲缘较近野生稻相互之间容易发生杂交，导致杂种群落的形成，我们很难清晰地知道到底这个家族具体有多少个成员（毕竟在植物的世界里，尤其是稻类，花粉随风飘扬，挡也挡不住，物种间疯狂杂交）。

（ 普通野稻全球分布图 图片来源：GBIF）

（稻属植物全球分布图 图片来源：GBIF）

稻植物家族的3种类型

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野生稻

野生稻是稻属野生物种的总称，全世界目前共发现20余种。中国仅发现普通野稻、药用野生稻（ O. officinalis ）和疣粒野生稻（ O. granulata ）3种野生稻， 均为我国Ⅱ级重点保护野生植物。

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栽培稻

我们种植的栽培稻，由野生稻不断驯化而来，有亚洲稻和非洲稻2种：

（1） 亚洲栽培稻：起源于亚洲，由普通野生稻驯化而来，距今约10000年左右。其变异广泛，目前已遍布全球热带、亚热带和温带稻区。

（2） 非洲栽培稻：起源于非洲，由短舌野稻（ O. barthii ）驯化而来，距今约3000年。分布于西非的低湿地区，由于高杆、少蘖、低产等原因，种植面积不大。

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杂草稻

又称野稻、杂稻、疯稻子、鬼稻。具有杂草特性的水稻， 越来越多证据表明杂草稻是由栽培稻野化形成的，它具有杂草般的生命力 ，边成熟边落粒，深埋土里，生生不息。同时，它在进化过程中还不断模仿栽培稻，甚至将来某一天我们可能很难用肉眼分辨杂草稻与栽培稻。

火眼金睛的你能一眼找出水稻中的“混子”鬼稻嘛？

（水稻中的“混子”杂草稻 图片来源：网络）

野生稻与栽培稻的区别

野生稻和栽培稻肉眼可见的最大区别是：野生稻的 “谷粒”（颖果）顶端有很长的芒，渐变为红色，且芒上还有很多刺，大概是为了抵御捕食者（如防止鸟吃掉它的颖果）。另一个特点是 野生稻极容易掉粒，当颖果成熟一粒时就掉一粒，埋藏在泥土里，这样便于延续后代（ 生物的一切进化行为都是为了更好地繁衍后代）。

同时野生稻的 产量小，我们人类祖先在快要成熟的时候把水放掉，水稻就像是打了激素一样，开始拼命地长种子，形成了现在高产的栽培稻，且为了便于种子的收获、储藏和加工， 人类筛选驯化出无芒的水稻。

普通野稻

图片来源：李西贝阳/PPBC

亚洲栽培稻

图片来源：徐永福/PPBC

灵魂扣问：吃了一辈子的大米，你真的了解“米饭”嘛？

有一种物种，由一种野草历经一万年演化而来，它的名字叫“米饭”。

关于米饭，在我们吃货的脑子里跳出来的是扬州炒饭、港式腊肠煲仔饭、菠萝什锦饭、韩式石锅拌饭、日本饭团、青团.......

关于大米，我们普通人想到的是白米、黑米、红米、糯米、糙米、泰国香米、印度香米、粳米、籼米......

但在植物学家眼里，所有稻米分为亚洲稻和非洲稻2种稻，世界上广泛种植的是亚洲稻，也就是我们平时说的水稻。根据产地可分为2个亚种，即粳稻（ O. sativa subsp. japonica ） 和籼稻（ O. sativa subsp. indica ） ，粳稻米粒短圆，黏度较高。我国黄河流域、北部和东北部种植，在南方则需要在海拔1800米以上种植，较耐冷寒，是为中纬度和较高海拔地区发展形成的亚种，我们所熟知的东北大米就属于粳米。籼稻则米粒细长，黏度较低，在我国秦岭以南较低海拔地区种植，具耐热和光强习性，海拔1800米是籼稻亚种分布的上限，因此南方大米主要为籼米。

粳稻和籼稻的区别 图片来源：网络

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栽培水稻也会变“野”！！

一直以来，改造驯化作物被认为是人类伟大的创造之一，然而我们始终无法完全如愿，在生物进化、适者生存的自然选择面前我们始终是渺小的。科学家研究发现， 我们驯化的栽培水稻也会发生野化，返祖现象是进化的必然。

科学家通过对世界上水稻种植地区的524种杂草稻进行全基因组序列分析，对比已知全球426个本地种植的水稻品种和53个野生稻种的样本数据，发现全球稻区发生的杂草稻都来自栽培稻，水稻在世界各稻区均存在野化或去驯化的现象，而且这个去驯化过程是一个持续的过程。

一般认为，水稻的起源历程，从野生经过驯化，以及现代遗传育种改良便结束了。然而，随着人类不断对水稻进行改良满足我们的需求时，却破坏了水稻原有的繁衍生存机制。 生存是万物动力之源。因此杂草稻需要改变自己不断适应新的变化，努力生存延续后代。老祖宗野生稻在进化过程中形成了机智的延续后代方式——落粒埋土，因此杂草稻恢复脱落生长， 趋向于野生特征。

科学家表示：“去驯化是作物不可避免的进化机制，人们对作物回归野生状态的认识，对于防控杂草稻有积极的作用。”

（采样的全球杂草稻的地理位置）

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普通野稻并不“野”？？

栽培稻在漫长历程中会返祖变野，那么野生稻就一定是“野”的嘛？

科学家对比栽培稻和野生稻的基因组来研究野生稻的起源历史，发现野生稻基因组中有着人工选择驯化的痕迹，证实了有大量栽培稻基因流入野生稻群体。

通过203种栽培稻和435种野生稻种组成的水稻基因组分析发现， 现存野生稻群体中有着大量的来自栽培稻的遗传成分，甚至部分“野生稻”就是近期野化的栽培稻。

这些令人意外的证据证明， 当前的野生稻应被视为一个“杂种群”，而非一个独立物种，它通过广泛的基因流和栽培稻联系在一起，随着栽培稻共同演化。因此， 实施更加科学的野生稻资源保护已刻不容缓。

（ 野生稻不断受到栽培稻（黄色）的遗传侵蚀）

知识卡片

驯化（Domestication）：是指一种生物的成长与生殖逐渐受另一种生物利用与掌控而获得可预测性状的过程，例如人类栽培各种农作物和畜牧等。人类驯化动植物的目的主要包括作为食物和衣物的来源、运输、守卫或是观赏娱乐用途。常见的驯养动物包括了宠物、家畜等。人类驯化植物至少在1万2千年前就开始了，例如谷物和葫芦。

野化（feralization）：也叫“去驯化”（de-domestication），是栽培作物和家养牲畜家禽等经常发生的遗传现象，植物或动物从人工环境返回自然环境，恢复野生特征，是一种返祖现象。

就栽培水稻而言，去驯化后成为杂草稻，稻粒变小呈现红皮的特征，经过长期环境适应，进化具有落粒特征，种子成熟即散落田间，随水稻耕作生长季节与栽培稻伴生。由于其遗传背景与栽培稻极其相似，除草剂难以根除，严重影响水稻生产。

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保护近缘野生种

维护生命共同体

作物野生近缘植物

作物野生近缘植物(crop wild relatives, CWR)：是指与栽培作物具有一定亲缘关系的野生植物。包括作物的祖先种以及那些与作物遗传关系较近的植物类群。

包括3种类型：

（1）直接进化成栽培作物的野生物种被称之为祖先种，是与其亲缘关系最近的野生近缘种。例如，亚洲栽培稻的野生祖先种为多年生普通野稻、栽培玉米的野生祖先种为大刍草( Zea diploperennis )；

（2）与栽培作物及野生祖先种均具有不同程度亲缘关系的其他野生物种。如栽培稻的近缘种长雄蕊野生稻(O.longistaminata)和药用野生稻( O. officinalis )、栽培萝卜( Raphanus sativus )的近缘种野生萝卜( R. raphan-istrum)以及栽培油菜( Brassica napus )的近缘种黑芥( B. nigra )等；

（3）发生于农田生态系统，且与栽培作物属于同一物种的伴生杂草类型。如栽培稻田中的杂草稻( O. sativa f. spontanea )和栽培油菜田中的杂草油菜( B. rapa )等。

天然基因库

作物野生近缘种是宝 贵的植物遗传资源, 对于改良作物品种, 提高粮食和其他栽培植物的产量和质量具有十分重要的意义。 现代栽培品种在驯化过程中丢失了许多优良基因，限制了作物的改良潜力，降低了其遗传多样性和对环境的适应性，给农业生产带来了潜在的风险。 野生种在长期适应环境中进化的遗传多样性十分丰富,能够积累丰富的表型与遗传变异，是作物种质创新和品种改良的天然基因库。

作为近代栽培稻的祖先，是保存稻谷骨血的珍贵资源，蕴含着丰富的抗病虫害、抗逆、口感好、品系丰富等特征，是及其宝贵的遗传资源。 在水稻育种学家手中，可以拿来改良水稻的抗性，在植物系统学家眼中，可以用来研究稻属植物的起源和演化。

随着社会的发展和进步，水稻的种植面临新的挑战，目前水稻自身遗传资源已无法满足人类的需求，预计到2050年，全球人口将增加近30亿，迫求新的遗传来源，水稻野生近缘种没有经历驯化和改良过程，依旧保留有丰富的遗传资源。同时， 水稻野生近缘种往往与水稻处在相同生境，由于长期适应环境变化、抵御生物和非生物胁迫，在其进化过程中形成并积累了丰富的遗传变异和有益基因资源。这些遗传资源是水稻设计育种急需的基因资源。

当前面临的威胁和挑战

近年来，由于全球人口不断增长、经济快速发展以及全球气候变化等一系列原因，栽培作物野生近缘种的生存环境遭到了严重破坏， 导致野生近缘种遗传多样性丧失，面临日趋严峻的威胁。例如自20世纪80年代起，中国野生稻自然居群急剧减少，原记载的三种野生稻已经丧失了76.41%，濒危状况十分严重。普通野生稻、野大豆（ Glycine soja ）、金荞麦(Fagopyrum dibotrys)等被列为国家Ⅱ级重点保护植物，作物野生近缘植物的保护日益紧迫。

同时，物 种 和 群 体 之 间 的 天 然 杂 交 和 基 因 渐 渗(introgression)是非常普遍的自然现象。在就地保护状态下的植物野生近缘种群体, 不可避免地要和周边的野生种群体以及栽培种种群发生杂交和渐渗。栽培作物与野生近缘种的杂交与渐渗会对野生近缘种群体的遗传完整性和遗传结构以及群体的进化潜力带来一系列的影响，导致野生近缘种遗传多样性水平的降低和遗传背景单一化。在严重的情况下， 如栽培作物的大规模和连续的非对称基因流会产生对野生近缘种小群体的遗传淹没效应， 最终导致野生近缘种群体的遗传单一化， 甚至局部群体的灭绝, 造成野生近缘种遗传多样性的丧失。也许，在未来的某一天，野生近缘植物会灭绝。

保护行动在路上

目前针对野生近缘种的保护主要有两种形式：

一、原生境保护

原生境保护是在自然条件下对栽培作物植物野生 近缘种群体及其进化过程进行保护。可使植物种群始终暴露在自然选择和适度的人类干扰作用下，有利于植物维持自身遗传多样性，并保持进化潜力。

原生境保护主要有两种模式，一种是 主流化方法，另一种为 物理隔离方法。主流化保护法是借助作物野生近缘种所在地农牧民的积极主动参与，达到保护作物野生近缘种的目的。物理隔离方法是在作物野生近缘种资源地建立保护区或保护点，采用理隔离的方法有效地阻止人畜进入保护区，保护植物生境不受人类的干扰和破坏，从而起到作物野生近缘种的保护作用。

2001–2014年间, 我国已建了189个物理隔离保护方式和72个主流化保护方式的农业野生植物原生境保护点。与此同时, 还通过自然保护区建设间接对多个物种实行原生境保护， 共建立自然保护区2750处，占中国陆地面积的14.88%， 此外还建立了国家级森林公园881处、各类保护小区5万余个， 初步形成了野生植物原生境保护网络。

二、迁地保护

迁地保护是将植物种子或活体植株移到人工 创造的适宜环境中保存, 避免受自然灾害或人为因素的影响。迁地保护对于原生境遭到严重破坏、种群存续受到巨大威胁的物种具有重要意义, 是进行抢救性保护的有效手段。

我国政府也十分重视栽培植物及其野生近缘种种质资源的保护, 陆续建立了多个国家作物种子库和种质圃以及中国西南野生生物种质资源库等。据2014年联合国粮食及农业组织的报告, 全球目前约有1,750座种质库, 保存了约750万份各类农作物的种质资源。

绿色保护事业，我们一直在路上。

站在一株草面前

一万多年前

水稻还不是水稻

它只是一株小草

叫做野生稻

荒草丛生

无人问津

后来它勾住了人类

历经沧桑轮回

变成了一粒粒稻米

改变了整个世界

一株草的生命

肃然起敬

RESPECT

参考文献

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Wang H, Vieira F G, Crawford J E, et al. Asian wild rice is a hybrid swarm with extensive gene flow and feralization from domesticated rice[J]. Genome research, 2017, 27(6): 1029-1038.

卢宝荣. 杂交-渐渗的遗传进化效应与栽培作物野生近缘种多样性保护[J]. 科学通报, 2014, 59(6): 479-492.

卢宝荣, 葛颂, 桑涛, 等. 稻属分类的现状及存在问题[J]. 植 物 分 类 学 报，2001，39(4):373-388.

马克平. 作物野生近缘种的研究与保护需要重视[J]. 生物 多样性, 2013, 20(6): 641-642.

张胜利, 李东方, 马华平, 等. 稻属植物基因组型与分类研究进展[J]. 吉林农业科学, 2009, 34(2): 4-7.

赵耀, 李耕耘, 杨继. 栽培植物野生近缘种的保护与利用[J]. 生物多样性, 2018, 26(4): 414-426.

郑晓明, 宋玥, 李飞, 等. 作物野生近缘种的原生境保护[J]. 植物遗传资源学报, 2019, 20(5): 1103-1109.

一起来关注国家粮食和蔬菜吧！

图文编辑：吴远密 返回搜狐，查看更多