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像种果树一样种水稻?多年生稻一种管三年!

发布时间:2023-10-16 08:45:00来源: 央广网

  央广网北京10月15日消息(总台中国之声记者富赜)据中央广播电视总台中国之声《新闻超链接》报道,这段时间正是全国秋收的黄金时节,在今年很多地方的水稻稻田里,有一种特别的水稻品种引来了关注,那就是由云南大学胡凤益团队领衔研究的多年生水稻。

  这种水稻,可以种一次收多年,一次插秧可以连续收获十茬稻米,有望改变已经深入人心的,种一次收一次,年复一年周而复始的农业种植规律,大大减轻了耕作者的田间劳动强度和投入。

  多年生水稻和常规水稻口感一样吗?被人类驯服的水稻,为什么从多年生变成了一年生?如今,当人类“反悔”了,我国科研团队用了什么办法让它找回了多年生的能力,并借此斩获《自然》杂志年度十大科学突破?

  

  是什么让水稻从多年生变成了一年生?

  大多数的农作物,尤其是苹果、梨等木本作物,都是多年生,为何作为禾本植物的水稻却并非如此?云南大学资源植物研究院副研究员张石来介绍,水稻,即亚洲栽培稻,祖先其实也是多年生。稻属有22个野生种,这些野生资源当中很多都是多年生。水稻之所以从多年生变成一年生,实际上是人类花费近万年时间驯化改良的结果。

  对于植物而言,一般存在有性和无性两种繁殖方式,有性繁殖对应种子,无性繁殖对应多年生。人类为了收获种子作为粮食,尽可能向高产的方向选育品种。而由于生殖耗费大量的能量,如果同一植株大部分能量用于结果实,势必会影响到无性繁殖的性状。选育的结果,就是水稻获得了高产,却丢失了多年生的性状。

  锚定目标,20余年磨一剑

  张石来介绍,植物实现无性繁殖和维持多年生的重要器官是地下茎。稻属中有一种原产于非洲的长雄野生稻,其突出特点是具有非常发达的地下茎,一整季能够长到两三米开外的地方。利用这一性状,科学家尝试用长雄野生稻与栽培稻进行杂交,并通过回交的方式保留既高产又多年生的性状。

  多年生稻的研究缘起,是为了解决粮食安全与生态安全的平衡问题。在我国云南以及周边的东南亚国家,还种有许多陆稻,这些陆稻种在坡地上,完全没有田埂。在当地的地理和气候环境下,这种一年生作物带来大量的水土流失,同时也耗费了农民大量的人力、物力和财力。在这一背景下,云南大学胡凤益团队自1996年起致力于研究水稻的多年生化,并成功创制了多年生稻技术。

  历经20余年,多年生稻的研究并非易事。由于野生稻与栽培稻的杂交属于远缘杂交,因此很难获得后代。最终通过利用幼胚挽救的方式,成功获得了RD23/长雄野生稻杂交种F1代。但即便如此,远缘杂交的后代并不稳定,常伴随许多遗传连锁累赘,这就需要花费大力气去除其中的不利性状。

  多年生性状与产量协同也是个大难题,二者通常是此消彼长的关系。为此,研究人员开发了一系列与地下茎紧密连锁的分子标记,利用其进行辅助选择,加快育种进程。同时,培育的多年生稻同样采用根茎聚集的方式,使得现代化的高产栽培技术也同样适用。

  比普通水稻难种?口感怎么样?

  从生长环境来看,对温光水肥的要求,多年生稻与普通水稻基本一致,唯一不同的是冬季最冷月气温不能太低,低温持续时间不能太长。张石来介绍,如果平均气温不低于13℃,低于4℃的天气不超过5天,多年生稻就能安全越冬。因此,目前审定的多年生稻品种,主要在北纬26°以南的地区试点种植。

  在大田试验条件下,多年生稻平均能够保持连续3~4年的生长,最长的多年生稻已经生长了7年,收获了14季。以西双版纳勐海县试验点为例,一次种植连续收获三年,能够保持早稻亩产超过600公斤,晚稻亩产超过400公斤,周年亩产量过吨,与当地主栽的常规稻相当,但与杂交水稻还有差距。

  在品质上,多年生稻与普通水稻的外观、口感、安全性等方面也无本质区别。目前审定的品种有三个:多年生稻23、云大25、云大107,既有籼稻,也有粳稻,能够满足不同人群的需求。

  事实上,除了水稻以外,高粱、小麦、玉米等农作物都有希望实现多年生,国际上也有“多年生作物研究联盟”这样的组织。张石来表示,目前我国多年生稻品种已在东南亚和非洲有了初步应用,且表现效果良好,未来还需要努力让多年生稻品种具有更好的抗性和广适性,应用到更多的国家和地区。

(责编:郭爽)

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