东乡野生稻种质资源保护现状、存在问题及对策

赵隽劼 费丹 陈萍 严松 徐俊

（江西省农业科学院，江西 南昌 330200；第一作者：516193101@qq.com；*通讯作者：xujun0125@163.com）

种业是国家战略性、基础性核心产业，是现代农业的“芯片”，“确保种源安全”是我国“十四五”时期加快推进农业现代化的重大目标任务。在2021 年中央经济工作会议中，中央农办主任、农业农村部部长唐仁健指出，“解决好种子和耕地问题是保障国家粮食安全的核心，其关键在于‘藏粮于地、藏粮于技’战略”。东乡野生稻是迄今为止发现的世界上分布最北的野生稻[1]。东乡野生稻富含大量优质基因，尤其抗寒性世所罕见。江西省农业科学院水稻研究团队常年跟踪研究发现，东乡野生稻在-12.8 ℃的低温环境下也能存活[2]。东乡野生稻也表现出了良好的抗旱和抗虫性能，在田间持水量10%以下时复水后植株复苏率可达50%以上[3]，对白叶枯病和细菌性条斑病抗性表现强[4]，而且对螟虫、褐飞虱等虫害也表现出较高的抗性[5-8]。此外，东乡野生稻还具有胞质雄性不育、广亲和、“野败”恢复、抗矮缩病、抗黄矮病、抗稻瘟病、促高产、耐贫瘠等优质基因[9-11]，这些都有待进一步深入挖掘和利用。由于自然群落的大量丧失，东乡野生稻目前已处于一个濒危状态，需要对其提供更好的保护和研究利用。

1 东乡野生稻种质资源保护的历史演进

东乡野生稻最初发现于1976 年，生长在江西省原东乡县东源公社（现东临新区岗上积镇）林场，是世界上目前分布最北的普通野生稻[1]。通过实地调查和文献资料整理发现，东乡野生稻种质资源保护主要经历了三个阶段。

1.1 基本无保护阶段（1982 年以前）

东乡野生稻是土生土长的普通野生稻。1978—1982 年，江西省农业科学院组织的野生稻考察组先后在岗上积镇又发现了樟塘、水桃树下、坎下垅、庵家山、林场、东塘、东塘上、东塘下、东塘西侧等9个居群，生长总面积1.4～2.0 hm2。受人类活动频繁，开荒造田，新修水利等因素影响，坎下垅、林场、东塘、东塘上、东塘下、东塘西侧等6个居群灭绝，群落减少三分之二，野生稻减少90%。

1.2 以地方保护为主阶段（1983—2001 年）

1980 年起，江西省农业科学院首创野生稻原位区、异位圃和定位监测“三位一体”保护模式，对东乡野生稻进行科学保护。1983 年，江西省科委、江西省农业科学院、东乡县人民政府联合签定了东乡野生稻保护协议，开始对其进行重点保护。1984 年在岗上积镇樟塘水桃树下建立了我国第一个原位保护区。1986 年在庵家山林场建立了第二处原位保护区。1997—2000 年，由于山洪爆发冲垮和受到农民开荒造林冲击，樟塘水桃树下、庵家山保护区一定程度上受到破坏，有关部门开始维修、加固，并进一步扩大了保护区的面积。

1.3 国家与地方共同保护阶段（2002 年—）

2001 年，时任国务院副总理温家宝亲自指示开展东乡野生稻种质资源保护。国家农业部、江西省农业厅立项资金50 万元，在国内首创建立了野生稻原位保护区。目前，江西省拥有三处东乡野生稻原位保护区，总面积10.50 hm2，其中野生稻核心区面积1.93 hm2，即庵家山原位保护区（保护面积9.40 hm2，核心区面积1.45 hm2）、樟塘水桃树下原位保护区（保护面积1.07 hm2，核心区面积0.40 hm）2、马齿塘原位保护区（保护区667 m2，核心区面积667 m）2。

2 东乡野生稻种质资源保护的主要做法

遵照《中华人民共和国野生植物保护条例》《农业野生植物保护法》《种子法》等法律法规，围绕保护资源的目标，按照野生稻原位区、异位圃和定位监测的“三位一体”保护模式，对原位区野生稻实施了卓有成效的保护。

2.1 建立东乡野生稻原位保护区和研究工作平台

2002 年国家农业部、江西省农业厅立项建立了野生稻原位保护区。2012 年3 月12 日挂牌成立了“农业部江西东乡野生稻科学观测站”，标志着东乡野生稻资源的研究已达到国家级的要求，为东乡野生稻研究提供了新的平台。2016 年中国农业科学院挂牌成立了“种子资源平台”，为东乡野生稻种子资源的研究与利用提供了新的平台。

2.2 制定一套东乡野生稻种质资源保护管理制度

一是东乡野生稻原位保护区内执行全封闭式管理，设立野生稻区、灌溉区和观测区，其中野生稻区设立在保护区中央，观测区位于保护区的东西两侧，灌溉区建设了水库溢洪道和排水沟。保护区采用砖墙并紧靠水库网栏，与外界隔离，保证了野生稻遗传多样性不受外界环境干扰和影响，避免受外来基因入侵。严禁任何人、任何单位在野生稻保护区内放牧、开荒、砍伐，维持保护区自然原始的原生境状态。二是建立保护区定期清理制度，每年3—11 月定期组织培训合格农民工，在保护区内开展有序的人工除草除杂工作，尤其对野生稻区内不利于野生稻生长的植物，如马根草、游草（假稻）等进行人工定向清除。对周边的树木、丛林等进行剪枝修理，以免对野生稻生长所需的光照、温湿度因子等造成不利影响。与此同时，定期清理水沟水渠中的淤泥、杂草等，进一步保障野生稻所需的水源通畅。

2.3 通过增加财政投入提高东乡野生稻种质资源保护的设施水平

江西省气象局在野生稻区建立了六要素气象观测站，实现全天候气象观测，观测指标包括温度、湿度、风速、风向、降雨量等，为东乡野生稻的研究与利用创造了更有利条件。定期对野生稻保护区基础设施中的工作站、观察站等进行完善与维护，定期对观察站中观察房、种质资源保存圃进行检修和维修。自2015 年开始，农业农村部联合江西省农业农村厅每年拨款10 万元作为东乡野生稻保护专项资金；从2021 年开始江西省农业农村厅设立“抚州市东临新区东乡野生稻原生境保护”项目，每年支持10 万元作为监测经费。上述财政资金为东乡野生稻的日常保护和监测工作提供了一定的保障。

2.4 坚持保护与研究并重原则

每年在集市开展6 次以上宣传日活动，对原位区周边3个村委会农民开展保护意识宣传，农民保护意识普及率达到100%，杜绝发生人为毁坏野生稻的行为；通过电视台、报纸、网络等各种传媒途径大量宣传保护东乡野生稻的重大意义。与此同时，当地政府和农业农村部门，积极配合中国农业科学院、江西省农业科学院、中国农业大学等科研院校，全面深入地开展东乡野生稻鉴定评价、定位监测、遗传多样性、水稻育种、基因克隆等研究工作。江西省农业科学院颜龙安院士团队利用东乡野生稻育成东野型雄性不育系国际油粘A，该细胞质类型为我国特有且独立于野败型的第二大孢子体败育类型，并在2018 年克隆了细胞质雄性不育基因，揭示了败育机理，成果在植物学领域世界顶级期刊《The Plant Journal》上发表。东乡野生稻耐寒性强，可抗“寒露风”，利用东乡野生稻培育出的强耐寒水稻品种东野1 号已在生产上推广应用，为解决南方水稻品种早春播种耐寒性、晚稻品种抗“寒露风”的问题提供了解决方案。东乡野生稻的研究获国家发明专利6 项，全国定位基因116个，克隆基因12个（表1）。与此同时，利用东乡野生稻为材料研究获得的成果丰硕，“中国野生稻种质资源保护与创新利用”获国家科技进步二等奖、“东乡野生稻的发现、遗传多样性保护与初步利用研究”获江西省科技进步一等奖等。

表1 从东乡野生稻中克隆的功能基因

3 存在的突出问题

东乡野生稻自1978 年发现以来受到人为和自然等多种因素影响，正处于种质资源濒临灭绝的危险边缘。东乡野生稻的原生境受到了严重破坏，从1978 年发现时的9个居群、面积约3.0 hm2，锐减到目前的3个居群，面积约0.1 hm2[24]。究其原因，主要在于以下几个方面。

3.1 保护方式比较单一

当前，东乡野生稻主要是以人工管理为主，费时费力，加上野生稻原生境保护点的保护一般是在行政指令下建立的，缺乏当地农民群众的主动参与，与当地经济发展的矛盾难以协调，监测难度大，存在管理不力现象。

3.2 保护条件难以满足新时代要求

自国家农业农村部、江西省农业农村厅立项投入50 万元建立野生稻原位保护区以来，野生稻原位保护区“十年如一日”，仅仅是按照最基本的管护要求开展相关工作。十几年没有提高过管护经费，导致保护区内水沟、水渠、水井、防护网等基础设施老化陈旧、分析监控设备缺失、管理标准和监管体系缺乏等问题日益凸显。

3.3 专业保护人员严重不足

野生稻保护区成立以来，是以野生稻发现者饶开喜一个人保护维护为主，虽然根据工作需要临时聘请人员进行除草、清淤，且日常保护工作有专人负责，但是受限于专业知识，使得工作开展仅仅维持在一个基本的保护水平，在技术、人力和组织管理等方面和现在对种质资源保护力度和重视程度难以匹配，从而很难从专业的角度上进行有效监测、管护和研究。此外，饶开喜已退休，年纪也越来越大，如不加紧培养年轻的专业管护人员，可能导致无人接班“守稻人”的窘境。

3.4 种源的可持续保护措施薄弱

一方面，野生稻居群锐减。野生稻居群已由先前的9个减少到3个，野生稻保护区面临消失的潜在风险。且在保护区的缓冲区带，出现了不少农作物、经济作物，加速了野生稻保护区有效面积的缩减。另一方面，野生稻核心区面临物种竞争。核心区内的游草及柳叶箬等伴生物种已逐步形成优势种群，野生稻群落受到伴生植物激烈竞争，野生稻生长密度逐渐下降。此外，野生稻原生境的水生态环境易受旱，缺乏充足水源的持续补充，若遇上干旱年份极易抑制野生稻的生长和繁衍，可能造成濒危情况的发生。

3.5 综合开发利用水平有待提高

利用东乡野生稻耐寒性优势培育出来的可以成功越冬的水稻品种较少，在生产中推广使用的更少。对野生稻资源有益基因的开发利用尚处于起步阶段，东乡野生稻资源仍有较大的开发利用空间。围绕东乡野生稻为核心打造和开发的相关产业尚属空白，没有结合当地发展环境和已有资源进行科学合理的布局谋划。

4 对东乡野生稻种质资源保护的对策建议

4.1 形成保护体制机制组合拳

明确机构主体责任，将保护区的建设和管理纳入抚州市甚至江西省“十四五”经济和社会发展规划，东乡野生稻保护、管理、科学研究、宣传教育等所需经费纳入每年政府财政预算；保护工作由东临新区农业农村局主管，下设东临新区东乡野生稻原位保护站，安排中高级农艺师专职常驻野生稻基地，从事野生稻管护、监测和研究工作。严格日常管理，出台东乡野生稻保护区管理制度，明确严禁任何人任何单位在保护区内放牧、开荒、砍伐，维持保护区原生境状态，对违规者严厉惩处；国内外专家、学者、科研人员进入保护区须持有关部门和单位介绍信，并遵照警示牌防火，严禁拍照、摘种和泄露野生稻资源信息等。加大宣传力度，每年在集市开展多次宣传活动，特别是对原位保护区周边的3个村委会农民群众开展常态化保护意识宣传，提升农民群众的种源保护安全意识，杜绝发生人为毁坏野生稻的行为。

4.2 提升完善原位保护区基础设施

积极申报项目，多方寻求资金支持，为基础设施改造提供资金保障。完善原位保护区基础设施，修缮保护区围墙及护栏，防止牛、羊等畜禽和外来植物等破坏野生稻生长，保障野生稻的安全和生态环境；修缮大门及区间道路，改扩建生态卫生厕所，提升保护区整体面貌；新修建保护区供水系统，修缮保护区供水渠道，打深水井用于缺水灌溉；新建宣传长廊，丰富野生稻科普知识及成果展示。增设相关科研和监控设备，改扩建观测室，购置野生稻种源保护、评价鉴定等前期工作所需的简易科研设备，如用于种子烘干、常规成分分析检测的仪器。新增野生稻监控和观测设备，如实时监控系统（监控摄像头、红外线仪等）和观测设备（如无人机）及野生稻物种变化分析软件的开发等，建设信息化、智能化监测系统。

4.3 加强科研协同合作和人才培养

积极寻求与高等院校和科研院所战略合作，成立博士工作站，进一步拓展科研开发和项目合作，促进东乡野生稻基础研究和成果转化，不断提升东乡野生稻的科技影响力，持续为东临新区注入强劲的科研力量和人才队伍。通过招考引进水稻等相关专业的人才，组建专业队伍，逐渐完善野生稻保护人才梯队。派出专人到高校或科研院所进行专业的培训和学习，到其他先进的野生植物保护点考察借鉴，在专业素养上提升管护人员素质，逐步培养一批具有专业背景的野生植物尤其是野生稻保护技术专家和技术人员，为高质量进行东乡野生稻原生境保护、监测、研究、推广等工作提供保障。

4.4 加强种质资源异地异位保护

由于东乡野生稻对于空气、水源、土壤等环境要求较高，我们难以在每个分布点建立原生境保护区。但是，为了降低因为人为或者自然条件变化等引起的种质资源灭绝风险，建议收集好不同自然居群的种源，经大田种植留种整理后进入江西省农业科学院野生稻种质资源圃或在抚州市农科所建立野生稻种质种茎异位保护圃，把抚州市东临新区现己知的野生稻种群部分移植至保护圃内加以保护。保存野生稻种源基因，依托省内打造种子银行和建立野生稻基因库，尽快联合科研院所开展东乡野生稻基因提取工作，采集现存组织，进行细胞和DNA 保护，保存其全基因组，构建关键核心功能基因的DNA 库和BAC 文库等，从分子水平进行精准保存。

4.5 充分挖掘其潜在的社会和应用价值

野生稻种质资源在科学合理保护的同时，要多途径进行合理开发利用。建议东临新区东乡野生稻原位保护站与全国各大高校和研究院所建立合作关系，充分挖掘利用东乡野生稻特异种质基因资源，培育高产、优质和抗性更强的新品种。整合东乡野生稻优势资源和当地旅游资源，开发文旅研学融合项目。设立“东乡野生稻保护基金”，吸纳大型农业龙头企业合作，在东临新区示范推广耐低温、抗逆性强的新品种，打造耐低温水稻新品种制种基地。