野生稻：装满人类饭碗的希望

史军

米饭是餐桌上最常见的主食之一，人们几乎每天都要跟它打交道。但水稻从何而来？如果你在野外遇到一丛长相酷似水稻的“瘦弱”植物，可千万不要小瞧它，它很可能是水稻的祖先——野生稻。野生稻遗传资源对中国的水稻育种、生产和粮食安全都具有十分重要的意义。在2021年9月公布的《国家重点保护野生植物名录》中，所有野生稻属植物均被列为二级保护植物。让我们一起去认识这个低调的幕后英雄吧。

野生稻被人类“驯化”成重要的粮食作物——水稻

我们通常所说的野生稻，并不是指一种植物，而是所有禾本科野生稻属植物的共同名称。最新的分子遗传学分析发现，除了我们熟悉的2个水稻栽培种，世界上还有18个野生稻物种，广泛分布在亚洲、非洲、澳洲和美洲。中国有3种野生稻，分别是普通野生稻、药用野生稻和疣粒野生稻。

野生稻在中国分布广泛，它们喜生长在海拔600米以下的江河流域，平原地区的池塘、溪沟、藕塘、稻田、沟渠、沼泽等低湿地。普通野生稻的植株就如同一丛杂草，稻穗上的籽粒较小，稻芒较长。为了避免被小动物采食，籽粒在成熟之后便会立即落下。这种落粒习性虽然保证了野生稻的繁衍，却限制了它走上人类的餐桌。但有一些野生稻出现了基因突变，最终被人类“驯化”成重要的粮食作物——水稻。

让成熟的果实“老老实实”留在枝头，是植物“驯化”的重要一步。如何让野生稻的籽粒在成熟之后留在谷穗上不脱落呢？这与一个特殊的结构有关，那就是离层。我们常说“瓜熟蒂落”，而离层这层特殊的细胞就是掌管果实与植物体连接和分离的关键部位。

生长过程中需要充足水分的野生稻

果实发育时，离层细胞与茎干的其他细胞并没有很大区别;一旦果实成熟，离层细胞的细胞壁就开始降解，细胞变成游离状态，果实就断开与母体的连接，开始新的“征程”。

发生基因突变的野生稻，不能形成离层结构，籽粒成熟后，需要很大的拉力才能将其与母体分离。利用这一基因特性杂交出来的水稻，可以有效减少成熟期籽粒脱落的情况，以及恶劣天气影响、收割过程中产量的损失。

杂交水稻之父袁隆平培育的高产杂交水稻举世闻名，物种杂交技术可以带来新的基因组合，从而提高作物的产量和抗病虫害等综合能力。在杂交水稻之前，人类已经在多种作物中获得了杂交技术带来的好处，最典型的例子就是玉米。因为玉米的雄花和雌花是分别开放的，很容易实现杂交授粉。但是，水稻的花属两性花（指被子植物的一朵花中，同时具有雌蕊和雄蕊），并且雌蕊和雄蕊同时成熟。正常情况下，只有5%的籽粒来自异花授粉。除此之外，一个稻穗上有上百朵小花，要想摘除雄蕊进行人工授粉并不现实。

直到1970年，袁隆平院士在海南发现了一株天然雄性不育的野生稻——野败（野生的雄性败育稻）。野败个体的雄蕊不育特征，极大地方便了杂交育种工作的进行，正是它，让杂交水稻从设想变为现实。

野生稻对人类的价值不仅仅是提供杂交水稻的亲本，它还可以为我们提供现代水稻育种和生物技术利用的特异性状。野生稻被证实含有大量的抗虫、抗病基因资源，例如：对稻飞虱、黑尾叶蝉和稻瘿（yǐng）蚊等害虫的抗性，对白叶枯病、稻瘟病和纹枯病等病害的抗性，对干旱、淹浸、寒冻和土壤酸碱性等不良环境的耐受性等。野生稻这些优秀的基因，未来在应对水稻稳产高产的挑战中具有重大价值。

通常来说，野生稻并没有食用价值，从外观上看，它们与杂草无异也没有观赏价值。因此，野生稻的生存危机并非来自人类的采挖，而是栖息地的丧失。

野生稻的典型生活环境是湿地，在早些年间，湿地被视为无用的土地类型—既不能像湖泊那样养殖水产，也不能像河流那样提供水源，于是在很长一段时期里，湿地要么被开垦成了农田，要么被开发成了建筑用地。野生稻的“家园”随之遭到破坏。但是湿地的重要性正逐渐被我们认知，这些特殊的生态环境不仅可以拦蓄洪水，发挥水资源稳定器的作用;还可以净化水体，被称为地球之肾;更是无数动植物赖以为生的家园。

对湿地认识的转变，恰如对野生稻价值认识的转变，这是人类认识自然的重大进步。在未来，与自然界的其他物种和谐相处，才是人类可行的生存之道。

在水稻育種发展过程中，水稻品种的输入和改进对稻作农业发展有很大影响。值得一提的是，宋朝大规模推广的占城稻。

占城稻原产于占城（今天的越南），相较于宋朝之前栽培的水稻，占城稻具有耐涝耐旱、生长期短、米粒均匀等一系列的优势。《宋史》《宋会要辑稿》等古籍中均对其有记载，可见当时的人们对占城稻的重视程度。

占城稻的推广带来了诸多好处。首先，很多灌溉条件较差的丘陵和山地也能开垦成水稻田，特别是对于江西、福建这样多山的省份，拥有耐涝耐旱的水稻品种是开拓新的耕种区域的基础。再者，占城稻的生长周期较短，这种特性是“一年两熟”和“稻麦连作”种植体系的基础，可以提高农田的利用率。

可以说，占城稻改变了中国南方稻作农业的形态。而这种改变，恰恰就来自于水稻的遗传多样性。

水稻对农业科技发展作出的贡献不可小觑，水稻生产促使我们的祖先发展了相应的农业生产技术。如何减少杂草对粮食作物的影响，一直都是农业生产中需要解决的问题。一些杂草甚至演化出“狡猾”的手段——稗草可以与水稻同步生长，同时散播种子，就可以保证自己的种子与稻谷的混在一起，偷偷享受农田的水肥条件。

为了去除杂草，聪明的劳动人民发明了烤田技术。所谓烤田，便是将土壤从淹水状态变成干旱状态，在干旱状态下，向水性促进根系向土壤深处生长，水稻的植株也就更为强健。不仅如此，烤田技术还能改善土壤的通透性，降低田间空气湿度，减少病虫害并可防止其蔓延。

（责任编辑 / 黄盈盈  美术编辑 / 周游）