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稻种资源

供人类研究利用的所有稻属植物。包括稻属野生种、古老农家品种、改良品种、突变体及遗传测试材料等。在粮食作物中,稻种资源最为丰富。稻种的多样性主要是由于地理上的广泛分布而产生的生态、遗传上的适应性变异。在东南亚、非洲和南美洲,稻可以在不能种植任何其它农作物的环境(如深水、重盐碱土、强酸土等)中生长。为害水稻的病虫灾害很多,但在自然界中也蕴藏着大量的抗源。

供人类研究利用的所有稻属植物。包括稻属野生种、古老农家品种、改良品种、突变体及遗传测试材料等。

粮食作物中,稻种资源最为丰富。稻种的多样性主要是由于地理上的广泛分布而产生的生态、遗传上的适应性变异。在东南亚、非洲和南美洲,稻可以在不能种植任何其它农作物的环境(如深水、重盐碱土、强酸土等)中生长。为害水稻的病虫灾害很多,但在自然界中也蕴藏着大量的抗源。因此,丰富的稻种资源是分类、遗传、育种研究的好材料。

野生稻种的染色体组型

稻属是一种古老的植物,原产地可追溯到冈瓦纳古大陆,其祖先大约在1.3亿年前的白垩纪以前就广为分化。随着古大陆的断裂和漂移,这些种便散布于世界各地。现今热带亚洲、非洲、拉丁美洲、大洋洲都有稻属不同野生种存在,便是本属源远种繁的一个明证。稻属共有20个种,其中2个为栽培种,即亚洲栽培稻(或称普通栽培稻)和非洲栽培稻(或称光身栽培稻),其余18个种均为野生稻。稻属植物有一个共同的祖先,但尚未确定是那种植物。形态上近缘的属是李氏禾。所有稻属野生种都分布在28°N以南的热带、亚热带地区,其产地为河流沿岸、沼泽地、低洼地、坡地或旱地,多年生或一年生,种子休眠性和落粒性很强。细胞染色体数(2n)分24和48两类。栽培稻及其近缘种如普通野生稻、尼瓦拉野生稻、巴蒂野生稻、长药野生稻(包括典型的野生稻和野栽中间型的杂草)都具有AA染色体组,2n=24。药用野生稻(2n=24)及所有的2n=48的野生稻如小粒野生稻、高秆野生稻等,都具有CC染色体组,其另一组为BB或DD或RR。稻属中某些野生稻如疣粒野生稻等的染色体组型,迄今没有确定。亚洲栽培稻与普通野生稻的亲缘最近,虽属两个种,但很容易杂交,产生可育的后代,因此认为亚洲栽培稻是由普通野生稻演化而来的。非洲栽培稻与巴蒂野生稻也有类似的亲缘关系(见野生稻)。

亚洲栽培稻的生态类型

亚洲栽培稻起源于喜马拉雅山麓的印度东北部、不丹、尼泊尔、缅甸北部、中国西南部一带,并经长期传播,广泛分布于世界各地。在广大区域不同水土条件的影响下,加上自然选择和人工选择的作用,亚洲栽培稻便形成了适应各种地理环境,如多雨积水地、低洼沼泽地和河流沿岸的季节性深水田的土地生态型。又由于不同纬度和海拔高度的影响,形成了对光照和温度具有不同敏感性的光温生态型

丁颖关于普通栽培稻生态型的划分,认为在不同气候、土壤、季节和栽培的影响下,栽培稻的光温反应、需水习性、胚乳淀粉特性等方面发生了分化,从而形成了籼、粳两大类,再按早、晚,水、陆,秥、糯划分为16个变种。

非洲栽培稻的生态类型

非洲栽培稻也存在许多生态类型,特别对于水分条件的适应范围很广,从陆稻到深水稻各种类型都有。在湿润状态的土壤上,非洲栽培稻能与其它杂草和灌木混生,成为一种不依靠人工管理的自生作物。但它的全部多样化变异范围则远不如普通栽培稻,其原因可能与当地的人口密度小,南北分布狭窄,地势平坦以及栽培条件较差有关。由于能适应非洲生态环境的普通栽培稻的面积迅速扩大,和非洲农业积极引进先进的耕作技术,有些地方非洲栽培稻已逐渐沦为亚洲栽培稻的田间杂草。

稻种资源的收集和交换

中国稻种资源的收集始于本世纪50年代,后经70年代补充征集,共有4.3万余份,经整理入目的约为3万份,其中地方品种约占86%,引进品种占10%,育成品种占4%。

印度也是稻种资源丰富的国家之一,据统计总数约有2万份。美国登记的品种数保持在7000份上下。日本60年代收集的地方品种约为1300多份。菲律宾约保存1000份。斯里兰卡2500多份。泰国50年代收集6739份,经鉴定整理,选出2434份基本类型。西非水稻发展学会从6个非洲国家共约收集到7000多份稻种资源

1960~1970年国际水稻研究所征集到1.2万份。当高产半矮秆品种在南亚和东南亚广泛取代传统的高秆品种时,国际水稻育种家担心稻种资源有丧失危险,因而鼓励该所组织和协调这一地区稻种资源的全面考察和搜集。到1983年,该所搜集到稻种资源计有亚洲品种6.7万份,非洲品种2600份,野生稻1100份和遗传测试材料690份。由于贮藏设备条件较好和保管制度也较健全,绝大部分稻种的遗传种质已置于比较安全的人工保护之下。

为了扩大品种的作用,国际间资源的交换极为重要。翻开稻作育种历史,就会发现许多有价值的经济性状(基因)往往来自异国。中国籼稻矮化育种最重要的矮源矮仔秥,据考证系由东南亚传入,籼型杂交稻的强优恢复系IR 24、IR 26、IR 36均来自国际水稻研究所。日本抗稻瘟病育种鉴定出的13个抗性基因,大部分是由别国引入日本的。30年来与中国交换稻种资源的国家遍及各洲,交换的品种约计3000多份。国际水稻研究所对于稻种的交流更是起到主要桥梁作用。

稻种资源的鉴定和利用

稻种资源数量多,特性鉴定工作量大,因此技术上要求一次能容纳大量样品,并能得出准确可靠的结果。

基本形态和农艺性状

中国农业科学院作物品种资源研究所中国水稻研究所等单位,先后对几千份国内农家品种和国外引进品种进行了65项基本形态和农艺性状的鉴定,就中总结出平均有效穗在20个以上的有早籼早黄岩、中籼细叶青、晚籼宁德粘以及引进粳稻千本旭等多穗形品种,每穗平均粒数在200粒以上的有中籼顺子白、晚籼罗千京、晚粳穗以及引进粳稻土稿1号等大穗形品种,千粒重在30克以上的有中籼安吉三粒寸,以及40克以上的引进粳稻戈斯蒂玛等大粒品种。

抗病、虫性

在稻瘟病方面,1976~1979年在中国13个省市(自治区)鉴定了2187个国内外籼、粳稻材料,找出中籼红脚占、砦糖、晚籼赤块矮选,早籼珍农13选,中粳中系7604等抗性强,抗谱广,可作抗源利用。育成的抗病品种,有用日本引进的砦2号育成中花8号,用BL7育成吉粳61,用神乐糯育成秀水48等。在生产上直接利用的有IR 26、IR 29、世界(农垦58)等。

在白叶枯病方面,1975~1983年全国鉴定对白叶枯抗性的国内外材料数以万计。来自国外的有名抗病品种有TKM 6、Ptb 23、ASD 7、DV 85、Babawee、Pelita I-1、IR 20、IR 26、BG 90-2、矢租、印度诺等。

中国多数育种单位利用抗性好的抗源亲本与经济性状优良的品种杂交,选育对稻瘟、白叶枯双抗、米质好、产量高的新品种。如广东用IR 20×竹印2号的杂交后代抗白叶枯的C1004再与抗寒性强的晚稻品种双华矮杂交,育成抗寒、抗白叶枯的晚籼华竹矮及其复交衍生品种青华矮。

主要稻作害虫及有关病毒病的抗性鉴定、筛选工作表明,所有抗褐稻虱的品种都是籼稻,而且大多数来自印度南部和斯里兰卡。中国湖南省从大量资源中鉴定出一些能抗褐稻虱的品种,有的品种对叶蝉及普通矮缩病和黄矮病表现免疫。江苏省参加国际稻抗稻蓟马筛选鉴定,找出ASD 5、Heenati 662、Kalu-babawee等高抗品种。

耐寒性

为了选育耐寒的水稻品种,解决低温对水稻生育的影响,经过大规模的鉴定工作,筛选出一批在不同生育期(芽期、分蘖期、花粉母细胞减数分裂期、开花期)耐寒的品种。另与国际水稻研究所合作,开展品种耐寒性人工鉴定,结果表明,来自高海拔和高纬度地区的品种耐寒性较强。中籼冷光有极强的耐寒性,并且超过了日本北海道的耐寒品种。

耐盐性

中国关于稻种资源耐盐性鉴定,江苏省于1980年鉴定出原产印度的M 114耐盐性强,产量高。中国农业科学院品种资源所1983年对2000多份水稻品种进行了耐盐碱筛选,结果耐盐性强的品种有424、兰胜(来自日本)等。辽宁省的试验结果表明,盐81-210的耐盐性胜过兰胜。

稻米品质

稻米品质主要对外观品质、碾米品质、蒸煮品质和食味以及蛋白质含量等营养成分的测定。

中国农业科学院曾收集全国稻区200多个水稻良种,进行品质分析,在蛋白质含量方面,曾找出含量高达15.5%原产云南省陆良县的乱脚龙和含量达12.9%的湘矮早7号,但蛋白质含量不是优质米的唯一重要指标。国际上对于稻米品质着重于碾米品质和食味。

用中国南方征集的近600个水稻品种进行直链淀粉含量、胶稠度和糊化温度的分析表明,大部分籼稻品种具有高直链淀粉含量(平均为26.2%)、硬胶稠度(40毫米以下)和中等(70~74℃)或低(55~69.5℃)的糊化温度;大部分粳稻品种具有低直链淀粉含量(平均为17.9%),中等(40~60毫米)或软(60毫米以上)胶稠度和低糊化温度;糯稻不含或含极少量(2%以下)直链淀粉、软胶稠度和低糊化温度。优质米在蒸煮食用品质方面为中等(籼)或低(粳)直链淀粉含量、软胶稠度和中等糊化温度。