云南西部地区疣粒野生稻的调查、收集与保护

Investigation， Collection and Conservation of Oryza meyeriana in the Western Yunnan Region

摘要

疣粒野生稻（Oryza meyeriana）是珍稀濒危植物资源，云南是疣粒野生稻的起源地之一，而云南西部地区疣粒野生稻日前的自然分布状态及其生境情况尚不清楚。为了解该地区疣粒野生稻的生长现状和分布情况，以制订科学合理的野生稻资源保护措施，分别于2023年8月和11月对保山市、德宏州和临沧市等滇西地区的疣粒野生稻开展调查。2次共调查8个分布点，其中6个分布点面积不足31 m²，这些分布点占分布点总数的75%，说明该地区的疣粒野生稻已处于濒危状态。橡胶树、柚木、甘蔗等经济作物的扩大种植与道路扩建是造成疣粒野生稻原生境被破环的主要原因。本次调查抢救性收集125 份疣粒野生稻资源，全部纳入国家高原野生稻种质资源圃保存；进一步对这些疣粒野生稻资源进行白叶枯病抗性鉴定，发现均抗水稻白叶枯病，这为水稻抗病新基因的挖掘提供了宝贵的遗传材料。

Abstract

The wild rice species Oryza meyeriana is a rare and endangered plant species with Yunnan being one of its origins places. However， the current natural distribution and habitats of Oryza meyeriana in the western region of Yunnan are still unclear. To understand the growth status and distributions of this species in western Yunnan region， and to formulate scientific conservation measures for wild rice resources， investigations were conducted in August and November， 2023 in Baoshan City， Dehong Prefecture and Lincang City， covering a total of eight distribution points. Among these， six distribution points had an area of less than 31 m²， accounting for 75% of the total distribution points， indicating that Oryza meyeriana in this area is in an endangered state. The expansion of economic crops such as rubber trees， teak， and sugarcane， along with road expansion， is the main reason for the destruction of the natural habitats. This investigation collected a total of 125 samples of Oryza meyeriana resources for conservation in the National Plateau Wild Rice Germplasm Resource Nursery. Furthermore， resistance identification against bacterial blight was conducted on these wild rice resources， revealing that they all exhibited resistance to rice bacterial blight， providing valuable genetic material for the exploration of new disease resistance genes in rice.

Graphical abstract

关键词

疣粒野生稻 / 云南西部地区 / 濒危植物 / 资源保护 / 白叶枯病抗性

Key words

Oryza meyeriana / the western Yunnan region / endangered plant species / resource conservation / resistance to bacterial leaf blight

中国是野生稻的起源中心之一。Merrill^[1]在广东省东江中下游地区罗浮山麓至石龙平原最早发现了普通野生稻，此后丁颖^[2]在广州东郊犀牛尾沼泽地发现普通野生稻。Masamune在台湾省新竹首次发现疣粒野生稻^[3]，随后在海南省和云南省普洱大河沿岸橄榄沟边均发现有疣粒野生稻分布^[4]。

疣粒野生稻（Oryza meyeriana）在云南省分布较广，1963年、1978—1982年第1次全国野生稻资源调查（包括云南）共调查了18个县，发现每个县均有疣粒野生稻，主要分布在哀牢山脉以西，东至元江，沿澜沧江、怒江、红河、李仙江等河流分布。疣粒野生稻属于旱生类型，但仍需充足的水分，因此大部分沿河流零星分布于两侧山坡上。第1 次全国野生稻资源调查发现云南有大量野生稻分布点，资源十分丰富^[5]，尽管疣粒野生稻是云南野生稻分布最广泛的种类，但由于各种生境的改变导致疣粒野生稻从原来的122 个居群点下降到45 个左右^[6]，同时1992年傅立国主编的《中国植物红皮书——稀有濒危植物》（第一册）中将疣粒野生稻列为二级保护渐危种^[7-8]。而在1994—1999年，云南有关研究人员分别组织了野生稻资源考察^[9-10]，发现疣粒野生稻生长点均遭到一定程度的破环，其中最严重的是元江疣粒野生稻完全消失，孟连疣粒野生稻锐减仅剩8丛，且分布面积下降至第1次调查的5%^[9]，可见疣粒野生稻消失的速度很快。

2005—2017年对云南疣粒野生稻的考察表明，云南西部地区保山市、德宏州和临沧市共有18个疣粒野生稻分布点，遍布9个乡镇，说明疣粒野生稻在这些地区的分布比较集中，这可能与其特定的生态环境和气候条件密切相关^[6，11-14]。在考察的分布点中，面积小于300 m²的有8 个，占总数的44.4%，面积达300~900 m²和900 m²以上的分布点分别有6 个和4 个，占比为33.3%和22.2%，说明疣粒野生稻在云南西部地区的生存受到严重威胁。此外，分布点面积逐步缩小，说明这些区域的疣粒野生稻渐危状态正在加剧，然而人为干预或自然灾害等日趋严重，云南西部地区疣粒野生稻的再次调查、收集与保存已十分紧迫。

疣粒野生稻具有品质优，高抗白叶枯病，抗螟虫、稻飞虱，耐寒冷，极耐干旱，耐贫瘠，单茎生育期极短、全株生育期极长等优异特性，已被挖掘出一批优异基因并成功应用于水稻育种，显著提高了水稻的抗性，如白叶枯病抗性^[15]，因此疣粒野生稻资源的保护是水稻种质扩增的前提和保障。鉴于此，本课题组对云南保山市、德宏州、临沧市等滇西地区近年未调查的分布点开展资源调查，抢救性收集濒危疣粒野生稻资源，以保护我国野生稻种质资源多样性和丰富度，为后续稻种资源开发利用、水稻育种和遗传研究提供材料支撑。

1 调查、采集与保护方法

1.1 调查工具与方法

1.1.1 调查工具

使用GPS海拔仪、卷尺、兵工铲、单镜头反光数码相机等工具进行疣粒野生稻调查。

1.1.2 调查方法

据云南前期野生稻资源调查文献资料，以及地州市农业部门对辖区疣粒野生稻资源的汇报交流，调查组向各级农业部门发函，请求协助调查和实地考察。调查前，根据收集资料制订调查路线，准备调查问卷和调查工具等，进行调查组内部任务分工。在调查过程中，利用GPS测高仪采集疣粒野生稻种群及样本分布点的海拔高度和地理位置，用单镜头反光数码相机对疣粒野生稻种群及其生长环境拍照存档。同时，通过访谈和询问，向当地群众了解疣粒野生稻生长点被破坏的原因及当地对疣粒野生稻的认知与保护情况。

1.2 采集方法

按五点取样法，结合实际调查样本的表型差异进行疣粒野生稻居群的取样收集，为了尽可能提高样本的代表性，取样间距均大于12 m^[16]。采用分蔸法取样，即对须采集的疣粒野生稻丛一分为二，取其中一部分带回资源圃规范化保存，另一部分仍留在原生境，这既保证种群多样性不受破坏，又能确保取回的样本可以追溯至源头处。同时，本次调查对疣粒野生稻成熟的种子也进行采集，并在云南省农作物种质资源保存库中入库保存。

1.3 疣粒野生稻的保护与白叶枯病抗性的初步鉴定

将所有采集的疣粒野生稻资源通过异位模拟野生稻原生境的方法进行保存保护。同时参考邢佳鑫等^[15]的方法，选择致病能力较强的白叶枯病优势菌株24 个（表1），对本次采集的疣粒野生稻进行人工接种，鉴定其白叶枯病抗性。每个居群随机选择3~6 株疣粒野生稻进行水稻白叶枯病原菌接种鉴定，将叶片叶尖剪去2 cm左右，蘸取3×10⁸ CFU/mL菌液悬浮液接种，接种后20~25 d调查白叶枯病抗性。根据病斑长度划分发病等级，鉴定标准：病斑长度<0.2 cm，抗性反应为免疫（I）；0.2~1.5 cm，为高抗（HR）；1.6~3.0 cm，为抗病（R）；3.1~6.0 cm，为中抗（MR）；6.1~9.0 cm，为中感（MS）；9.1~20.0 cm，为感病（S）；>20.0 cm，为高感（HS）。

2 结果与分析

2.1 滇西疣粒野生稻目前的分布状况

此次调查再度对保山市、德宏州、临沧市等地的共18个疣粒野生稻分布点展开调查。第1次调查由于雨季降水量过大导致山体滑坡，未能到达所有分布点；第2次调查因边境战事，未能前往德宏州边界点。此次调查发现疣粒野生稻分布点有8 个，其中保山市昌宁县和龙陵县3 个、德宏州盈江县4 个，临沧市镇康县1 个（图1）。滇西疣粒野生稻居群的丧失率为55.56%，说明该地区的疣粒野生稻居群数量呈濒危趋势。在调查的3 个地区中，临沧市疣粒野生稻居群的分布点消失最快，亟待开展抢救性保护和DNA提取保存；保山市和德宏州的疣粒野生稻分布点仍在减少，保山市有一个分布点已经消失，可能原因是分布点位于坡度较大的山坡上，村民为出行方便在此地修建简易道路，破坏了疣粒野生稻原生境，同时该分布点长年阴雨寡照，环境潮湿，不利于疣粒野生稻的生长。

2.2 滇西疣粒野生稻现存分布点与收集情况

滇西地区现存8 个疣粒野生稻分布点的基本情况列于表2。其中临沧市镇康县分布点面积大于900 m²，占分布点总数的12.5%；保山市龙陵县2分布点分布范围大于300 m²小于900 m²，占分布点总数的12.5%；其余6 个分布点面积均小于31 m²，占分布点总数的75.0%，说明疣粒野生稻居群的分布面积急剧下降，亟待开展滇西地区疣粒野生稻资源原生境、异生境的保存与保护。

此次调查的分布点海拔在389~1 019 m，其中有6 个分布点海拔低于1 000 m，占分布点总数的75%，可见滇西疣粒野生稻的分布随海拔升高逐渐减少。1 000 m海拔以上的疣粒野生稻已处于高危状态，其中保山市昌宁县分布点的海拔高度为本次调查的最高点。课题组成员在陡峭的山间发现零星的一丛疣粒野生稻，周围杂草和衍生物遍布，地面湿度大，推测由于杂草侵占导致疣粒野生稻生长空间缩小，加上高海拔和低温胁迫致使该分布点疣粒野生稻快速消失；德宏州盈江县1分布点位于甘蔗地旁，农户在种植或收割甘蔗时，很容易对疣粒野生稻造成踩踏损害，此外农户喷洒农药时可能将疣粒野生稻当作杂草一并去除。此次调查在临沧市镇康县发现面积达3 330 m²的疣粒野生稻居群，是本次滇西疣粒野生稻调查中面积最大的分布点，分散于海拔700~851 m。疣粒野生稻通常生长于比较隐蔽的灌木或者树荫之下，而此居群则是沿着山顶到山脚的一条山间小路两侧分布，如图2所示，在道路两旁1 m之外则无疣粒野生稻分布，这进一步证实湿度过大的荫蔽环境不利于疣粒野生稻生长，半遮阴林下潮湿的生态环境更宜于其生长。因此，去除原生境周围疯长的杂草，以增加空气流通、降低湿度是保护濒危疣粒野生稻的重要措施。

为了保护疣粒野生稻的遗传多样性，此次调查抢救性收集了125 份疣粒野生稻种茎样本，所有采集到的疣粒野生稻种茎样本已种植于国家高原野生稻种质资源圃（昆明）并登记入圃保存。此次疣粒野生稻资源收集主要针对即将因道路建设而消失的居群，同时还收集部分数量大的居群进行备份保存。收集时将其上半部茎叶剪去，根部使用带有泥土的胶袋进行包装，以增加其在资源圃种植的成活率。

2.3 滇西疣粒野生稻对水稻白叶枯病抗性的鉴定

将24个白叶枯病优势菌株制成浓度为3×10⁸ CFU/mL（D（600）=0.5）的悬浮液，采用剪叶接种方法，分别选取每个居群的1 株疣粒野生稻上3 片叶进行接种，对此次采集的滇西地区疣粒野生稻居群进行白叶枯病抗性鉴定，结果列于表3。由表3可知，滇西疣粒野生稻对水稻白叶枯病的抗性优异，均为高抗甚至免疫水平，其中保山市3 个居群的抗性最强，对24 个白叶枯病菌株基本表现为高抗或免疫；德宏州居群的抗性相对较弱，有2 个居群的高抗或免疫菌株占比<90%；临沧市居群高抗或免疫菌株占比均>95%。

进一步对滇西疣粒野生稻居群白叶枯病的感病长度进行相关性分析，结果见图3。盈江县4居群与镇康县、龙陵县2居群呈极显著相关性（P<0.01），相关系数分别为0.66、0.62，其余居群间相关性未达显著水平，说明盈江居群与镇康居群的白叶枯病抗性密切相关，可能原因是2 个居群含有相同的抗病基因或者分布点的生态环境相近。

3 讨论与建议

本次调查发现，疣粒野生稻分布点正在快速减少或消失。在2005—2017年考察的18个分布点中，面积小于300 m²的有8 个，占分布点总数的44.4%，面积达300~900 m²和900 m²以上的分布点分别有6 个和4 个，占分布点总数的33.3%和22.2%。而此次调查仅发现8个分布点，其中有1 个分布点大于900 m²，占分布点总数的12.5%；有1 个分布点分布范围大于300 m²小于900 m²，占12.5%；其余6 个分布点面积均在300 m²以下，且均小于31 m²，占分布点总数的75.0%。由此看出疣粒野生稻的原生境面积正逐渐下降，如今社会的快速发展（工业化、修桥修路、热带经济作物的推行种植等）和自然灾害造成其生存环境损失、恶化，这是疣粒野生稻濒危的原因之一。在保山市昌宁县海拔高度为1 019 m的分布点仅发现1 丛疣粒野生稻；此外还调查了该县的另一分布点，但未能找到疣粒野生稻。推测这一地区疣粒野生稻消失的原因可能是海拔过高，降水量过大，或温度低于20 ℃^[17]以下的时间段过长，致使疣粒野生稻经受不住长时间的寒冷而消失。2021—2023年的调查同时发现^[18]，凡是海拔在900 m以上的疣粒野生稻分布点要么已经消失，要么处于高危状况，且分布面积低于30 m²，面临灭绝威胁。疣粒野生稻濒危的另一个原因是保护方式比较单一，仅靠村委会管理，而当地村民未能正确认识和处理发展经济与保护疣粒野生稻的关系，导致保护工作问题频出。由于缺乏保护工作经费的持续支持，龙陵县疣粒野生稻原生境保护区的围栏、铁门及监控等基本保护设施老旧等问题突出，疣粒野生稻居群与伴生植物竞争的压力大，其生长密度显著下降，导致该地区的疣粒野生稻濒危。此外，有的分布点位于经济开发区，村民种植橡胶树、柚木、甘蔗等，破坏了疣粒野生稻的生存环境，喷施除草剂更是让疣粒野生稻无一生还，例如在龙陵县一个分布点，野生稻周围是柚木林，无任何杂草，这正是当地村民使用除草剂的结果。

原生境保护指通过保护野生稻的原始生存环境而保存其原有的遗传多样性和固有的遗传进化途径^[19]。通过此次调查，针对疣粒野生稻原生境保护提出以下建议。①随着外来物种及本地优势种群的无序繁殖生长，疣粒野生稻的生存空间被挤压，尤其是一些藤蔓植物对野生稻的覆盖遮蔽，直接导致疣粒野生稻无法生存直至死亡。大部分原生境保护点目前均有类似情况，有的原生境保护点的野生稻已所剩无几，这也包括普通野生稻及药用野生稻的原生境保护点。因此建议对野生稻的生长繁殖产生威胁的因素及时进行人为干预，如去除外来物种，清理部分对野生稻生长繁殖有影响的本地优势物种，尤其是对藤蔓植物的清理。②根据在镇康县发现的疣粒野生稻分布的特点，推测其分布是借助人类活动而传播繁衍的结果，而被人踩踏过的疣粒野生稻显得生命力更强劲，因此建议在清理外来物种的前提下，可以对野生稻进行适当的人工挤压或按压，这可能有利于促进其机体功能发挥更大作用。③建议加强对野生稻原生境的保护。结合对现有分布点的保护巡查，进一步开展野外调查，积极发动社会各界力量，及时发现新的野生稻种质资源并加以保护。对已发现的野生稻分布点，要及时调查研究其所处生境、生态位以及周边环境等，特别是在镇康县发现的一片面积巨大的野生稻居群，应当报请当地政府切实执行保护措施，并定期按要求开展保护点的调查研究、监测和维护管理工作，同时应该向当地居民进行野生稻保护知识的宣传，告知周边居民切勿喷施农药除草。④在资金方面，除了政府有关部门保护工作经费的支持，还须要进一步拓展资金来源渠道。在保护点应适当增加必要的监控设备。⑤提高保护点管理人员的专业素质，对管理人员进行野生稻调查与保护方面的专门培训，加强对野生稻原生境的调查工作，并制订可行的保护措施。

野生稻的遗传多样性是我国水稻的重要基因库，但由于自然环境的变化，使得疣粒野生稻的原生境受到严重破坏，根据调查资料，疣粒野生稻分布群的数量急剧下降，居群的消失率高达70%^[20]。此次调查结果显示，疣粒野生稻居群数量正在减少，有的甚至已经消失。因此，要对疣粒野生稻进行抢救性收集，确保其遗传多样性和遗传结构的完整，这是野生稻种质资源保存工作的重要策略和安全保存必要的途径之一。

本次调查抢救性保护疣粒野生稻资源125 份，进行初步白叶枯病抗性鉴定发现，疣粒野生稻对白叶枯病的抗性均表现高抗或免疫，相关性分析表明盈江县4居群与镇康县、龙陵县2居群均呈极显著相关性，可能原因是2 个居群具有相似的抗性机制或者地处相似的生存环境，而其余居群间无显著相关性，说明其白叶枯病抗性遗传多样性丰富。建议今后深入发掘疣粒野生稻新的优异基因，研究其抗性机理，为水稻育种提供材料和理论支撑。

参考文献

[1] MERRILL E D. Oryza sativa L.[J].Philippine Journal Science，1917（12）：2.

[2] 丁颖.中国栽培稻种的起源及其演变[J].农业学报，1957，8（3）：243-260.

[3] 丁颖.中国水稻栽培学[M].北京：农业出版社，1961.

[4] 云南省稻种资源考察组.云南省稻种资源考察总结报告（1978~1981）[J].云南农业科技（特刊），1982.

[5] 全国野生稻资源考察协作组.我国野生稻资源的普查与考察[J].中国农业科学，1984，4（6）：27-34.

[6] 肖素勤，殷富有，张绍松，等.云南野生稻资源及其保护[J].植物遗传资源学报，2017，18（3）：494-502.

[7] 国家环境保护局，中国科学院植物研究所.中国珍稀濒危保护植物名录：第1册[M].北京：科学出版社，1987.

[8] 傅立国.中国植物红皮书：稀有濒危植物 第一册[M].北京：科学出版社，1992.

[9] 高立志，张寿洲，周毅，等.中国野生稻的现状调查[J].生物多样性，1996，4（3）：160-166.

[10] 戴陆园，黄兴奇，张金渝，等.云南省野生稻资源保存保护现状[J].植物遗传资源科学，2001，2（3）：45-48.

[11] 钱韦，谢中稳，葛颂，等.中国疣粒野生稻的分布、濒危现状和保护前景[J].植物学报，2001，43（12）：1279-1287.

[12] 吴成军.云南野生稻资源的保护生物学与遗传性状研究[D].上海：复旦大学，2004.

[13] 万亚涛，阿新祥，樊传章，等.云南疣粒野生稻34个居群遗传多样性的ISSR分析[J].中国水稻科学，2006，20（6）：596-602.

[14] 万亚涛，樊传章，冯潞，等.云南省疣粒野生稻资源的现状调查[J].云南农业大学学报，2007，22（2）：177-182.

[15] 邢佳鑫，陈玲，柯学，等.云南疣粒野生稻抗白叶枯病多菌系鉴定分析[J].中国稻米，2020，26（3）：34-42.

[16] 王效宁，杨庆文，云勇，等.普通野生稻居群异位保护取样策略研究[J].中国农学通报，2010，26（7）：303-306.

[17] 付坚，陈玲，柯学，等.疣粒野生稻保护、遗传特性及利用研究进展[J].南方农业学报，2020，51（5）：1070-1079.

[18] 刘学思，殷富有，张敦宇，等.云南省4个州（市）疣粒野生稻的调查、收集与保护[J].杂交水稻，2023，38（5）：20-25.

[19] 符海秋，刘春光.海南省热带作物种质资源保存利用现状与挑战[J].热带农业科学，2023，43（5）：45-49.

[20] 杨庆文，秦文斌，张万霞，等.中国农业野生植物原生境保护实践与未来研究方向[J].植物遗传资源学报，2013，14（1）：1-7.

基金资助

国家重点研发计划项目(2021YFD1200102-02)

云南省农业联合专项—重点项目(202301BD070001-149)

云南省种子种业联合实验室项目(202205AR070001-01)

云南省杨庆文专家工作站(202305AF150161)