野生稻优异种质资源概述

自20世纪以来，我国野生稻种质资源收集保存与利用研究取得了显著成就。庞汉华等（2002）在《中国野生稻资源》中系统总结了我国野生稻种质资源的鉴定评价成就，列出大量的优异种质资源，其中水稻主要病虫害抗源561份（高抗稻瘟病8份、免疫13份，高抗白叶枯病23份，抗纹枯病8份，抗细菌性条斑病10份，高抗褐飞虱89份、免疫3份，高抗白背飞虱69份、免疫46份，抗稻瘿蚊8份，抗三化螟9份），强抗逆性抗源280份（强耐冷198份、极强耐冷18份，强耐旱17份，强耐涝23份，根强泌氧力23份），优异农艺性状种质640多份，优质稻米种质2 422份（野生稻蛋白质含量高于14.00%的有74份，普通野生稻最高含量为17.9%，药用野生稻最高含量为22.3%），高度不育种质50份。陈成斌（2005）在《广西野生稻资源研究》中总结当时广西野生稻蛋白质测定结果，在1 309份野生稻参试材料中蛋白质含量在15%以上的有91份， 17%以上的有13份，其中普通野生稻蛋白质最高含量为17.23%，药用野生稻蛋白质最高含量为18.43%；参试对照栽培稻品种有26种，其中蛋白质含量为11%~13%的有3种，没有超过13%的材料。可见野生稻种质中保存有许多优异种质资源，有待人们去挖掘发现并加以利用。

近十年来，我国野生稻种质资源收集保存、鉴定评价、创新利用研究又取得了许多新成果，现已全面查清了广西野生稻遗传多样性本底情况及野外灭绝、濒危原因，新收集了野生稻种质资源467个、居群12 810份。

1. 满足杂交水稻育种目标需要的优异农艺性状种质基因

目前，广西拥有1.5万余份野生稻种质资源，其中包含许多优异农艺性状的种质资源，例如矮秆种质、高秆抗倒伏种质、大穗粒多种质、大花药种质、花药大开裂种质、花粉高度不育种质、大柱头种质、单外露或双外露率高的种质、强分蘖力种质、叶片挺直种质、叶片半卷种质及叶片耐衰老种质等。这些优异种质非常符合弱感光及感光型杂交水稻以及超级稻、常规水稻的高产或超高产育种的需要。

AA型染色体组的野生稻与栽培稻杂交后代可育性高，可以直接开展杂交育种利用或基因组渗入系创新利用，只要选用有符合育种目标的优异农艺性状的野生稻种质即可。对于非AA染色体组的野生稻优异种质，可以通过外源DNA导入或转基因育种技术进行利用研究。例如高秆的普通野生稻种质株高达到4.10 m，穗长46.4 cm；药用野生稻株高达到5.85 m，穗长62.3 cm，穗粒数为12 810粒，它们属于超高大类型，是改良现有栽培稻品种的植株高度和穗粒数的优异种质，也是符合超级稻、高大韧稻育种目标的优异种质。又如分蘖力极强的种质，能够在一造的时间内分蘖出50多个植株，生长势很强，能有效提高单位面积内的有效穗数，对提高水稻品种生长能力及增产起到重要作用。

梁云涛、陈成斌课题组（2014）获得遗传稳定、单株产量表现优异的野生稻渗入系52份；获得特殊优质材料3份，其米粒细长、油亮，直链淀粉含量低，其中长粒型1份，相对轮回亲本谷粒长宽比为2.9，渗入系材料谷粒长宽比达到4.9；获得一系列不同直链淀粉含量的特殊软米材料，其中，5个特殊材料稻米米饭柔软；获得15份直链淀粉含量极高的米粉专用种质材料，为选育直链淀粉含量高的米粉专用水稻品种奠定了良好基础；获得红米材料20份，黑米材料15份，其中有3份红米材料和6份黑米材料综合农艺性状优良，具有较好的生产性能，提供给农户种植后，受到好评，同时被几家稻米企业采纳；获得1份蛋白质含量极高的材料，其蛋白质含量高达18.52%，是普通水稻的2倍多；获得长穗新种质，其穗长为35~45 cm（现栽培稻穗长为18~29 cm，穗粒数为150~300粒），株高为100 cm。此外，研究团队还首次在矮秆材料中观察到穗长达40 cm的材料，同时获得了一批可用于基础研究的宝贵材料。首次发现幼穗发育终止材料，其幼穗发育终止于第三期、第四期，是研究水稻穗发育信号传递和基因调控的宝贵材料。发现核基因互作导致的不育材料，该现象在渗入系群体中较为常见，对这一材料进一步的研究利用，特别是研究其基因互作关系具有重大价值。

2. 抵御非生物因素危害的强抗逆性种质

野生稻在野外天然条件下生长，经常受到不良气候环境的影响，在进化过程中，保留了强耐旱、耐冷、耐盐、耐碱、耐涝等适应不良环境条件的特性。我国工业化进程中废气、废物、废水污染加重，导致环境恶化，利用这些野生稻强抗逆性种质来改良水稻品种，培育各种抗逆性强的新组合，可实现在水稻生产过程中即使遇到干旱、寒冷、高温等不良气候都能实现高产稳产。

梁云涛、陈成斌课题组（2014）在广西普通野生稻渗入系中分别获得芽期和苗期强耐冷材料2份和1份（抗性等级均达到3级）。同时在普通野生稻渗入系优良株系中发现了2个强耐冷QTL位点，该位点已经导入其杂交后代的恢复系及杂交水稻组合博优679、特优679等，在生产上得到较大面积的应用。这2个强耐冷QTL位点的发现丰富了杂交水稻恢复系的基因结构和遗传多样性，是今后抗逆育种的重要基因源。

李小湘（2014）利用湘晚籼17号与茶陵野生稻杂交，构建F9代的渗入系202个，在5±0.5 ℃/12天的处理下有1份存活，即具有野生稻性状的优良品系品45F12。其中BC167株系经耐冷处理后成苗率为89.7%，BC173成苗率为80.1%，均具有良好的耐冷性。

3. 高抗水稻主要病虫害的种质

高抗水稻主要病虫害的抗源是水稻育种、种质资源、水稻植保等领域的研究人员梦寐以求的。只有寻找到主要病虫害的抗源，并成功地将其利用于新品种培育和生产中，才能从根本上解决病虫害问题。长期以来，从事水稻研究工作的人都在为解决水稻生产过程中的病虫害问题而努力奋斗。从自然鉴定到人工接种、挖掘抗性基因，人们不断地在野生稻种质资源中发现新抗源及新抗性基因。

庞汉华、陈成斌（2002）在《中国野生稻资源》中列出了我国在野生稻中鉴定评价、筛选出的多种抗病虫害的抗源材料，其中抗稻瘟病材料有208份（含高抗的8份、免疫的13份），抗白叶枯病材料有177份（含高抗的23份），抗纹枯病材料有8份，抗细菌性条斑病材料有10份，抗褐飞虱材料有190份（含高抗的89份、免疫的3份），抗白背飞虱材料有185份（含高抗的69份、免疫的46份），抗稻瘿蚊材料有8份，抗三化螟材料有9份等。由于当时各省（自治区）野生稻种质资源的抗病虫性鉴定进展不一致，有些省份的材料未进行鉴定，或者是针对纹枯病、细菌性条斑病、稻瘿蚊、三化螟等病虫害的抗性鉴定不够充分，因此还有许多种质未收录其中。

国家种质南宁野生稻圃（2010~2014）从新收集的1.2万余个野生稻种质资源中抽出了11 500余份放到稻瘟病重病区进行多点多年鉴定，筛选出对叶瘟病的抗性为1级的材料57份、抗性为3级的材料61份、抗性为5级的材料373份。其中普通野生稻参试材料共9 003份，筛选出对叶瘟病的抗性为1级的材料53份、抗性为3级的材料53份、抗性为5级的材料346份；药用野生稻参试材料共2 541份，筛选出对叶瘟病的抗性为1级的材料4份、抗性为3级的材料8份、抗性为5级的材料27份。筛选出对穗瘟病的抗性为1级的材料36份、抗性为3级的材料31份、抗性为5级的材料130份。其中普通野生稻参试材料共8 956份，筛选出对穗瘟病的抗性为1级的材料32份、抗性为3级的材料25份、抗性为5级的材料105份；药用野生稻参试材料共2 381份，筛选出对穗瘟病的抗性为1级的材料4份、抗性为3级的材料6份、抗性为5级的材料25份。在新收集的种质资源中除了高抗稻瘟病的种质外，还有高抗或免疫白叶枯病、细菌性条斑病、纹枯病、褐飞虱、白背飞虱、稻瘿蚊、二化螟、三化螟等水稻主要病虫害的种质。

梁云涛、陈成斌等（2014，内部资料）在年度总结中说道：他们在野生稻渗入系178个群体中，筛选到抗白叶枯病野生稻渗入系材料25份，其中包括抗性为1级的材料5份、抗性为3级的材料20份；筛选到田间和人工鉴定均表现抗稻瘟病的野生稻渗入系材料35份，其中包括抗性为1级的材料3份、抗性为2级的材料5份、抗性为3级的材料27份；抗褐飞虱的野生稻渗入系1份，抗性为3级；抗南方黑条矮缩病的材料10份（含高抗材料8份，免疫材料6份，在免疫材料中有2份接虫后不带毒，有4份带毒不发病，这是难得的新抗源。目前，在栽培稻品种中尚未找到南方黑条矮缩病的抗性材料）。

4. 高营养含量的优良种质

随着国家经济建设的不断发展，经济收入的不断提高，人们越来越注重生活质量，对农产品的质量、档次及多样性的要求也越来越高。因此，高营养的优质品种的培育将是国家水稻育种发展的重要方向。稻米品质是一个多成分组成的特性，是多种蛋白质、淀粉、糖类、脂肪等物质的综合配合表现。但是，外观米质的优劣是人们看到的最直观的性状，也是大米市场上消费者最注意的外形性状，因此外观米质鉴定数据信息十分重要。在国家已经鉴定评价并编目的野生稻种质资源中，外观米质优的种质材料共2 422份，占鉴定材料的34.64%。

国家水稻优质米鉴定的营养方面的主要指标有粗蛋白质含量、直链淀粉含量、各种氨基酸含量等。由于蛋白质是稻米的主要营养成分，因此野生稻种质资源的稻米蛋白质含量测定试样较多。全国共测定了的2 028份野生稻种质资源的蛋白质含量，结果发现普通野生稻种质资源中蛋白质含量为8.5%~17.9%，超过15.0%以上的材料共99份，占参试材料的5.7%；药用野生稻蛋白质含量为12.8%~22.3%，其中蛋白质含量为15%~20%的材料共87份，占参试材料的83.7%，20%以上的共7份，占参试材料的6.7%，蛋白质含量最高为22.3%。野生稻高蛋白质含量种质的蛋白质含量是目前生产组合蛋白质含量（8%~10%）的2倍至3倍。从营养角度考虑，高蛋白含量种质的利用可以减轻稻米的产量压力。

5. 高光效种质

早在20世纪90年代，陈成斌、冯世康等人就发现，广西药用野生稻种质资源中有高光效种质。他们发现，将药用野生稻DNA导入栽培稻育成的导入系桂D1号光合作用强度达到44.5 mg /（dm2·h），比供受体亲本的光合作用效率还高，其受体中铁31亲本的光合作用强度为17.0 mg /（dm2·h），供体药用野生稻亲本GX1686的光合作用强度为34.5 mg /（dm2·h）。这说明野生稻种质资源中含有高光效的种质基因。广西农业科学院水稻研究所张宗琼等（2014）发现了多份高光效的种质材料，其含有的高光效基因能提高稻谷籽粒的千粒重，进而提高稻谷产量。

6. 高产潜力种质

2010年以来，我国进一步加大对野生稻种质资源的保护与利用，经过对野生稻优异种质渗入系的研究，发现了一批具有显著高产潜力的QTL基因。孙传清、谭禄宾（2014）利用云南元江野生稻构建的BAC文库有52 992个克隆基因；利用东乡野生稻构建的渗入系构建的BAC文库有96 768个克隆基因。进行米粒粒长、粒重的QTL基因克隆发现q GS7基因在47 kb区间，该基因对粒长、粒重具有增加作用，是高产潜力QTL基因。

早在1998年就有研究人员于普通野生稻的渗入系中发现2个高产潜力基因，增产潜力分别达到17%和25%。这表明普通野生稻中存在着能够改良栽培稻品种、提高籽粒产量的基因，是今后包括弱感光及感光型杂交水稻在内的水稻育种实现高产目标的优良基因源。