经过三年多的努力，浙江大学农业与生物技术学院教授樊龙江领导的国际研究团队，对涵盖各大洲来自16个主要水稻生产国的稻区都进行了抽样，在对524份杂草稻的研究中发现水稻在世界各稻区均存在去驯化现象。这项调查也对水稻进化、资源利用和杂草稻防控具有重要的意义。相关研究成果近日在线发表在开放获取期刊《基因组生物学》上。

　　“人们对作物回归野生状态的认识，对于防控杂草稻有积极的作用。”樊龙江表示，每年收割水稻时都会有种子落粒，田里种子数量越多，进化出杂草稻的概率越大。因此，减少田间种子遗留的库容，是减少杂草稻的重要手段。

　　返祖现象也称野化或去驯化，是生物界经常发生的一个遗传现象，指栽培作物和家养牲畜等从人工环境回归自然环境，恢复野生特征。就栽培水稻而言，去驯化后成为杂草稻。杂草稻呈现出子实变小、红皮的特征，经过环境适应进化具有落粒特征，种子成熟即散落田间，之后与水稻耕作生长季节与栽培稻伴生。这种“山寨版”的水稻作为稻田恶性杂草，严重影响水稻生产，被形象地称为“鬼稻”。

　　“落粒是种子回归土壤实现繁衍的关键一步，是在自然界生存最重要的机制。同时种子变小，也是为了便于传播生长。”樊龙江解释。

　　为了自身物种的繁衍，趋向于野生特征，是不可抗拒的大趋势。这也就是为何杂草稻恢复脱落生长的重要原因。

　　“去驯化是作物不可避免的进化机制。”樊龙江介绍，这一过程在各地历史上持续多次发生，甚至有些发生在绿色革命（即矮化育种）之后。

　杂草稻在我国大面积发生，特别在江苏、广东、辽宁和宁夏等地，成为我国稻田除稗草外，最严重的杂草。

　　究其原因是杂草稻随水稻耕作生长季节与栽培稻伴生。此前的研究已经表明，杂草稻在有限的空间中与栽培稻开展竞争，比如争水分、争光照、争养料。由于其遗传背景与栽培稻极其相似，除草剂难以根除，给水稻生产带来极大影响。

　　樊龙江认为，水稻通过稻苗移栽能够很好地防控杂草稻。育秧让水稻苗长得很大，这样一来杂草稻不容易赶上新插的秧。“现在水稻种植大多采用直播，省时省力。缺点就在于给了杂草稻与栽培稻一起发芽的机会，两者有了相同的‘起跑线’，这也就是为什么杂草稻越来越多的原因之一。”

　　杂草稻的危害性还来自于休眠特征，也就是说其在一定条件下能够度过田间冬季的严酷环境，直到稻季才发芽。

　　这样年复一年的结果就是杂草稻越来越多，终成大害。“如果一块地闲置两年重新种植水稻，杂草稻又会‘复活’。” 樊龙江说。

　　不过，科学家们很希望将这种“发芽率高长势强”的优点应用到水稻育种当中，通过提高自然适应能力，为增产增收开辟新的思路。

　　研究发现全球不同地区杂草稻存在一个共同的强烈基因组分化区域，即7号染色体一个0.5Mb区间。该区域包括与种子休眠、抗性相关基因等，对杂草稻环境适应非常重要。此外，休眠性相关基因经历平行进化，在粳型杂草稻和栽培稻间分化明显，可能在不同杂草稻群体野化过程中扮演重要作用。眼下，中外科学家仍在对杂草稻的研究中不断寻觅新的育种方向。

　　浙江大学农业与生物技术学院博士邱杰（现任教上海师范大学）、博士生贾磊和吴东亚为该论文共同第一作者，樊龙江和美国华盛顿大学教授Kenneth Olsen为通讯作者。来自中国、美国、巴西、意大利、日本、澳大利亚、马来西亚、菲律宾等国内外12个研究团队参与了该研究。

《科技金融时报》2020年4月21日头版