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广西日报:《稻作文明,从广西传向世界》

谢 寿球

11月 30, 2012

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链接:http://gxrb.gxnews.com.cn/html/2012-11/29/content_759761.htm
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??? 隆安大石铲

广西日报报记者?周仕兴
  
我们每天都吃米饭,但碗中的大米从何而来?这个困扰世人千百年的问题,科学家们日前给出了权威答案:人类栽培稻最初在广西驯化,随后逐步南北扩散,进而“飘”向世界……
前不久,中科院上海生科院国家基因研究中心韩斌课题组,在英国《自然》杂志上在线以Article发表了题为《水稻全基因组遗传变异图谱的构建及驯化起源》的论文,揭示了人类祖先在神州大地上劳作的踪迹。
“这是一个具有里程碑意义的研究成果。”广西大学分子遗传学教授、自治区政协原主席马庆生激动地说,这项成果不仅有力推动了水稻栽培及繁育相关研究,也为探寻壮族先人对世界文明作出的贡献拓展了新的空间。
  
  
  科学家理清栽培稻“来龙去脉”
  
水稻是人类营养源最重要的谷物之一。今年,全球稻谷产量预计达7.245亿公吨,可以养活数十亿人。但随着全球人口数量的剧增,提高水稻产量依然迫在眉睫。而提高水稻产量及质量,理清水稻的驯化源头,显得尤为重要。
世界水稻的主产区集中在亚洲。亚洲水稻播种面积占世界的近90%,水稻产量占全球水稻产量的91%。我国是世界上水稻总产量最高的国家,水稻产量占全球总量的31%。
水稻的驯化和栽培,是人类文明进程中的大事。目前学界普遍认为,亚洲栽培稻是在1万多年前由亚洲的野生稻人工驯化而来,广泛分布于中国、东南亚及南亚的普通野生稻是亚洲栽培稻的野生祖先种。
但一系列问题始终困扰着相关研究人员:亚洲栽培稻最早起源于哪个具体地方?人类最先开始驯化的是同一类野生稻,然后逐渐演化出粳稻和籼稻两个亚种,还是野生稻中本来就存在着两类水稻,然后被分别驯化成粳稻和籼稻?基因组上有哪些位点受到了选择,从而改变了野生稻的特性,形成了适应人类生产作业的栽培稻?
对于这些难题,学术界开展了大量的研究,获得了不少的证据或线索。韩斌课题组先前构建了栽培稻单倍体型图谱。在此基础上,他们又从全球不同生态区域中,选取了400多份普通野生水稻进行基因组重测序和序列变异鉴定,与先前的栽培稻基因组数据一起,构建出一张水稻全基因组遗传变异的精细图谱。
通过这张精细图谱,他们发现水稻驯化从中国南方地区的普通野生稻开始,经过漫长的人工选择形成了粳稻;对驯化位点的鉴定和进一步分析发现,分布于中国广西的普通野生稻与栽培稻的亲缘关系最近,表明广西很可能是最初的驯化地点。?
他们同时还发现,水稻中的两大分支——粳稻和籼稻并非同时驯化出现。通过群体遗传学分析,可以大致推断出栽培水稻的扩散路径:人类祖先首先在广西的珠江流域,利用当地的野生稻种,经过漫长的人工选择,驯化出了粳稻,随后往北逐渐扩散。而往南扩散中的一支,进入了东南亚,在当地与野生稻种杂交,再经历不断的选择,产生了籼稻。?
这项工作还系统鉴定了水稻基因组中的驯化位点,并同时对15个驯化性状进行了高分辨率的连锁定位。他们发现,与之前控制落粒性、株型的位点相比,那些控制柱头外露(从野生稻的异交到栽培稻的自交)、粒重等性状的位点在驯化中表现出更强的受选择信号。此外,这项工作还对一个常用的野生稻株系进行了全基因组组装,并通过基因组注释及比较分析,鉴定到候选的驯化基因及相关的突变位点,这些信息为将来驯化基因的定位克隆和功能研究提供了重要线索。
“有历史记载,宋朝时籼稻被从越南等地引入中国,当时称‘占城稻’。”论文第一作者、该所博士黄学辉说,但基因比较发现,籼稻继承了粳稻中很多驯化位点中的等位基因,保持了栽培稻的本性,而在基因组其余区段保留的则是东南亚野生稻的等位基因。这说明,宋朝引入的籼稻当属于“归国华侨”。?
从基因学理清人类栽培稻的来龙去脉,无疑是一次历史性的突破。《自然》杂志评论说,这项研究对阐明早期栽培稻的驯化过程和受选择的基因,对充分利用野生水稻资源的遗传多样性为现代水稻遗传育种改良服务有重要的意义。
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考古学界为野生稻“认祖归宗”
  
无独有偶,国内诸多考古学家的大量研究也显示,我国野生稻的原生地在广西隆安、扶绥、邕宁交界的左右江和邕江河谷地区。其中,广西骆越文化研究会的研究最具代表性。
近年来,该研究会对上述地区的历史文化遗存进行全面的调查和研究,结合文物历史遗迹、文化宗教、野生稻分布等分析研究发现:广西隆安县是中国“那”文化(稻作文化)内涵最深厚、最丰富的地区之一,是中国和壮族“那”文化(稻作文化)的圣地。
隆安县所在的那桐-坛洛平原气候炎热多雨,土地平坦宽阔、湖泊湿地众多,非常适合野生稻的生长,历史上这一带也曾有广泛的野生稻分布。如今仍随处可见直立生长的野生稻。
“世界史前稻作文明最先进的工具是古骆越人发明的大石铲,它是学术界公认的新石器时代稻作文化的标志性文物。”广西骆越文化研究会会长谢寿球说,目前国内外已知的大石铲出土遗址分布于40多个县区共130多处。而隆安一个县就达40多处,是世界上发现大石铲遗址最多的县区,这说明以隆安为中心的古骆越水流域在新石器时代已出现了密集的稻作村落,有了规模化的稻作生产,是我国最早、规模最大、生产工具最先进的稻作中心区。
研究人员通过田野调查和考古挖掘,还发现隆安的大石铲遗址多以稻神祭祀坛和祭祀坑形式出现,其他地方的大石铲遗址多是散布点。隆安是世界上稻神祭祀最大和最早的遗址分布区。
此外,从晋代顾微所著《广州记》关于“雒田”(即古骆越人所耕作的一种稻田)的解释,也指明“雒田”得名源于隆安,亦印证了隆安是骆越稻作文化的源头。
这一发现,得到了国内考古学界的广泛认可。我国稻作文化研究著名学者、中央民族大学原副校长、博士生导师梁庭望教授认为,“隆安的稻作文化是我国典型的珍贵的非物质文化遗产,堪称世界级的人类非物质文化遗产。”
  
  
保护“植物大熊猫”意义深远
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不管从基因研究,还是考古学发掘,都证明了广西是人类栽培稻的发源地。那么,这对现代水稻的栽培和繁育意味着什么?
野生水稻被称为植物中的“大熊猫”,它最大的特点是抗病、抗虫害能力特别强,基本不会染虫害,并且这种水稻的结实率非常高,一穗就可以达千粒果实。此外,野生稻的光合作用效率也非常惊人,高出现在水稻10倍左右。
“利用野生水稻的遗传多样性对现代水稻育种改良有着重要意义,在驯化过程中栽培稻丢失了某些野生稻中的优质基因,通过分子辅助育种现在可以将这些基因导回,提高水稻的产量和抗病、抗旱等能力。”马庆生说。
“但随着环境、气候等的变化及人为破坏等因素,野生稻正濒临消失。”马庆生认为,此次人类栽培稻源头的确认,给广西野生稻保护工作带来了新的课题。
事实上,广西在野生稻保护方面已做了大量工作。位于广西农科院的“国家种质南宁野生稻圃”,是我国最早建立的野生稻圃,目前担负着全国野生稻资源异位保存的重要任务。
据该院水稻研究所研究员陈成斌介绍,这里保存有的野生稻资源量是全球最多的,现在已经达到1.2万多个标号的材料,包含了全球21个野生稻种。这对整个国家的粮食安全,乃至全球的粮食安全,都是非常重要的战略性资源。“最早驯化野生稻的广西将为今后全球水稻育种提供重要的资源支撑。”陈成斌说,南宁野生稻圃自2002年以来共向社会提供资源利用1200多份(次),专家利用野生稻育成的50多个杂交稻组合,经过推广种植,新增社会产值近120亿元。
人类栽培稻发源地——广西,肩负起了新的历史使命!
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