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竹子和水稻杂交的新型竹稻,可高达2米,亩产千公斤却卖到20元1斤

 紫霞照我 2023-11-12 发布于陕西
竹子和水稻杂交的新型竹稻,可高达2米,亩产千公斤却卖到20元1斤

文丨科普10克

编辑丨科普10克

前言

袁隆平爷爷在接受采访的时候,曾经说自己做过一个梦。

他梦见水稻比高粱还要高,稻穗比扫把还要大,人能够在下面乘凉,再也不用担心粮食不够吃了。

从现在的杂交水稻种类来看,这已经不再是一个梦了,因为新型杂交水稻竹稻,植株高达两米,亩产更是达到了上千公斤

那么,什么是竹稻?它与其他杂交水稻相比,有什么优势吗?

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竹子为什么能和水稻杂交?

这一奇特的杂交,要从20世纪60年代说起,那会的钟章美刚刚从农校毕业,来到汕头专区海丰县农科所工作。

当时的水稻经常遭遇干旱等自然灾害,且韧性低易倒伏,如何克服这些困难使粮食高产是困扰每位农科所工作人员的难题。

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一次偶然的机会,钟章美发现周围的竹林进入开花果实期后,竟然能像稻米一样结果米粒。

这让他产生一个大胆的想法——能否将竹子与水稻杂交,培育出类似稻米的“竹米”。

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这样的想法并非空穴来风,因为竹子根系发达、抗逆性强,如果能将这些特质转移到水稻身上,不仅能增强水稻的抗旱抗逆能力,还能提高产量。

但生物学上,竹子与水稻属于不同亚科,遗传距离非常遥远,要实现两者杂交,必须运用“远缘杂交”技术,这在当时可谓前所未有,且存在重重困难。

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因为在远缘物种间,生殖隔离机制尤其明显,即便成功杂交,后代也难以开花结果,这就像骡子是马和驴的杂交后代,却不能再生育下一代。

要解开这道难题,竹子和水稻之间必须存在一定的遗传相似性,作为杂交的基础,好在钟章美选择的青皮竹,与水稻一样有12对染色体,属于同一个禾本科植物群体

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虽然形态差异巨大,但这两者在分子水平上具有一定亲缘关系,这为钟章美的“竹稻梦”提供了可能性。

当然,要真正实现杂交,光有理论基础还不够。

那么,钟章美在这之后研究又有怎样的进展呢?

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钟章美竹水稻培植历程

为了实践自己的想法,钟章美开始了漫长的选种试验,先是父本母本的选择,他尝试过上百种不同的水稻品种与青皮竹杂交。

经过反复尝试,钟章美采用先将籼型和粳型水稻杂交,再用杂交种与青皮竹杂交的办法,终于获得了可供实验的杂交组合。

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然而取得杂交组合仅是一个开始,接下来的路更加艰难,竹子和水稻的开花期不同步给杂交带来了巨大困难。

为了解决这个问题,钟章美进行了长达数年的观察与试验研究,他发现青皮竹的开花期主要集中在清晨五点到七点之间,而水稻的开花时间集中在上午10点前后。

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为了找准两者开花的温湿度条件,钟章美白天进行田间观察,晚上则独自手持电筒在山野间寻找,有时甚至通宵。

经过对各种条件的反复实验比较,他找到了精准控制温度、湿度,并利用热水提前处理的方法,使水稻的开花时间能够提前3-5个小时,正好与竹子开花期相遇。

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1971年,钟章美终于如愿以偿地获得了3粒竹水稻种子,他将这3粒种子视为无价之宝,小心翼翼地培育着。

但还是出现了意外,在生长过程中有2粒种子夭折了,只余最后1粒存活,为了不白费多年心血,钟章美更加悉心照料这最后1株种子,终于培育出一棵2米多高的竹水稻试管苗。

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在中国农业科学院院长金善宝的指导下,钟章美使用了秋水仙素对这株试管苗进行生长素治疗,终于获得了宝贵的163粒竹水稻种子。

获得种子对钟章美来说是巨大的鼓舞,在之后的培育过程中,他不断进行回交实验,经过反复比较试验,选择适宜的品系组合。

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1993年,他为了能够更加专心投入研究,决定提前退休回到家乡,在孩子的支持下,他租下40多亩山地,自行搭建了温室,专心进行种植选育。

很快他发现了一种叫“穗插法”的技术,用这种方法可以大大提高杂交的成功几率

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这种方法是在水稻抽穗前,将竹花的花穗插穗到水稻植株上,两个不同物种的花粉在同一穗轴上完成授粉,这样一来,杂交的种子数量和质量都得到了显著改善。

经过持续努力,钟章美培育出两个竹水稻新品系“竹稻966”和“竹稻989”,终于竹水稻研究的有了重大突破。

那么,历经千辛万苦培育出了竹水稻有什么作用呢?

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竹稻比普通水稻好在哪?

相比普通水稻,竹水稻有很多方面的优势十分突出,它的株高可达两米以上,根系结构复杂,主根深长粗壮,次级根和三级根发达,根系覆盖土壤面积大。

这样的根系不仅能穿透土壤,汲取更深层的水分养分,而且能抓紧土壤,不易倒伏。

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反观普通水稻的根系相对单薄许多,在极端天气下影响下,竹水稻根系结构能让它的收成远超普通水稻。

因为它的叶子表面含有竹子特有的黄酮类化合物,竹水稻抗病虫害能力也很强,这类化合物有着抑菌和抗氧化的作用,能让竹水稻的米粒不易发霉变质。

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这一点就远超许多普通水稻,由于缺乏这层天然防护屏障,普通水稻的生长就需要人工喷洒更多的农药才能防治病虫害。

而在竹水稻产出的稻米也有很多优点,它富含蛋白质、锌、铁、硒、钙等人体必需营养元素,含量是普通大米的几倍到几十倍。

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它还含有竹叶黄酮,对人体有抗衰老、抗疲劳的效果,这些营养元素和抗衰老成分都是来源于竹子,在远缘杂交过程中遗传进入了竹水稻,因此是竹水稻独有的特性。

而且竹水稻米的口感与香气也远胜普通稻米,它味道香甜,具有淡淡的竹子清香,堪比世界闻名的泰国香米。

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相比之下,普通大米口感单一,缺乏独特的香气

这就是造成竹水稻价格较贵的原因,而且竹水稻的育种技术要求很高,需要专业的花粉授粉和杂交操作,其后代也存在不育的问题。

不过,我国在杂交水稻的成就还不止于此,那么,我国还研发了哪些新型的水稻呢?

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我国的奇葩水稻

20世纪80年代,广东海洋大学的陈日胜教授在考察红树林的时候,发现了一种生长在海边滩涂的野生水稻。

这种水稻植株非常高大,远看就像是芦苇林一样,当陈日胜剥开谷粒时,发现里面是红色的米粒,每当涨潮时,海水都会淹没这些野生稻田,陈日胜因此将这种水稻命名为“海水稻”。

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这种海水稻的发现引起了水稻专家的极大兴趣,80年代末,华中农业大学的科研人员来到广东实地考察了这一新发现。

经过化验分析,他们证实海水稻的营养价值非常高,其中硒的含量是普通水稻的7倍

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海水稻与其他作物不同,海水稻具有很强的适应性,能够在盐碱度较高的土壤里良好生长,这为开发沿海盐碱地提供了可能。

90年代初,中国工程院院士袁隆平听说了海水稻的情况后,非常看好其应用前景,他安排助手带领专家组对海水稻进行全面考察和评估。

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2014年,袁隆平还亲自来到广东视察了海水稻的试验基地,并表示要在全国范围内大力推广这一品种,他计划未来海水稻的种植面积能达到1亿亩。

现在的“海水稻”已经不仅仅指生长在海边的那些野生稻种了,而是泛指所有耐盐碱的水稻品种

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这类水稻不管是在沿海滩涂还是内陆盐碱地都可以良好生长,是非常耐腐蚀的“硬汉”品种。

据统计,普通农作物一般只能承受土壤盐碱度在0.3%左右,超过0.5%就很难生存,而海水稻可以在高达3%的盐渍环境下正常生长

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除了海水稻,我国科学家还培育出其他一些功能独特的水稻新品种,20世纪80年代,湖北省襄樊市的科技人员发现了一种可以在旱地上开花结果的稻谷类作物。

他们将其命名为“旱生稻”,这种旱生稻具有极强的抗旱性,在旱地上可以正常完成生长周期,不需要人工灌溉,这对我国南方地区旱涝保收具有重要意义。

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此外,云南大学农学院还通过杂交育种培育出一种新型的“玉米稻”。

这种作物集玉米与水稻的优点于一体,既有玉米的直立茎秆,也有稻谷的穗形花序,玉米稻的产量可达普通水稻的90%,而其秸秆含量比普通玉米高2-3倍。

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我国科学家还曾培育出一种叫“矮秆稻”的水稻新品种,这种水稻秆短植株矮,抗倒伏性强,非常适宜机械化操作。

80年代以来,矮秆稻得到了广泛推广,对我国水稻产业的机械化生产起到了重要的推动作用。

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结语

竹水稻的培育成功,不仅证明了我国在水稻科研上的强大实力,也为解决实际生产问题提供了科技支撑,推进了我国水稻业的可持续发展。

为了能让全国人民都吃饱饭,科研人员付出了无数的心血,吃水不忘打井人,我们在享受食物的同时,还应牢记这些为我们带来好日子的功臣们。

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