舜丰科普|水稻:源于中国的口粮大户

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民以食为天,人类的生息繁衍,文明的进步发展,都离不开充足稳定的食物供给。自古以来,中国人都企盼“五谷丰登”,五谷通常是指:稻、黍、稷、麦、菽。今天就跟随 《舜丰科普》了解一下五谷之首——水稻。

舜丰科普|水稻:源于中国的口粮大户

驯化之路

稻米是全世界半数以上人民的主要食粮。特别是在亚洲,稻米消费量占全世界总消费量的90%以上。现在全世界水稻种植面积占谷物面积的1/5,总产量占谷物产量的1/4,而我国水稻的种植面积和产量,都居世界首位。

水稻自古就是我国传统的粮食作物。明代宋应星《天工开物》记载:“ 今天下之育民人者,稻居什七。”说明明代水稻产量已经大致占全国粮食总产量的70%了。那么我们常常能在田间地头看见绿油油的稻苗和我们吃到的香喷喷的大米饭,最初就是这样吗?当然不是,水稻经历了上万年的自然选育和人工驯化才由普通野生稻逐渐演变成了如今多种多样的栽培水稻。

栽培水稻和普通野生稻之间,无论“外貌”还是“内心”都有着很大的区别 。例如,普通野生稻的芒(稻谷壳上的细刺)较长,栽培水稻的芒短或者无芒;普通野生稻的谷粒颜色较深,通常为红色,栽培水稻的谷粒颜色较浅,通常为白色;普通野生稻的穗形“奔放”,呈散开状,长出的谷粒少,栽培水稻的穗形更为“收敛”,孕育的谷粒多。除了外貌不同,在生长习性方面,普通野生稻通常喜欢伏在地上,像西瓜藤蔓一样匍匐生长,栽培水稻则是“亭亭玉立”。并且,普通野生稻的种子一旦成熟就很容易脱落(这个特性被称为水稻的落粒性),这在自然状态下是有利于种子传播的,但却不利于人们收获粮食。而经过人工培育的栽培水稻在成熟之后种子被紧紧地包裹着,不易脱落。可见,水稻品种的选育是和人们的生产需要紧密结合的。

水稻的起源

全世界水稻品种虽多,但大致上可分为 籼稻和粳稻两类 。籼稻一般生长在温暖地区,米粒细长,煮熟后不黏;粳稻一般生长在较寒冷的地区,米粒粗短,煮熟后有一定黏性。印度的水稻主要是籼稻,日本的水稻主要是粳稻,而中国两个品类兼有。

舜丰科普|水稻:源于中国的口粮大户

在20世纪初,曾有国外学者认为水稻起源于印度,这个观念在当时的学术界占了主流。但随着河姆渡遗址古水稻被发现,越来越多的考古证据证明水稻起源于中国。到了2011年,美国圣路易斯华盛顿大学和纽约大学通过对水稻进行DNA分析, 最终确认水稻最早起源于中国。

尽管中国是水稻起源国,但国际上一直将籼稻和粳稻命名为印度型稻和日本型稻,直到2018年4月,中国的研究人员将“ 籼”( Xian)和“粳”(Geng) 命名的水稻刊登在《自然》杂志上。这是《自然》杂志的研究论文中首次出现了汉字,更意味着当年“印度型稻”和“日本型稻”的命名得到了纠正,具有重大的历史意义。

功能型水稻的崛起

从1973年的“三系”籼型杂交水稻到近年来的超级杂交水稻,“杂交水稻之父”袁隆平院士让我国水稻产量得到了质的飞跃, 亩产高达上千公斤,大大缓解了粮食短缺问题。

解决了产量带来的粮食安全困扰,近年来,功能型水稻研究则备受关注,如何吃的好、吃的健康成为现代人的不懈追求。随着现代生物技术的进步,人们已经可以利用基因科技的方法对水稻进行品种改良,这也为通过食物预防和治疗疾病提供了新的突破点。富铁水稻、低谷蛋白水稻,以及富含a-亚麻酸、y-氨基丁酸等功能营养型的水稻已经研制成功,将为一些疾病的预防和治疗提供新的方向。

利用基因编辑技术开展功能性型水稻开发是目前最高效的育种方式之一。舜丰生物利用底层核心工具 CRISPR Cas SF01 和 CRISPR Cas SF02,已开发出多款功能型水稻,如对糖尿病患者友好的低GI水稻、富含y-氨基丁酸的营养健康稻、富含油酸的高油酸水稻等。

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相信在不久的将来,种质定制开发将为人们带来更多营养、健康、具有特殊功能的食品,为人们的饮食提供多样化选择,为健康筑起一道屏障。