圖1 栽培植物（右）與其祖先種（左）的表型性狀比較(圖片來源: Doebley et al. 2006 The molecular genetics of crop domestication. Cell)

栽培植物是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。全球人口與人均需求量的持續(xù)增長導(dǎo)致對植物資源的需求與日俱增。栽培植物較低的遺傳多樣性是限制其產(chǎn)量增長和質(zhì)量提高的主要因素?！渡锒鄻有浴菲诳?018年26卷4期“長江大保護與植物遺傳多樣性專輯”發(fā)表綜述“栽培植物野生近緣種的保護與利用”, 該文總結(jié)了國內(nèi)外對栽培植物野生近緣種進行原生境保護與遷地保護所取得的進展, 基于我國實際情況提出了栽培植物野生近緣種的保護建議，并對栽培植物野生近緣種利用技術(shù)進行了梳理, 探討了栽培植物野生近緣種遺傳資源可持續(xù)利用的新思路。該論文由南昌大學(xué)生命科學(xué)研究院流域生態(tài)學(xué)研究所趙耀博士，復(fù)旦大學(xué)生物多樣性科學(xué)研究所的楊繼教授和博士研究生李耕耘共同完成。

馴化造成的遺傳多樣性水平下降和環(huán)境適應(yīng)性降低, 限制了栽培植物的利用潛力。栽培植物野生近緣種是指與栽培植物具有較近親緣關(guān)系、并能與其發(fā)生基因交流的野生祖先種、同屬近緣種以及由栽培植物野化產(chǎn)生的雜草等。栽培植物野生近緣種積累了豐富的表型與遺傳變異, 能抵御各類生物或非生物脅迫的影響; 這些優(yōu)良性狀和有益基因可作為遺傳供體用于對栽培植物進行改良(圖1)。然而, 由人口增長和城市化進程導(dǎo)致的生境破壞、資源過度利用、環(huán)境污染、盲目引種以及全球氣候變化等對栽培植物野生近緣種的存續(xù)和進化造成了嚴重威脅, 致使大量自然群體消失, 栽培植物野生近緣種遺傳多樣性喪失; 加之對植物資源的需求不斷增加, 對栽培植物野生近緣種的保護與利用日益緊迫。

世界各國都十分重視植物資源保護, 我國已建立189個物理隔離保護方式和72個主流化保護方式的農(nóng)業(yè)野生植物原生境保護點, 并通過自然保護區(qū)建設(shè)間接對多個物種實行原生境保護；還陸續(xù)建立了多個國家作物種子庫和種質(zhì)圃以及中國西南野生生物種質(zhì)資源庫等。然而，我國在植物資源保護策略上仍存在一些需要關(guān)注和改進的方面：(1)應(yīng)加強對具有潛在利用價值的栽培植物野生近緣種的關(guān)注；(2)在遴選保護對象并建立原生境保護點時, 應(yīng)重視不同地區(qū)以及不同部門間的交流和協(xié)調(diào), 自然保護區(qū)規(guī)劃應(yīng)盡可能覆蓋重要物種豐富度較高的地區(qū)；(3)確定保護對象之后, 對其遺傳多樣性特點、分布范圍、致危因素和機制等進行深入的了解和分析；(4)加強對保護區(qū)(點)內(nèi)被保護對象生長和進化動態(tài)的監(jiān)測與管理；(5)重視全球氣候變化對野生植物分布和種群變化的影響；(6)全面評價種子庫與種質(zhì)圃保存材料的遺傳多樣性, 并嚴格按照保育規(guī)程定期進行更新和繁殖。

圖2 植物遺傳資源挖掘與轉(zhuǎn)化技術(shù)路線(圖片來源Jacob et al. 2017 Translational research: Exploring and creatinggenetic diversity. Trends in Plant Science)

栽培植物野生近緣種遺傳資源可持續(xù)利用的基本思路是: 利用栽培植物野生近緣種的豐富遺傳多樣性和進化潛力, 以模式材料為核心帶動技術(shù)的創(chuàng)新與轉(zhuǎn)化, 從栽培植物野生近緣種中挖掘符合人類需求的自然變異, 為栽培植物品種改良和人類應(yīng)對生存壓力持續(xù)提供有利的遺傳多樣性資源(圖2)。在利用栽培植物野生近緣種時，不但應(yīng)注重新技術(shù)的應(yīng)用, 如分子標記輔助育種、遺傳工程、基因組選擇與基因組編輯等；也應(yīng)該嘗試驗證新的育種理念，如進化農(nóng)業(yè)生態(tài)理論的應(yīng)用。

長江流域是我國生物多樣性的核心區(qū)域之一，我國近一半的特有栽培植物起源于長江流域，已建立的植物原生境保護點30%以上位于長江流域。然而，長江流域作物及其野生近緣種遺傳資源的研究嚴重不足，保護、開發(fā)和利用成效并不顯著，存在大量研究與保護的空缺。由于對野生植物資源的保護力度和開發(fā)程度受野生植物所屬資源類型、研究背景、商業(yè)價值以及文化傳統(tǒng)等多種因素的影響，應(yīng)分別評價不同類型作物的保護與利用現(xiàn)狀，為制定遺傳資源的保護與可持續(xù)利用的相關(guān)對策提供參考。