宋明家：以杂草稻基因组研究解决白米供应问题

极端气候影响收成和稻米大国限制出口，是过去几个月世界白米价格暴涨的两大主因，让白米进口国如新加坡和马来西亚首当其冲。

联合国粮农组织（FAO）统计显示，籼米（indica rice，东南亚民众日常食用、米粒扁长的“印度稻”）价格持续强劲，从2022年至今一直呈上扬趋势，3月份指数平均为154点，比去年同期高22.9%。另一种本地人喜爱的香米（aromatic rice），价格虽然稍有下滑，但还是比2023年高出很多。在这一波白米供应危机里，高度依赖印度和泰国提供这两种米的新马两国，尝到了米价暴涨的苦头。

影响全世界稻米收成的，除了气候、稻种素质、肥料、害虫等因素之外，长年一直拖着稻米生产链“后脚”的，始于田间的“杂草稻”侵染问题。

比如在泰国，这些杂草稻与栽培稻植株竞争各种资源，如肥料、水和阳光，使稻米种植业在这几年损失至少10%收成；过去30年中，马来西亚水稻产业也因此蒙受每季逾9000万令吉（约2548万新元）的损失。

这种被马国农夫称为“风吹谷”（padi angin，风一吹就掉谷粒）的稻米，是亚洲栽培稻（Oryza sativa）的“盗版”；它和栽培稻隶属相同的“属”（genus），任何稻田的除草剂对它都没辙。由于杂草稻颗粒易脱落、谷粒质量差，稻田一旦被它侵袭，农夫将蒙受惨重损失。因此，了解农田杂草稻的演化，以及它们如何在田间繁殖，一直都是世界各国农业研究的关键热点。

今年初，笔者来自马来西亚蒙纳士大学（Monash University Malaysia）的跨国团队，通过基因组测序和分析，报告了杂草稻如何在泰、马两国的农田与栽培稻竞争的最新发现，为田间杂草控制的策划奠定了理论基础。该研究报告在《自然通讯》（Nature Communications）的2月份期刊上发表。

约10年前，笔者和圣路易华盛顿大学（Washington University in St. Louis）生物学家肯尼思·奥尔森（Kenneth Olsen）教授开始合作研究东南亚杂草稻，团队也包括中国和泰国的科学家。我们使用来自泰国、马来西亚和世界各国杂草稻的基因组，深入探讨东南亚杂草稻的演化故事。

与我们先前研究发现一致的是，东南亚、美国和中国的大部分杂草稻，主要通过“去驯化”或“野化”（de-domestication）过程，从栽培稻演化而来。

和温带稻米种植区域不同的是，泰马两国的热带田野间有野生稻（Oryza rufipogon）的自然族群。这些野生稻与栽培稻或杂草稻之间可轻易发生杂交，为杂草稻侵袭稻田装备新的“武器”，去适应农田环境并迅速传播。

通过自然杂交，这些“野性”杂草稻类型获取了诸如黑色果皮、稻芒、小谷粒等特征的独特“野基因”，使杂草稻比栽培稻更具竞争力，最后让杂草稻鸠占鹊巢，成为农田新霸主。

事实上，植物物种一般存在着野生种与栽培作物之间的“屏障”，但栽培稻和野生稻的屏障相对薄弱，使野生基因容易流入杂草稻的基因组。

此类探讨杂草稻演化遗传机制的研究，将为预防和控制杂草的规划上，提供遗传水平上的理论指导。我们希望这些基因组研究所获取的杂草遗传信息，能协助东南亚各国制定杂草稻的管控政策，减缓区域白米产量降低的农业损失。与此同时，泰马两国杂草稻某些有利于农田种植、比如耐热和高生长率的特殊性状，将为未来稻米产业提供更好的育种基础。

作者是马来西亚蒙纳士大学分子遗传学副教授