点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:【大国粮策】为了活下去,杂草“伪装”成了水稻?
首页> 光明科普> 科普中国大国粮策> 农业新科技 > 正文

【大国粮策】为了活下去,杂草“伪装”成了水稻?

来源:科普中国-大国粮策2025-07-04 18:51

  照片上有两株外形相近的植物,很像我们每天吃的大米的来源——水稻。实际上,左边是水稻,右边则是稗草。稗草是水稻的头号杂草,会与水稻争光、肥等资源。

【大国粮策】为了活下去,杂草“伪装”成了水稻?

  作物是为了满足人类需求而被驯化的植物,如水稻这样的粮食作物,而农业杂草是与之竞争资源的野生植物。单就水稻而言,每年被杂草“偷走”的产量就超过1000万吨,相当于7000万人一年的口粮,这个人数接近河北省总人口,其数量之多令人惊叹。

  但有趣的是,有些作物和杂草堪称“亲兄弟”,关系微妙。以稗草为例,其苗期与水稻长得极为相似,宛如 "双胞胎",这种现象被称为 "瓦维洛夫拟态",科学家认为这是稗草的生存策略,靠 "伪装" 逃避农民拔除,但一直缺乏证据。

  为破解这一谜团,浙江大学农业与生物技术学院教授、博士生导师叶楚玉团队做了三件事:首先收集几百份稗草材料,将这些“嫌疑人”“抓捕归案”;然后在田里分区块种植并观察表型,看哪些像水稻、哪些不像,当时还常被农民笑话把杂草当宝贝种植;第三件事是对每份稗草进行基因组测序,鉴定上千万个遗传变异位点,并与表型结合分析,破解稗草的“伪装术密码”。

  研究发现,长得像水稻的稗草是从“不像”的祖先演化而来。大约 1000 年前的宋朝,人口激增,南方水稻成为主粮,精耕细作下,人类对田间杂草的拔除,对稗草施加了选择压力,无意识地让控制稗草株型的基因被定向保留。

【大国粮策】为了活下去,杂草“伪装”成了水稻?

  不过,水稻和稗草只是假“兄弟”,真正和稗草有“血缘”的真“兄弟”叫栽培稗,二者在分类学上是同一个物种,属于不同变种,区别在于栽培稗是万年前就被人类当作粮食种植的作物。

【大国粮策】为了活下去,杂草“伪装”成了水稻?

  类似的“兄弟”关系还有狗尾草与谷子(小米)、玉米地杂草马唐与福尼奥小米等等。这些作物都有共同特征:营养价值高,同时保留了杂草的一些优势,如耐旱、耐高温、耐贫瘠等,都是很能适应环境的“特种兵”。

【大国粮策】为了活下去,杂草“伪装”成了水稻?

  为什么要弄清杂草和作物之间的关系呢?主要目的有三个:一是更好防控杂草,让其无所遁形;二是更好利用,通过弄清杂草性状背后机理,培养水肥利用效率更高、抗逆性更强的作物良种;三是对杂草的亲“兄弟”作物进行更好地再驯化、培育与推广,让更多贫瘠地、盐碱地能种上作物。这些研究不仅能回答有趣又重要的科学问题,还能为作物产业问题提供重要帮助。

  自从十余年前加入浙江大学作物学科,叶楚玉和同事们就致力于利用基因组大数据这把“金钥匙”,解读生命的奥秘,为推动作物学科发展,培育更好的种子、端牢中国饭碗,贡献智慧和力量。

【大国粮策】为了活下去,杂草“伪装”成了水稻?

  从这个研究故事可见,现代农学早已不是“面朝黄土背朝天”的老模样,它融合了基因组学、大数据分析等前沿科技,是一门充满智慧与趣味的科学。叶楚玉由衷希望,能有更多年轻的“种子选手”加入农学行列。

  作者:叶楚玉 浙江大学农业与生物技术学院教授、博士生导师

  策划统筹:宋雅娟 武玥彤

  编辑整理:李欣哲 林佳欣

【大国粮策】为了活下去,杂草“伪装”成了水稻?

[ 责编:谢芸 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 厦金大桥(厦门段)大节段钢箱梁顺利发运

  • 中国援助斯里兰卡抗洪救灾物资运抵科伦坡

独家策划

推荐阅读
近十几年来,罗二仓团队聚焦采用环保工质,如氦气、氩气、氮气等绿色工质的热声斯特林技术,研发具有广阔应用前景的新一代热泵技术。
2025-12-10 09:39
中国科学院生物物理研究所徐涛院士课题组与纪伟研究员课题组研制出三维干涉定位显微镜(ROSE-3D),首次在单分子定位成像领域,实现了基于相机的纳米尺度三维各向同性分辨率。
2025-12-10 09:38
“细胞壁是质膜外具有一定硬度和弹性的细胞结构,广泛存在于植物、细菌和真菌中。随着研究逐渐深入,团队发现,在植物茎顶端干细胞区域,细胞壁的主要成分果胶呈现独特的“二元分布”模式。
2025-12-10 09:37
指令长张陆时隔两年半再度漫步太空,航天员武飞成为我国目前执行出舱任务最年轻的航天员。
2025-12-10 09:35
我国首个国家级陆相页岩油示范区——新疆吉木萨尔国家级陆相页岩油示范区9日完成年度170万吨原油生产任务,这一成果标志着国家级示范工程建设任务全面完成。
2025-12-10 09:34
一些不法商家钻监管漏洞,推出所谓“智驾神器”规避车辆安全监控,不仅严重威胁道路交通安全,更触碰了法律红线,扰乱了新能源汽车产业的健康发展秩序。
2025-12-09 10:11
一项新研究揭示了这些天体表面下可能发生的活动,为了解其多样地质特征的形成机制提供了线索。相关研究成果近日发表于《自然-天文学》。
2025-12-09 10:02
实验结果显示,将化合物注射给抑郁模型小鼠后,仅1小时便可观察到显著的抗抑郁效果,且无明显副作用。
2025-12-09 10:01
北京大学生命科学学院罗述金课题组与合作团队,通过古DNA研究发现,家猫直至唐代前后才通过丝绸之路商旅传入中国。
2025-12-09 09:58
7日,中国安全生产科学研究院与国家管网集团,在新疆哈密的国家管网集团管道断裂控制试验场,成功完成了我国首次全尺寸高压纯氢管道喷射火系列试验。
2025-12-09 09:57
基于这样的研究背景,柴秀娟团队近日研发出一种数字孪生驱动的智能温室采摘系统,能有效解决现代温室番茄生产密植环境下,机器人采摘效率低、易损伤植株的问题。团队成员郎一宁介绍:“首先,机器人搭载的滑轨式深度相机会沿温室逐行扫描,采集高精度的RGB-D数据。
2025-12-08 09:54
记者从国家数据局获悉,截至9月底,我国已建成高质量数据集总量超500PB(拍字节,计算机存储容量单位);7个数据标注基地引进和培育标注企业362家,标注从业人员达8.5万人,带动数据标注相关产值163亿元。
2025-12-08 09:53
“梦想”号大洋钻探船的母港在广州海洋地质调查局科考码头,出海执行作业任务时需要通过深中大桥。多年来,我们与150余家参研参建单位团结协作、集智创新,攻克了一个个技术难题,建成了这艘具有我国完全自主知识产权、全球领先的大洋钻探船。
2025-12-08 09:52
空中的昆虫堪称地球上最灵活的生物,能精准完成急转弯、急刹车和空中翻转。美国内华达大学里诺分校的航空航天工程师Hoang-Vu Phan指出,这款新设备标志着“微型机器人性能的巨大飞跃”。
2025-12-08 09:51
近日,中国科学院西安光学精密机械研究所超快光科学与技术全国重点实验室研究员姚保利团队在定量相位成像领域取得进展,提出了正交偏振复用剪切干涉技术,并研发出集成化定量相位相机Q-camera。
2025-12-08 09:50
这次经历让我开了窍:一个顶尖的技术工人,不能只满足于执行标准,更要具备在标准之外创造解决方案的能力。我带徒弟,始终坚持“手把手教技能,实打实查问题,面对面讲后果”。
2025-12-05 10:15
由此,研究团队模仿亚洲玉米螟幼虫头壳的结构特点,在实验室中成功“复刻”出具有类似仿生层状结构的水凝胶。为验证实际效果,研究团队将这种水凝胶安装在农业害虫侦查无人机的防撞支架上,并在模拟果园环境的复杂通道中进行测试。
2025-12-05 10:16
“十四五”时期,我国批准上市创新药达210个。为保证药品安全有效,药监部门对新药研发、生产、上市作出一系列严格规定,强化研发生产各环节质量管理。
2025-12-05 10:22
据中国载人航天工程办公室消息,根据计划安排,神舟二十一号航天员乘组将于近日择机实施第一次出舱活动。目前,空间站组合体运行稳定,神舟二十一号航天员乘组状态良好,已做好出舱活动各项准备工作。
2025-12-05 10:17
大国工匠的成长是一个长期、连续、贯通的过程,职业教育要为学生构建可持续发展的成长通道。在新时代的征程中,职业教育应不断探索符合技术技能人才成长规律的教学模式,为培养更多大国工匠、能工巧匠作出更多贡献。
2025-12-05 10:15
加载更多