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2022年6月23日

科學尋源:重現香港水稻真貌 助原生品種重返本地農田

2022年6月23日
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中大團隊為漁護署提供的「花腰仔」及「絲苗」原始基因組數據進行基因組分析,以科學為香港水稻尋源,重現香港水稻真貌。
圖為項目負責人香港中文大學卓敏生命科學教授林漢明教授(左)及漁農自然護理署農業主任王敏維女士(右)。

圖為項目負責人香港中文大學卓敏生命科學教授林漢明教授(左四)、香港種子技術及教育中心協辦人劉大偉博士(右三)、漁農自然護理署農業主任王敏維女士(右四)及香港種子技術及教育中心團隊成員。

利用DNA標記,團隊製成「花腰仔」(上)及「絲苗」(下)的「基因身份證」,分辨品種真偽。

團隊進行基因組分析,發現「花腰仔」及「絲苗」基因組中獨有的基因組序列。圖為「花腰仔」(左)及「絲苗」(右)SNP位點在每條染色體上的密度分佈。

香港中文大學(中大)「香港種子技術及教育中心」與漁農自然護理署(漁護署)合作進行「香港水稻復育計劃」,利用最新的基因組分析技術,配以分子標記法,成功為兩個曾在香港種植的水稻品種「花腰仔」和「絲苗」製作能分辨真偽的「基因身分證」,成功以科學為香港水稻重現真貌。

香港稻米曾出口海外及進貢皇室

香港新界出產的本地稻米過去曾風光一時。自宋代開始,圍村和農耕文化開始在新界發展,並培育出著名的稻米品種,不但出口到東南亞、美國等地,更成為進獻清朝皇宮貴族的貢品。

1688年《新安縣志》和1898年《駱克報告書》都指出,水稻是當時新界地區的主要農作物。昔日在元朗和錦田一帶種植水稻的農民,每天抬着上百斤白米走山路到荃灣售賣,該山道成為現在的「元荃古道郊遊徑」。

1954年時,香港水稻田面積高達9466公頃,年產米2萬噸,但後來隨着經濟轉型和從外地輸入食米,加上新界原居民移民海外、鄉郊城鎮化等因素,水稻幾乎在香港絕跡。現時香港每人平均每月大概食用3.3公斤米,幾乎全依賴進口,而本港則只有約10個農場種植水稻,總面積約2.7公頃。

基因鑑定水稻種子 守護原生品種

為存護香港稻米品種,中大團隊利用生物訊息技術為漁護署提供的「花腰仔」及「絲苗」種子進行基因組分析,發現它們經繁種後的基因組序列高度一致,不同樣本的純合率均達98%以上,說明兩個品種在繁殖期間均能保持穩定純度,未有受雜交污染。

團隊亦把數據與已發表的逾3000個水稻品種的基因組重測序數據對比,發現「花腰仔」及「絲苗」基因組中與其他水稻品種不同的基因組序列,並發掘了「花腰仔」及「絲苗」獨有的DNA標記,經反復驗證後成功繪製「花腰仔」和「絲苗」的基因身分證,用以分辨其品種真偽。

項目負責人、中大卓敏生命科學教授暨農業生物技術國家重點實驗室(香港中文大學)主任林漢明教授指計劃有助提升香港農業水平和促進復耕。他表示:「農業是歷史和文化的重要組成部分,我們團隊利用嶄新技術鑑別香港傳統水稻,透過大學科研追尋香港歷史根源,回饋社會。項目能夠重塑一段被遺忘的歷史,讓新一代農夫通過種子認識和承傳過去,並加強大眾的保育意識和社會歸屬感。」

漁護署農業主任王敏維女士指出,為協助年輕一代復耕水稻,署方於2019年從種子銀行取得4個以往在本港甚受歡迎的稻米品種,包括「花腰仔」、「絲苗」、「齊眉」及「白殼齊眉」,並於漁護署的大龍實驗農場進行留種栽培試驗。署方經多次溫室內繁殖和培育後,把繁育所得的自留種及種子銀行的原種交給「香港種子技術及教育中心」作基因定序,以測試自留種與原種的一致性。其中,「花腰仔」在生長和留種純度方面表現穩定,漁護署遂將「花腰仔」種子交予農夫試種,並舉辦栽培講座及提供技術支援,以推廣栽種本地稻米品種。王女士表示,是次與中大科研人員合作的項目,有很強的協同效應。

這次中大與漁護署的水稻復育合作,展現新科技在社會不同層面的應用,亦提供與本地生活息息相關的STEM教材。

香港中文大學「香港種子技術及教育中心」

「香港種子技術及教育中心」在漁農自然護理署農業持續發展基金資助下,於 2020 年 7 月成立,由中大林漢明教授主持。中心旨在幫助香港農業向現代化轉型,提升種子質量檢測技術水平,鼓勵本地農民以優質種子耕種,並推動農業教育及保育工作,促進香港本土復耕。



中大團隊為漁護署提供的「花腰仔」及「絲苗」原始基因組數據進行基因組分析,以科學為香港水稻尋源,重現香港水稻真貌。<br />
圖為項目負責人香港中文大學卓敏生命科學教授林漢明教授(左)及漁農自然護理署農業主任王敏維女士(右)。

中大團隊為漁護署提供的「花腰仔」及「絲苗」原始基因組數據進行基因組分析,以科學為香港水稻尋源,重現香港水稻真貌。
圖為項目負責人香港中文大學卓敏生命科學教授林漢明教授(左)及漁農自然護理署農業主任王敏維女士(右)。

 

圖為項目負責人香港中文大學卓敏生命科學教授林漢明教授(左四)、香港種子技術及教育中心協辦人劉大偉博士(右三)、漁農自然護理署農業主任王敏維女士(右四)及香港種子技術及教育中心團隊成員。

圖為項目負責人香港中文大學卓敏生命科學教授林漢明教授(左四)、香港種子技術及教育中心協辦人劉大偉博士(右三)、漁農自然護理署農業主任王敏維女士(右四)及香港種子技術及教育中心團隊成員。

 

利用DNA標記,團隊製成「花腰仔」(上)及「絲苗」(下)的「基因身份證」,分辨品種真偽。

利用DNA標記,團隊製成「花腰仔」(上)及「絲苗」(下)的「基因身份證」,分辨品種真偽。

 

團隊進行基因組分析,發現「花腰仔」及「絲苗」基因組中獨有的基因組序列。圖為「花腰仔」(左)及「絲苗」(右)SNP位點在每條染色體上的密度分佈。

團隊進行基因組分析,發現「花腰仔」及「絲苗」基因組中獨有的基因組序列。圖為「花腰仔」(左)及「絲苗」(右)SNP位點在每條染色體上的密度分佈。

 

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