人擇-稻米的馴化（Artificial Selection）

人擇-稻米的馴化（Artificial Selection）
台北市忠孝國民中學自然領域張馨文實習老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

長久以來小麥、大麥、玉米、小米、水稻等糧食作物，是從野生植物在人類的需求下進行人為的長期馴化而培育出來。在亞洲國家中，野生稻(Oryza rufipogon)經過人類在作物馴化過程中的強力篩選形成栽種稻(Oryza sativa)，具有不易脫落且多產之大穀粒，而梗稻(O. sativa ssp. japonica，蓬萊米)和秈稻(O. sativa ssp. indica，在來米)成為主要的兩個明顯遺傳差異的亞種。

自然-遺傳學(Nature Genetics)於二○○八年發表基因GIF1控制水稻種子粒發育中蔗糖運輸卸載和灌漿的功能，發現轉殖GIF1基因植株能顯著提高種子灌漿和乾重，此外PROG1基因的編碼區有一個鹼基的變異引起胺基酸的替換，該胺基酸的替換在人擇過程中被選擇，目的是為直立生長和適當分蘗。

根據親源地理學分析栽培稻和野生稻的葉綠體及細胞核的DNA序列，推論出馴化的過程在不同地區發生。而馴化過程中會經歷瓶頸效應（bottleneck effect），使栽培稻遺傳變異少於野生稻的祖先，遺傳的多樣性消失使許多遺傳變異無可避免地從作物中流失。

人擇造成栽培稻缺乏許多的抗病原菌及抗逆境基因，農民必須使用大量的農藥、化學肥料、殺蟲劑及善用水利灌溉，以促進糧食的增產，應付馬爾薩斯（Thomas R. Malthus）人口等比倍增的預言。但諷刺的是，肥料、農藥、殺草劑的施用量增高也造成環境的危害，因此生物技術的發展帶給人類綠色革命的契機。

在西元二○○五年完成的國際水稻基因組定序計畫（International Rice Genome Sequencing Project；簡稱IRGSP），解讀水稻十二條染色體中的基因密碼，其中由台灣中研院負責的第五條染色體上，已知有多個抗白葉枯病、矮性和半矮性、雄不孕及各種酵素控制因子等基因，對將來的水稻育種提供重要的參考。

第二次綠色革命目的是希望控制抗病蟲、耐旱、耐鹽、耐寒、生長產量及品質等等性狀的基因及其功能，但多數的作物都因人擇的關係而缺乏健全的遺傳多樣性，恐難達到提升作物品質的需求，因而尋找存在於野生近緣種及族群的基因，是維持水稻生物多樣性必須努力的目標。