農(nóng)作物種質(zhì)資源是農(nóng)作物品種改良的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ),是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的重要保障,是一個國家的戰(zhàn)略資源和核心競爭力。湖南省地處云貴高原第二臺階,屬我國南北過渡地帶,生態(tài)類型復(fù)雜,農(nóng)作物種質(zhì)資源豐富,為袁隆平院士、官春云院士、鄒學(xué)校院士分別領(lǐng)銜的雜交水稻、雙低油菜、湘研辣椒取得的矚目成就奠定了寶貴的農(nóng)作物種質(zhì)資源基礎(chǔ)。
進入21世紀以來,全球氣候條件和自然環(huán)境發(fā)生了顯著變化,種植業(yè)結(jié)構(gòu)和土地經(jīng)營方式也經(jīng)歷了深刻的調(diào)整。這使得湖南大量地方品種迅速消失,作物野生近緣植物、特有種質(zhì)資源消失風(fēng)險加劇,不僅對其農(nóng)業(yè)多樣性構(gòu)成了威脅,也對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和糧食安全帶來了潛在的隱患。2015年湖南作為首批啟動“第三次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動”的省份,開啟長達8年的種質(zhì)資源行動。本文對湖南省第三次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動的總體執(zhí)行情況、取得的主要成效、采取的主要措施、存在的問題等進行總結(jié)和分析,以期為后續(xù)種質(zhì)資源相關(guān)工作的開展提供參考。
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總體執(zhí)行情況
8年來,在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部的總體部署下,在湖南省委省政府的高度重視、大力支持與精心組織下,在第三次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動項目辦公室的指導(dǎo)下,經(jīng)過湖南省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳、湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、14個市(州)和普查縣(市、區(qū))農(nóng)業(yè)農(nóng)村系統(tǒng)和科研院所等所有普查(調(diào)查)人員共同努力下,克服重重困難,完成了此次資源調(diào)查行動。參加本行動的本地區(qū)省、地、縣、鄉(xiāng)行政人員和農(nóng)科院、高校、種子站等專業(yè)技術(shù)人員1280人,走訪鄉(xiāng)鎮(zhèn)834個,走訪行政村1484個,走訪人數(shù)7608人,總行程154500km,組織培訓(xùn)3250人,采集數(shù)據(jù)211244條,宣傳報道134次,印發(fā)相關(guān)宣傳材料、條幅等7192份。完成了80個普查縣(市、區(qū))(其中包括79個項目縣和1個補充縣)的資源普查與征集任務(wù),每個縣資源超過20份,共征集各類資源2068份(表1),基本摸清了轄區(qū)種質(zhì)資源家底。在普查基礎(chǔ)上,選擇了24個有區(qū)域代表性、種質(zhì)資源豐富的項目縣進行各類作物種質(zhì)資源的系統(tǒng)調(diào)查,搶救性收集栽培作物的古老地方品種、種植年代久遠的育成品種、重要作物的野生近緣植物以及其他珍稀、瀕危野生植物種質(zhì)資源3024份(其中項目外縣141份)(表2)。對征集和系統(tǒng)調(diào)查到的種質(zhì)資源,進行繁殖和基本生物學(xué)特征特性的鑒定評價,完成3819份新種質(zhì)資源繁殖、編目性狀的鑒定評價。經(jīng)過整理、整合并結(jié)合農(nóng)民認知進行編目,并將全部資源5092份上交至國家農(nóng)作物種質(zhì)資源庫(即國家作物種質(zhì)庫)等18個國家農(nóng)作物種質(zhì)資源庫(圃)(表3)。
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取得的主要成效
2.1基本摸清了湖南省種質(zhì)資源家底
本次普查行動湖南省共征收集種質(zhì)資源5092份,涉及50科、131屬、373種,類型涵蓋水稻、玉米、大豆、薯類、小雜糧、蔬菜、油料、果樹、茶樹、煙葉、糖、綠肥等。其中按作物類型分類,包含糧食作物1876份、蔬菜2024份、果樹731份、經(jīng)濟作物457份、牧草綠肥4份;按資源來源分類,包含地方品種4519份、選育品種116份、野生資源428份,其他29份(表4)。通過第三次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查和收集行動,基本查清了各類作物的種植歷史、栽培制度、品種更替、社會經(jīng)濟和環(huán)境變化影響,掌握了野生品種的地理分布、生態(tài)環(huán)境和瀕危狀態(tài)等重要信息。
2.2征(收)集了一批本地區(qū)特有且具有重要應(yīng)用價值和前景的優(yōu)異種質(zhì)資源
通過對資源開展鑒定,湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院篩選和創(chuàng)制了一批科研價值高、應(yīng)用前景好的資源。比如開展了水稻耐遲收、耐水淹以及特性資源鑒定,有3~4份新收集資源具有顯著的耐水淹特性;開展穇子資源表型多樣性研究,根據(jù)聚類分析結(jié)果及數(shù)量性狀極值提取出29份穇子特異種質(zhì),篩選出4份優(yōu)異種質(zhì)資源:1份適合機收的種質(zhì)資源,2份產(chǎn)量高、粒大型優(yōu)質(zhì)的種質(zhì)資源,1份生物量高的種質(zhì)資源。利用資源實施了“鎘低積累水稻品種選育及篩選”等多項科研課題。提純復(fù)壯了鳳凰本地特色品種鳳苦1號、鳳苦2號、鳳苦3號,推動了鳳凰蕎麥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
2.3發(fā)現(xiàn)了一批處于瀕危的重要種質(zhì)資源,及時采取搶救性保護措施
發(fā)現(xiàn)了一批年代久遠且珍稀的種質(zhì)資源,如常寧市粳糯資源大糯(2016431512)、道縣粳糯資源錘子糯(2015431155)、江永縣紅米旱稻資源旱稻(2016431272)、道縣旱稻資源秈稻(2015431140)、道縣糯旱稻資源旱稻(2015431141)、洪江市粳糯資源香禾(P431281001)等6個種植百年以上的古老水稻品種;已有800多年樹齡的茶陵古茶(2017432316);曾作為貢品的雁池紅橘(2015432017);位于倒塌房屋旁邊且數(shù)量稀少的石牛寨老煙葉(2016432012)以及莽山野柑和道縣野橘等。項目組對普查中發(fā)現(xiàn)的珍稀瀕危資源采取了相應(yīng)保護措施。一是督促地方農(nóng)業(yè)或管理部門加強保護;二是統(tǒng)一移交至相應(yīng)的國家農(nóng)作物種質(zhì)資源庫(圃),同時在湖南省農(nóng)作物種質(zhì)資源庫(圃)進行備份保存;三是建立原生境保護區(qū),就地保護種質(zhì)資源。
2.4培養(yǎng)了一支種質(zhì)資源調(diào)查與鑒定評價隊伍
此次行動中湖南省分別成立了2個領(lǐng)導(dǎo)小組、1個技術(shù)專家組、3個運行保障管理平臺、79個資源普查工作隊、8個資源調(diào)查工作隊、5個資源鑒定評價團隊,直接參與人數(shù)為640余人。通過此次普查行動,鍛煉培養(yǎng)了一批愛資源、懂資源、專注于研究利用資源的專業(yè)人才。他們掌握了種質(zhì)資源收集、鑒定、保存和利用的關(guān)鍵技術(shù)和方法,意識到農(nóng)作物種質(zhì)資源是農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ),致力于保護、挖掘和開發(fā)農(nóng)作物種質(zhì)資源,對農(nóng)作物種質(zhì)資源的保護和利用具有重要的意義。
2.5帶動了一批科研院所開展種質(zhì)資源工作
湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院與湖南省14個地州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院所以項目為紐帶,充分利用地州市區(qū)域優(yōu)勢與人員優(yōu)勢,聯(lián)合開展種質(zhì)資源收集、保存、評價工作。在省、市專家的共同推動下,郴州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所、江華縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、湘西土家族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院、沅江市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、鳳凰縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局等機構(gòu)先后在當(dāng)?shù)亟⒘烁涕?、茶樹、南方旱雜糧資源圃。另外每個地州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所分別在本地每個縣(市、區(qū))發(fā)展1~2名種質(zhì)資源收集聯(lián)絡(luò)員,便于資源的收集與資源情況的了解。
2.6取得一系列種質(zhì)資源利用成果
各科研單位對普查到的資源開展各類種質(zhì)資源鑒定評價及創(chuàng)新利用研究。利用這些資源實施了“鎘低積累水稻品種選育及篩選”等80余項科研課題;獲得“利用植株幼苗進行遺傳轉(zhuǎn)化的方法”等發(fā)明專利6項,“一種種質(zhì)資源裝袋裝置”等實用新型專利11項,“茶樹種質(zhì)資源收集數(shù)據(jù)記載系統(tǒng)軟件”軟件著作權(quán)6個;發(fā)表《湖南莽山茶樹種質(zhì)資源調(diào)查與品質(zhì)性狀的遺傳多樣性分析》等科技論文70余篇;編寫并出版了《湖南省農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集指南》《湖南地方特色茶樹種質(zhì)資源》《湖南蔬菜種質(zhì)資源》專著3部?!秶抑行∪~茶樹種質(zhì)資源圃(長沙)》等10個平臺獲得農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、湖南省農(nóng)業(yè)廳、科技廳等批復(fù)支持。其中湖南省茶葉研究所承建的國家中小葉茶樹種質(zhì)資源圃(長沙),作為第一批72個國家農(nóng)作物種質(zhì)資源庫(圃)獲農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公告確定。
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采取的主要措施
3.1成立領(lǐng)導(dǎo)小組,全面統(tǒng)籌規(guī)劃
湖南省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳成立資源專項領(lǐng)導(dǎo)小組,時任副省長為領(lǐng)導(dǎo)小組組長;湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院成立農(nóng)作物種質(zhì)資源專項領(lǐng)導(dǎo)小組,相關(guān)負責(zé)人為組長,下設(shè)辦公室在科學(xué)技術(shù)處。另設(shè)3個運行保障管理平臺:(1)湖南省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳普查工作管理平臺。負責(zé)組織全省農(nóng)業(yè)縣的普查收集工作,舉辦普查收集技術(shù)培訓(xùn),建立省級種質(zhì)資源普查收集數(shù)據(jù)庫,由種業(yè)處處長負責(zé),安排2人做好管理服務(wù)。(2)湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技處綜合管理平臺。負責(zé)組織在全省種質(zhì)資源豐富的縣(市、區(qū))開展系統(tǒng)調(diào)查和搶救性收集,協(xié)調(diào)資源的接收、整理、保存、鑒定評價收集工作。湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技處安排1名科長、抽調(diào)1名專職人員協(xié)調(diào)省內(nèi)各項事務(wù)。(3)資源保存、分發(fā)平臺。以湖南省農(nóng)作物種質(zhì)資源庫為依托,組建種質(zhì)庫資源保存、分發(fā)平臺。資源庫共安排人員10余人,由主任負責(zé)安排專職人員簽收、整理、分發(fā),做好相關(guān)保存與分發(fā)服務(wù)。
3.2聚集專業(yè)專家,加強技術(shù)保障
湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院集結(jié)各個作物的專家20余名,成立了第三次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動技術(shù)專家組,對資源的甄別、收集技術(shù)要求等予以技術(shù)指導(dǎo)。專家組建立了技術(shù)支撐的QQ群、微信群,遇到問題隨時向?qū)<艺埥?。作為行動?ldquo;智囊團”,專家組為普查行動提供了重要的業(yè)務(wù)指導(dǎo)。
3.3組建調(diào)查隊伍,實現(xiàn)全域覆蓋
(1)資源普查征集隊:參與農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與征集的79個縣(市、區(qū))農(nóng)業(yè)農(nóng)村局(委)抽調(diào)精干力量5人左右,組建由相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員構(gòu)成的普查專業(yè)隊伍。(2)資源調(diào)查收集隊:湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院在作物所、園藝所、蔬菜所、水稻所等8個研究所遴選出21名專業(yè)技術(shù)人員組成3個涵蓋多專業(yè)的資源調(diào)查小組,每個調(diào)查隊基本成員7人,由隊長帶隊,各負責(zé)8個縣的資源調(diào)查工作。同時結(jié)合作物種類、資源豐富度,從各研究所遴選近50余人成立旱雜糧、水稻、茶樹、果樹、蔬菜共5個專項調(diào)查小組,對全省資源特色區(qū)域進行補充調(diào)查。
3.4分類鑒定評價,確??茖W(xué)高效
以湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院各研究所為單位分別成立旱雜糧、水稻、茶樹、果樹、蔬菜共5個種質(zhì)資源保存繁育和鑒定評價課題組,包含各學(xué)科研究人員共124人。
3.5開展精準培訓(xùn),強化技術(shù)支撐
原省農(nóng)委會同中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院舉辦了3期專題培訓(xùn),第1期技術(shù)培訓(xùn)班特邀中國工程院劉旭院士、原農(nóng)業(yè)部種子管理局張延秋局長親臨指導(dǎo);第2期技術(shù)培訓(xùn)班聘請種質(zhì)資源專家系統(tǒng)講解普查收集關(guān)鍵技術(shù)、常見問題及注意事項;第3期聘請專家對規(guī)范填寫征集表、樣本拍照、材料匯交等進行專題培訓(xùn)。湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院邀請專業(yè)攝影和航拍技術(shù)人員,對相關(guān)人員進行資源攝影、無人機航拍培訓(xùn);調(diào)查組專家累計為項目縣開展培訓(xùn)20余場次,培訓(xùn)人員200余人次,帶動1000余人參與到資源普查收集工作。各項目縣相應(yīng)組織了專題技術(shù)培訓(xùn)100余次,現(xiàn)場授課答疑,使普查收集人員系統(tǒng)掌握普查、收集、識別、保存等關(guān)鍵技術(shù)。如古丈縣組織相關(guān)股站業(yè)務(wù)骨干進行了為期3d的集中培訓(xùn);臨澧縣組織了2次業(yè)務(wù)培訓(xùn),共培訓(xùn)100多人;武岡市對各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)技站長及相關(guān)人員開展了2次業(yè)務(wù)培訓(xùn)和3次野外現(xiàn)場培訓(xùn),共培訓(xùn)150余人。
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存在問題
4.1當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物種質(zhì)資源保存體系不夠完善
截至目前,湖南省內(nèi)僅有湖南省農(nóng)作物種質(zhì)資源庫唯一一座種質(zhì)資源庫。該庫建設(shè)歷程尚短,投入經(jīng)費有限、各類設(shè)施設(shè)備尚不完善,與國內(nèi)先進的種質(zhì)資源庫相比存在明顯差距,遠不能滿足湖南省對農(nóng)作物種質(zhì)資源的保存與利用需求。此外,種質(zhì)鑒定、檢測等基礎(chǔ)試驗設(shè)施也亟待提質(zhì)改造,資源收集、保存、評價所涉及的資源普查收集、種質(zhì)檢測、更新繁殖、鑒定評估、開發(fā)利用等全流程體系尚未完全建立,限制了種質(zhì)資源長期有效保存和開發(fā)利用。因此,加強種質(zhì)資源庫的建設(shè)與改造,提升資源保存與利用的能力,已成為湖南省農(nóng)業(yè)科研與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。
4.2省內(nèi)種質(zhì)資源鑒定評價利用有待進一步強化
目前對調(diào)查接收的農(nóng)作物種質(zhì)資源的鑒定評價主要以基本性狀、農(nóng)民認知性狀及可開發(fā)利用性狀為主。大部分還沒有開展系統(tǒng)、精準的鑒定評價,種質(zhì)資源可能潛在的優(yōu)異基因尚未被挖掘和利用。
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建議
5.1將岳麓山實驗室種質(zhì)資源庫納入國家備份庫行列,予以穩(wěn)定的支持
目前湖南正在籌建岳麓山實驗室種質(zhì)資源庫,建設(shè)目標是集成現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù),開展作物種質(zhì)資源實物及信息的收集保存、鑒定評價、共享利用,庫容量達100萬個保存單元,使岳麓山實驗室農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保存的數(shù)量和質(zhì)量達到國際領(lǐng)先水平,滿足未來50年農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展需求。建議將岳麓山實驗室種質(zhì)資源庫納入國家備份庫行列,予以穩(wěn)定的項目和資金支持,使種質(zhì)資源工作可持續(xù)開展。
5.2加快種質(zhì)資源鑒定評價利用
建議加強種質(zhì)資源深度鑒評與開發(fā)利用力度,省內(nèi)給予穩(wěn)定的經(jīng)費支持,搭建種質(zhì)資源鑒定評價與基因發(fā)掘平臺,重點加強優(yōu)質(zhì)、抗病、抗逆等重要功能基因的挖掘,加快優(yōu)質(zhì)、高抗、廣適、營養(yǎng)安全等骨干育種材料的創(chuàng)制,為加快培育突破性品種提供有力的種質(zhì)支撐。
?本文來自《湖南省第三次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動工作概述》
?作者:鄧晶,劉新紅,段永紅,余亞瑩,余應(yīng)弘
?單位:湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院;湖南省作物研究所;湖南省水稻研究所
?刊于《中國種業(yè)》2024年第7期第46-50頁 轉(zhuǎn)載請注明