淺議地方農作物種質資源庫建設

肖靜　李婷　張其斌　肖遷

關鍵詞：農作物種質資源庫；現狀；問題；建議

中圖分類號：S-1 文獻標志碼：A 文章編號：2097-2172（ 2023）07-0598-05

種質資源是最重要的自然資源之一，是物種進化、遺傳學研究及育種的物質基礎。種質資源庫的建立是有效保存優良種質資源的關鍵。2020年，中央經濟工作會議提出要加強種質資源保護和利用，加強種子庫建設；2021年7月，中央全面深化改革委員會第二十次會議審議通過了《種業振興行動方案》，強調要打牢種質資源基礎，做好資源普查收集、鑒定評價工作，切實保護好、利用好種質資源。甘肅是西部農業大省，具有悠久的農業生產歷史，農業種質資源豐富多樣。近年來，甘肅省立足全省戰略高度，依托甘肅省科技創新服務平臺在全省建成了一批省級農作物種質資源庫，有效地保護了甘肅省地方農作物資源安全，為育種工作者培育優質抗逆新品種、種質創新提供了優良種質資源及基礎數據，極大地促進了甘肅省農業種質資源保存、評價和利用工作，這對有效提升種質創新能力、推動農業高質高效發展、加快鄉村產業振興具有重要的現實意義。

1現狀

1.1甘肅省農作物種質資源庫建設

甘肅省農作物種質資源庫建設立足甘肅、面向西北地區，以抗寒、抗旱及優質、特色為主要目標，積極開展甘肅地方種質資源及國內外種質資源的收集和保存工作。目前，甘肅省共建立省級農作物種質資源庫10處（表1），其中已建成8處，在建2處。

省級農作物種質資源庫包括四種類型，一是果樹種質資源庫，共有4處，均為活體保存，主要收集保存桃、杏、梨、蘋果、核桃、葡萄、油橄欖等果樹種質資源；二是糧食作物種質資源庫，共有3處，采用低溫、活體保存，主要收集保存小麥、玉米、馬鈴薯、蕎麥、燕麥、青稞、食用豆、谷子等農作物種質資源；三是中藥材種質資源庫，共有2處，主要收集保存黃芪、黨參、當歸、大黃、黃芩等藥材種質資源，均為活體保存。四是草類植物種質資源庫，共有1處，種子低溫保存。

1.2主要農作物種質資源入庫保存情況

2021年，甘肅省主要農作物種質資源庫共保存糧食、果樹、中藥材、草4類，1056個種類、31875份資源，其中甘肅地方種質資源23219份（表2）。糧食作物種質資源庫共收集保存馬鈴薯、小麥、玉米、蕎麥、燕麥、食豆類、青稞等種質資源12947份，并依托甘肅省農業科學院建設“西北種質資源保存與創新利用中心”，建成后的庫存量及自動化程度將處于全國領先水平。果樹種質資源庫共收集保存國內外、甘肅地方特色果樹種質資源1741份，其中隴南特色經濟林種質資源庫保存花椒種質資源數60份，是全省最大的花椒種質資源保存庫。中藥材種質資源庫共收集保存黃芪、白芨、黃芩、柴胡、板藍根、淫羊藿等以隴藥為核心的各類中藥材12187，在西北地區居領先水平。草類植物種質資源庫共收集保存各類草種質資源5000余份。

1.3主要農作物種質資源鑒定評價

甘肅省省級種質資源庫建設以來，各建設單位以實現種質資源高效管理和利用為目標，對收集保存的種質資源積極開展植物學特性、生物學特性、抗逆性、品質特性等的鑒定評價工作，累計鑒定評價糧食作物、果樹等種質資源5000多份，篩選出抗寒、耐深播的小麥、青稞種質185份，創制其他糧食種質資源300多個。選育釀酒葡萄新品系12個，抗寒砧木2個；蘋果新品系6個，種質3個，優良砧木3個；地方抗寒桃優良種質1個，為下一步新品種選育研究奠定了良好基礎。定西市農業科學研究院聯合國家現代農業產業技術體系綜合試驗站，構建了主要農作物種質資源農藝、產量和抗逆性狀的系統鑒定技術體系，極大地提升了評價結果的準確性，提高了資源規?；Y選效率和共享性。

1.4農作物種質資源開發利用

為充分挖掘種質資源潛在價值，實現優異種質的高效利用，各科研單位、高校等種質資源庫建設單位通過雜交、實生、輻射誘變等育種技術，輔助胚挽救、遺傳多樣性鑒定、優勢功能基因挖掘等生物技術，積極開展種質創新和新品種選育工作，取得了一系列成果，為全省農業高質高效、鄉村產業提質增效升級提供了堅實支撐。

1.4.1新品種選育 種質資源庫承擔單位甘肅省農業科學院、定西市農業科學院自項目實施以來，利用收集保存的優良種質作為親本，采用雜交育種技術先后育成小麥新品種隴鑒110、隴鑒111，蘭天36號等，馬鈴薯新品種隴薯15號、隴薯20號，定薯5號、定薯6號、定薯7號等，谷子隴谷18號等、糜子隴糜17號等、大豆隴中黃605等、胡麻隴亞16號等、玉米新品種禾盛209等。甘肅省農業科學院、隴南市經濟林研究院以果樹種質為育種材料先后選育林果新品種15個，其中綜合品質優良的極早熟、早熟以及晚熟桃新品種4個（甘露早油、隴油金蜜、隴蜜10號、隴油桃9號），杏李遠緣雜交新品種1個（隴緣紅），早熟梨品種2個（甘梨3號、早玉），優質、豐產葡萄品種2個（碧玉、嫣紅），優質、無刺花椒新品種1個（隴南無刺花椒），優質、豐產核桃品種3個（隴原紅、隴薄豐1號、隴薄豐2號），油橄欖新品種2個（豆果、科羅萊卡）。以上新品種正在示范推廣，有望對優化全省農業品種結構，促進優質、高產發揮積極作用。蘭州大學、甘肅省中醫藥大學以異種草和中藥材特質為材料選育革新品種4個、中草藥新品種50個。隴南市經濟林研究院開展了油橄欖航天育種試驗，選擇4個品種搭載長征5號B運載火箭試驗船，進行了油橄欖首次搭載試驗，開創了我國油橄欖太空育種新紀元。

1.4.2優勢基因挖掘 甘肅省農業科學院林果花卉研究所在果樹種質資源表型鑒定的基礎上，利用WGS-seq、GBS-seq分子群體進化分析技術，進行了86個核桃、50個草莓、61個桃品種資源的遺傳多樣性和親緣演化關系研究，篩選出桃、核桃核心種質16個，為下一步育種親本選配奠定了良好基礎。同時，以篩選出的甘肅地方抗寒桃優良種質資源丁家壩李光桃為材料，建立轉錄組文庫，獲得890個差異表達基因，其中有124個DEGs為抗寒相關的轉錄因子，并對篩選出的15個差異表達基因進行qRT-PCR驗證，效果顯著，為下一步桃抗寒性研究提供了理論基礎。

1.4.3資源共享 為進一步規范種質資源的管理，實現資源的最大化共享、最高效的利用，全省依托各種質資源庫研發甘肅省中部地區主要農作物種質資源管理系統和集種子檢驗與種質保存于一體的草種質資源庫管理系統，建立農作物種質信息庫；同時，根據收集保存果樹種質的植物學性狀、生物學特性、果實品質、抗逆性等基礎數據，建立果樹種質資源數據庫1個，建成甘肅省河西地區葡萄種質資源數據共享平臺1個，全面提升了全省種質資源的管理和共享水平。

1.4.4科技創新與產業服務 近年來，各建設單位充分發揮自身在科技創新中的引領作用，以農作物種質資源研究和利用為主要內容開展了多項創新研究，取得了顯著成效。蘭州大學通過積極爭取國家種質資源圃、甘肅省草業創新聯盟、草地農業生態系統國家重點實驗室平臺建設等項目，建立了甘肅省寒區旱區草種質資源收集網絡，制訂、修訂《草種子收集技術規范》等甘肅省地方標準4項。隴南市經濟林研究院以八月椒做砧木嫁接隴南無刺花椒、“梅花椒”良種苗木繁育研究，有效解決了花椒經濟壽命短、產量低而不穩、抗病蟲和極端氣候條件導致花椒傷亡的問題。甘肅省農業科學院自主選育的梨、桃優良新品種分別獲甘肅省科技進步一、二等獎。隴南市經濟林研究院凝練“甘肅省隴南特色經濟林種質資源庫”多年研究成果，獲得2020年甘肅省科技進步一等獎，選育的油橄欖品種及研制的餐用橄欖罐頭獲得2019年甘肅省林業科技進步三等獎；編譯出版的《世界油橄欖品種圖譜》獲第二十七屆中國西部地區優秀科技圖書三等獎。此外，作為助力農業產業發展的重要方式，各建設單位還積極開展優良種質資源繁育、種質共享、產業服務等。通過扦插、嫁接、組培等方式累計繁育核桃、花椒、蘋果、桃、油橄欖等良種苗木16萬株，與省內外科研院所交流共享種質資源100余份，累計向省內科研、教學、生產單位以及農戶提供農作物種質資源2359份，果樹接穗、種苗等11160株（枝）。培育出的農作物新品種在省內外同類生態區累計示范推廣11.64萬hm²，新增純收益1.3億余元，為全省農業產業健康、持續、高效發展提供了良種支撐。

2存在的主要問題

2.1基礎設施不夠完備

現有種質資源庫中，糧食作物、中藥材、草種質的保存方式多以種子保存為主，輔以田間活體保存，而果樹種質資源基本以田間活體保存為主。部分種質資源圃除基本的水利設施、道路外，農田防護林網、安全監控等保護設施尚不健全，種質資源繁育鑒定場、試驗示范園區以及專業化、智能化和標準化種質資源鑒定評價實驗室和儀器設備等基礎條件建設還不完善，在一定程度上影響上種質資源庫作用的高效發揮。

2.2種質資源庫建設管理體系不夠完善

地方種質資源庫作為國家庫的有效補充，同時也是地方特色種質資源有效保護和開發利用的平臺。目前，全省地方種質資源庫的建設缺乏統一性、整體性規劃，存在相同種質資源在不同單位重復保存的現象。如已建成的甘肅省中部地區主要農作物種質資源庫和甘肅省主要糧食作物種質資源庫、已建成的甘肅省道地中藥材種質資源庫和正在建設的甘肅省中藥材種質資源庫，均存在種質資源重復保存的情況。其次，資源共享體系尚未形成?？蒲袉挝?、高校多以自發搜集種質資源為主，并將其作為開展新品種選育、種質創新及利用等的自有資源，缺乏有效的交流與共享機制，種質資源交流渠道不暢，難以高效共享利用。

2.3優異種質挖掘和創新力度不夠

種質資源是新品種選育的基礎材料，優異種質的發現和有效利用是新品種選育成功的關鍵。所掌握種質資源數量的多少、對其性狀表現及遺傳規律研究的深度，對育種成效的大小起決定性作用。目前，甘肅省對現有種質資源的鑒定評價多處于植物學、生物學、抗逆、品質以及育種特性等方面的表型研究，開展深度鑒定的資源占比不足1%，基因發掘規模小而且分散，有育種利用價值的分子標記和核心種質構建、種質資源鑒定評價和深度挖掘研究滯后。

2.4缺乏長期穩定的資金投入

種質資源的保護利用是一項長期性的持續工作，具有戰略性和公益性。無論是種質資源的收集保存，還是種質的開發利用，每個環節都需要大量的人才、物力和財力，需要持續穩定的經費支持。當前，全省無論是已建成還是正在建設中的種質資源庫，均缺乏長期、穩定的經費支持，嚴重影響了種質調查研究、深度評價、創新利用等工作的開展，制約了種質資源的可持續高效利用。

3加強農作物種質資源庫建設的對策與建議

3.1進一步加強和規范種質資源庫建設

種質資源庫建設是一項資金投入大、維護成本高的工程，不能貪大求全。地方種質資源庫建設應統籌做好全省種質資源庫的科學布局，在國家種質資源保護體系框架下，結合甘肅現有工作基礎和發展需要，按照“確有必要、條件具備、規模適度、避免重復”的原則，科學確定當地種質資源庫布局，實現與國家種質資源庫布局的有效銜接，相得益彰。要不斷完善已建成種質資源庫的基礎條件，加快種質資源繁育鑒定場、種質資源精準鑒定評價中心建設，建立高通量種質資源分子鑒定平臺和優異性狀評價實驗室，為種質資源科學管理和發掘利用提供技術平臺。

3.2加強種質資源鑒定評價和育種創新

種質資源是重要的戰略性資源，是科技原始創新與現代種業發展的物質基礎。加強種質資源精準鑒定評價工作，深度發掘優異種質和優異基因，構建DNA分子指紋圖譜庫，會提高種質資源利用效率，使種質資源創新利用達到國際先進水平。首先，應結合甘肅省特色農業發展現狀，在農業優勢產區和特色生態區建設一批種質資源精準鑒定基地，在種質資源表型性狀鑒定評價的基礎上進行分子精準鑒定評價。其次，建設專業化、智能化的種質資源基因型高通量鑒定評價及功能基因深度挖掘平臺，建立基因型-表型數據庫，針對全省寒旱生態環境和高原栽培特點，深度發掘耐寒、耐旱等優特異種質基因，加快優質、抗逆新種質的改良創制，為種業振興提供科技支撐。在育種創新方面，要組織成立良種聯合攻關小組，培育具有優質和高附加值、適宜輕簡化和宜機化生產、商業價值突出的農作物新品種。重點培育優質、節水、抗病小麥品種；高產、耐旱、耐除草劑、宜機收糧食兼用玉米品種；抗病、抗旱、高產、優質多功能型馬鈴薯品種；抗寒、抗旱、優質、熟期配套果樹優良新品種；珍貴、稀有、優良野生中草藥品種。同時，需建設現代生物技術育種創新研究中心，建立種質資源高效遺傳轉化體系，攻克新一代雜種優勢利用、多基因高效精準編輯、復合誘變、育種芯片和基因分型、全基因組選擇等育種關鍵核心技術，構建現代生物育種創新體系。

3.3建立種質資源保護利用工作長效機制

種質資源的保護利用工作是一項長期性、基礎性的公益性事業。首先，應加大種質資源保護利用方面的資金投入，省級科技部門與財政等部門應協同推進，探索建立穩定支持種質資源保護與利用工作的機制，市縣各級政府要出臺配套資金支持的政策措施，加快種質資源庫條件建設，全面提升種質資源庫建設水平。第二，構建種質資源開放共享機制，加強各種質資源庫之間的協作溝通，按照統一的規范標準開展種質資源收集、保存、評價等工作，建立種質資源管理與共享信息服務平臺，實現種質資源信息發布、共享利用、咨詢服務等于一體的“一站式”線上服務，加快實現全省農作物種質資源的高效利用，為打好種業翻身仗提供堅實有力的保障。第三，建立種質資源保護與利用人才隊伍體系和保障激勵機制，制訂相應崗位技術規范和考核激勵辦法，吸引更多優秀青年科技人員參與種質資源工作，不斷培養壯大種質資源收集、保存與創新利用的能力和水平。