浙江省家蚕种质资源收集、整理与保护研究
2013-03-14周金钱王永强沈建华彭建学陈玉银张学明张小斌孟智启
周金钱,王永强,沈建华,彭建学,陈玉银,张学明,张小斌,孟智启
(1.浙江省农业厅,浙江 杭州 310020;2.浙江省农业科学院,浙江 杭州 310021;
3.湖州市农业科学研究院,浙江 湖州 313000;4.桐乡市蚕业有限公司,浙江 桐乡 314500;
5.浙江大学动物科学学院,浙江 杭州 310058;6.浙江省原蚕种场,浙江 杭州 310023)
浙江省家蚕种质资源收集、整理与保护研究
周金钱1,王永强2,沈建华3,彭建学4,陈玉银5,张学明6,张小斌2,孟智启2
(1.浙江省农业厅,浙江 杭州 310020;2.浙江省农业科学院,浙江 杭州 310021;
3.湖州市农业科学研究院,浙江 湖州 313000;4.桐乡市蚕业有限公司,浙江 桐乡 314500;
5.浙江大学动物科学学院,浙江 杭州 310058;6.浙江省原蚕种场,浙江 杭州 310023)
种质资源是蚕业科技创新的重要基础,也是促进产业进步的重要力量。浙江蚕桑生产历史悠久,蚕种质资源丰富。长期以来,种质资源的开发与创新为浙江蚕业的发展作出了巨大的贡献。但由于缺少有力的经费支撑,资源保存分散,甚至丢弃。为了加强具有公益性和基础性的种质资源保护与利用,浙江省开展了资源收集、保护、利用工作,并创建了“一库五点”的蚕种质保护新模式。
蚕种质资源;收集;保护;研究
家蚕种质资源是蚕业技术创新发展的重要物质基础,它蕴藏着各种性状的遗传基因,可以提供遗传育种和品种改良的各种素材。浙江在长期的生产实践、科学研究中,通过种质资源的利用与开发,创造了一批批适宜于浙江气候特点、生产环境、饲养水平的优良蚕品种,并大面积应用于生产,极大地促进了浙江蚕业技术的进步和浙江蚕桑的发展。如,20世纪50年代的瀛翰×华8和瀛文×华10,60年代的苏16×苏17和306×华10,70年代的华合×东肥和东34×苏12,80年代的杭7×杭8和浙农1号×苏12,90年代以来的菁松×皓月和秋丰×白玉;1996年浙江省农科院引进俄罗斯性连锁平衡致死雄蚕系,经过10多年的消化、吸收、创新,目前已育成3对雄蚕新品种,年繁育推广量达10万余盒。浙江蚕桑生产历史悠久,蚕种质资源丰富,是我国重要的家蚕品种资源基地。但是,随着育种研究工作的深入和蚕业的发展,家蚕种质资源保存和利用暴露了二大矛盾:一是种质资源数量日益增多,资源保存的压力凸现。家蚕不同于其它农作物和动物,每年至少进行1次继代饲养,且为了种性保持需具备一定规模。因此,生产上逐渐被淘汰的品种、地方品种等,在精力和经费不足的状况下,达不到要求的饲养规模而使性状不能保证,有的甚至忍痛割爱。20世纪80年代初浙江省农科院就保存有蚕品种430余个[1],目前已减少了近30%。二是种质资源创新力度不够,育成的品种特色不明显。在种质资源的保护面临一定的困境下,资源创新的难度就更大;资源保护分散,各单位之间缺乏交流平台,使选育的新品种优势不明显特色不鲜明,难以得到大面积推广,21世纪以来,浙江育成新品种10多个,目前推广应用较好的只有“秋华×平30”、“明丰×春玉”、“春华×秋实”等3对。
构建家蚕种质资源库,开展蚕种质资源的保护与利用,对广泛收集、整理、保存品种资源,系统地加以研究鉴定,了解各个资源的特征特性,加速生产急需新品种的创新,具有极其重要的意义。针对浙江省家蚕种质资源保存的现状以及蚕业生产发展的需求,建立省级家蚕种质资源库,使具有浙江特色的种质资源得到有效保护,最大效率地利用和发挥其潜能,是保持我省家蚕种质资源多态性和稳定性的需要,是促进我省育种研究发展、培育性状更为优良蚕品种的需要,是加快家蚕种质资源创新、开发特殊用途蚕品种的需要,也是开展国内外家蚕种质资源信息交流和技术合作的需要。
针对浙江省家蚕种质资源保存现状、存在问题及保护紧迫性,2007年浙江省制订了《浙江省蚕种质资源保护和开发利用规划(2007~2010)》,提出了以建设浙江省蚕种质资源库为重点的资源收集、保护、利用规划,并以种子种苗工程项目予以立项扶持;2010年又制订了《浙江省蚕桑种质资源保护和开发利用规划(2010~2015)》。几年来,在浙江省农业厅、财政厅和国家蚕桑产业技术体系的大力支持下,基本摸清了浙江省蚕种质资源,并进行了收集、整理和性状调查,初步构建了“一库五点”的资源保存模式,建立了浙江省家蚕新品种信息系统,为今后开发利用创造了条件。
1 家蚕种质资源的分类
1.1 为统一资源所属各单位的归类,便于资源的收集与整理,按以下6种类型归类
——地方品种:指经过长期人工选择和自然选择而繁衍、留传下来的家蚕种质资源(或品种);
——选育品种:又称育成种,指运用杂交育种、系统育种、诱变育种等选育方法育成的生产用品种(或品系);
——引进品种:指从国外引进的家蚕种质资源(或品种);
——遗传材料:指携带有特殊性状的遗传资源(或品种、品系);
——农家土种:长期由农家自繁自养的家蚕品种;
——其他:上述类型以外的蚕种质资源。
1.2 为描述蚕品种的生产特性,根据《桑蚕新品种试验技术规程》[2],将蚕品种分为以下2类
——多丝量品种:指茧丝长在1200 m以上的蚕品种;
——中丝量品种:指茧丝长在900 m~1200 m的蚕品种。
1.3 为描述蚕品种的适用蚕期,根据传统的分类方法,将蚕品种分为以下4类
——春用品种:比较适宜于气候和桑叶质量较好的季节和地区(如:春蚕期、晚秋蚕期,部分山区)饲养的蚕品种;
——秋用品种:比较适宜于饲养条件相对较差(如:高温、闷热的夏蚕期,高温、叶质较差、污染较易发生的早秋与中秋蚕期)的季节和地区饲养的蚕品种。
——春秋兼用品种:即在对饲养环境要求和茧丝量介于上述2个品种类型之间的蚕品种。
——特用品种:具有特殊性状和用途的蚕品种。
2 家蚕种质资源的收集
历史以来,浙江省蚕种质资源缺乏统一管理的机制,各育种单位根据各自需要,分别负责资源收集、取舍与保存,因而,全省资源状况不清、保存分散、重复较多、利用率低。2006年,根据农业部《蚕种管理办法》和《浙江省蚕种管理条例》,加强蚕遗传资源保护要求,参照《家蚕种质资源收集技术规程》,对存有资源的浙江省农科院、浙江大学、浙江省原蚕种场、湖州市农科院、桐乡市蚕业有限公司等单位,开展了全省种质资源的普查。通过资源普查,摸清了全省家蚕种质资源现状,目前全省共有蚕种质资源809份,其中育成品种63份,育种素材495份,特殊用途品种251份(包括性连锁平衡致死系、雌蚕无性克隆系、限性卵色系等性别控制种质资源100份,转基因材料、有色茧品种等),资源分布情况,见表1。
表1 浙江省家蚕种质资源分布情况Table 1 The distribution of silkworm germplasm resources in Zhejiang Province
资源总量占全国总量的23.17%,位居全国领先水平。
3 家蚕种质资源的整理与保存
3.1 资源整理
参照《家蚕种质资源整理技术规程》,对所收集的种质资源进行整理。首先,根据淘汰重复、留存浙江特色的原则,对收集的资源进行数量筛选,以减少保存负担;其次,对保存资源的信息、性状等进行整理。
3.1.1 资源基本信息、生物学及品质性状的调查方法
2009年春期,由省主管部门制订详细的饲养与调查计划,开展对蚕种质资源的24项基本信息、23项生物学性状及23项目品质性状的饲养调查。各保存单位按计划,在收蚁前仔细核对品种名,每个品种收蚁量0.4g,4龄起蚕2次给桑后数蚕,每品种1区,每区饲养500头。收蚁方法、饲育温湿度、饲育形式与给桑回数、除沙次数、上蔟用具与密度、蔟中保护、采茧时间等参照《桑蚕新品种试验技术规程》[2]执行。并按蚕种质资源数据采集方法及说明填写:蚕种质资源登记表、育成蚕品种登记表、推广蚕种品种登记表、蚕种质资源信息数据采集表,每个品种一份。
3.1.2 资源基本信息
主要包括种质资源名称、种异名、科名、属名、种名、保存单位、原产地、来源地、引进年份、选育单位、育种亲本、育成年份、地理系统、种质资源类型、
品种类型、功能特性、化性、眠性,蚕卵图像、5龄幼虫图像、蚕茧图像、蚕蛹图像、蚕蛾图像,观测地点,联系方式。如家蚕资源不同时期的资源图像采集,规定了图像采集标准,照相底板为蓝色,大小为21 cm×29 cm,卵在催青期拍摄,蚕在5龄第4~5天拍摄,茧蚕在上蔟后7~8天拍摄,蛹在上蔟后9~10天拍摄,成虫在雌雄蛾交配时拍摄,共采集各类种质资源卵、幼虫、茧、蛹、成虫不同时期的图像4000余张,资源图像见图1。
3.1.3 生物学性状
在不同发育阶段调查,主要包括形态性状(卵色、卵形、卵壳色、蚁蚕体色、壮蚕体色、壮蚕体形、壮蚕斑纹、茧色、茧形、缩皱、蛹体色、蛹体态、蛾体色、蛾眼色、蛾触角色、蛾鳞毛、蛾翅、蛾体态),行为性状(稚蚕趋性、食桑习性、就眠整齐度、老熟整齐度、羽化习性)等。
3.1.4 品质性状
2009年春蚕期间,对每份资源的催青经过、5龄经过、全龄经过、蛹期经过和幼虫生命力、死笼率、双宫茧率、全茧量、茧层量、茧层率等性状进行了全面调查。茧质调查完毕后,以育成品种、具浙江特色及在育种研究上具有重要利用价值的品种资源为主,确定了500份重点资源,由各点送浙江省农科院蚕桑所丝质检验中心进行丝质鉴定。调查性状主要包括茧丝长、解舒丝长、解舒率、茧丝纤度和洁净等。
图1 家蚕种质资源不同发育时期图像Figure 1 The photos of silkworm germplasm resources in different development stage
3.1.5 品种性状
对1980年以来育成的21对蚕新品种的资料进行整理编写,主要信息除杂交组合名称、育成单位、审定年份、品种类别、审(鉴)定机构及审定编号、品种选育经过(含系谱图)等基本要素外,还统一了原种基本性状、杂交种基本性状的描述等。
以明·丰×春·玉性状描述[3]为例:
A)原种性状
明·丰中国系统二化性四眠杂交原种。越年卵灰绿色,卵壳淡黄色。蚁蚕黑褐色,克蚁头数2350头左右。孵化齐一,蚁蚕文静,各龄眠起齐一,食桑旺盛。壮蚕体色青白,蚕体粗壮,素斑。熟蚕老熟齐涌,营茧快,茧形椭圆且大,茧色白,缩皱中细。发蛾集中,交配、制种性能良好,一蛾产卵数500粒左右,克卵粒数1750粒左右。
春·玉日本系统二化性四眠杂交原种。越年卵灰紫色,卵壳白色。蚁蚕褐色,克蚁头数2300头左右。孵化齐一,蚁蚕行动活泼有逸散性。各龄眠起齐一,食桑旺盛,体质特别强健,饲养容易。壮蚕蚕体粗壮,限性斑纹,雌蚕普斑,雄蚕素斑。熟蚕老熟齐涌,营茧快,茧形浅束腰,茧色白,缩皱中等。交配性能好,一蛾产卵数520粒左右,克卵粒数1800粒左右。
本品种与明·丰对交,应提早1~2 d出库催青。
B)杂交种性状
明·丰×春·玉是二化性四元春秋兼用中丝量杂交种。正交越年卵灰绿色,卵壳淡黄色。蚁蚕黑褐色,克蚁头数2300头左右。孵化齐一,蚁蚕行动文静,稚蚕期趋光、趋密性强;反交越年卵色灰紫色,卵壳白色,蚁蚕褐色,克蚁头数2250头左右。孵化较齐,蚁蚕行动活泼有逸散性。正交全部素斑,反交为限性斑纹,雌蚕普斑,雄蚕素斑。正反交各龄眠起齐一,体质强健好养,食桑旺盛。熟蚕老熟齐涌,营茧快,茧形长椭圆且大,茧色白,缩皱中等,茧层厚,产茧量高,茧丝长长,解舒优良。
C)饲养注意要点
(1)稚蚕期趋光、趋密性强,应注意及时匀座、扩座;
(2)各龄盛食期食桑旺盛,注意稀放、充分良桑饱食;
(3)蚕体较大,壮蚕期或蔟中遇高温多湿时,应注意通风、降温,防止不结茧蚕的发生。
3.2 构建家蚕种质资源库
3.2.1 创建“一库五点”资源保存新模式
蚕种质资源保存具有基础性、公益性、社会性的特点。蚕种质资源的传承必须每年繁育,花费多,无收益的特性,如果要全省所需资源集中保存,一是需要确定一个专门单位,二是需要投入大量专项资金。从可行、必需的现实状况出发,建立1个省级种质资源库,创建全省资源共享平台,以资源所有权为基础分点保存是科学、实用、有效的方式。由此,构建了以浙江省农科院为基础创建“浙江省蚕种质资源库”,在浙江省农科院、浙江大学、湖州市农科院、省原蚕种场、桐乡市蚕业有限公司等5个点分别保存资源的新模式。
3.2.2 创建资源共享平台
在家蚕种质资源收集、整理及性状调查的基础上,2010年对部分家蚕种质资源的信息进行了进一步完善。同时,联合浙江省农科院数字农业研究所的信息和计算机专家,对家蚕种质资源信息平台和数据库建设进行了研究,确定了构建方案。经过育种者与信息技术人员的共同努力,目前已建立了“浙江省家蚕种质资源信息平台和数据库查询系统”(图2,网址:http://60.191.1.20/silkworm/)。
图2 浙江省家蚕种质资源信息网Figure 2 The informatics web of silkworm germplasm resources in Zhejiang Province
该系统重点突出性连锁平衡致死系等浙江特色的种质资源信息查询,数据库中每份种质资源含基本信息、形态性状、行为性状和品质性状等近70个字段,800多条记录;保证高质量、实用性,建立了在线的家蚕种质资源信息目录,提供信息筛选查询和交互鉴定检索;可进行基于用户授权和数据库字段实行种质资源信息的保护性浏览,建立在线用户交流区,方便行业内外用户留言交流,便于育种单位交流与合作。信息平台和数据库查询系统将在以后的研究中进一步补充完善。该系统的建立将对浙江省家蚕种质资源保存单位的整合、资源高效利用及与省内外同行间的交流提供了信息平台。
4 讨论
优良家蚕新品种选育和推广是提高蚕茧产质量的有效途径,上世纪80年代至今,浙江省已有21对家蚕新品种通过省级以上审定,对于提高我省蚕茧产质量,打造优质蚕茧生产基地发挥了重要作用。在家蚕新品种选育与推广方面,已获得浙江省科学技术一等奖2项,“性连锁平衡致死系列雄蚕品种的育成及其应用”(2005年)、“雄蚕新品种选育及种、茧、丝一体化开发”(2010年);获得省科学技术二等奖1项,“优质高效家蚕系列新品种的育成与应用”。
家蚕种质资源是优良蚕品种创新的基础,也是一种不可再生的资源,蚕种质资源收集、整理、保护是一项集技术性、公益性、持续性的工作,要充分认识其重要性和必要性。随着育种工作的深入,我省蚕品种资源日益增加,资源库不断扩大,成为全国重要的种质资源基地,特别是具有特色的以性连锁平衡致死系为主体的性别控制种质资源居国内外领先水平。目前已摸清了浙江省现有家蚕种质资源的家底,建立了具有浙江特色的“一库五点”蚕种质资源保存模式,统一完成了家蚕种质资源信息数据和图像采集工作,并对每份种质资源的性状进行了调查,建立了浙江省家蚕种质资源信息总表、浙江省家蚕种质资源信息平台和数据库查询系统,对于稳定保护我省家蚕种质资源具有重要作用。同时,要在此阶段性成果基础上,进一步更新完善资源及资源库信息,发挥其在育种研究及国内国际交流中的重要作用。增加种业创新投入是今后一个时期我国政府的重大战略决策,蚕种质资源保护、利用与创新工作,要抓住机遇,充分发挥科技第一生产作用,为蚕桑产业的持续、稳定、健康发展作出新贡献。
[1]夏建国.浙江蚕品种志[M].杭州:杭州大学出版社,1993:5.
[2]浙江省蚕种管理站,浙江省农业科学院蚕桑研究所,湖州市农业科学院,等.DB33/T692-2008桑蚕新品种试验技术规程[S].杭州:浙江省质量技术监督局,2008:1.
[3]冯家新.浙江省2001~2010年审定通过的家蚕新品种性状[J].蚕桑通报,2010,41(4):32~37.
浙江省春蚕生产简况
2013年浙江全省春蚕生产总体上呈现“二减一增”的特点,即饲养量减、产茧量减、茧款收入增。春蚕生产期间气候总体较适宜,桑叶长势较好,家蚕发病和农药中毒损失较少,蚕茧质量达到历史较好年份之一。据省有关业务部门初步统计,全省饲养春蚕种54.7万张,同比减少5.8万张,减9.6%;蚕茧产量2.7万t,同比减少0.4万t,减11.5%。受国际市场丝绸产品需求回升、国内蚕丝家纺(蚕丝被等)市场需求趋旺、蚕茧原料供应偏紧等因素影响,蚕茧收购价格延续去年夏茧以来价格回升势头,春茧全省平均收购价为2140元/50kg,同比提高458元/50kg,提幅为27.2%;其中,淳安县、缙云县、永康市等地收购均价达2450元/50kg以上,磐安县高达2600元/50kg。初步匡算,全省蚕农春期仅茧款就可收入11.7亿元,同比增加1.4亿元,增13.6%。
今年春蚕省级储备蚕种发挥了较大的作用。由于部分蚕种经营单位春用蚕种不足,加上茧丝市场行情持续高位,部分农民要求增订蚕种,为保证农民订购蚕种的供应,省农业厅安排动用了春用省级储备蚕种13200张,占春用储备种的66%,解决了6个市县1万余户农民的春蚕种,按全省春茧均价计,助农增收2825万元。
(浙江省蚕桑学会)
Study on Collection,Arrangement and Protection of Silkworm Germplasm Resources in Zhejiang Province
ZHOU Jin-qian1,WANG Yong-qiang2,SHEN Jian-hua3,PENG Jian-xue4,CHEN Yu-yin5,ZHANG Xue-ming6,ZHANG Xiao-bin2,MENG Zhi-qi2*
(1.Agricultural Department,Zhejiang Province,Hangzhou 310020,China;2.Zhejiang Academy of Agricultural Sciences,Hangzhou 310021,China;3.Huzhou Academy of Agricultural Sciences,Huzhou 313000 Zhejiang,China;4.Tongxiang Sericulture Limited Company,Tongxiang 314500 Zhejiang,China;5.College of Animal sciences Zhejiang University,Hangzhou 310058,China;6.Parent Eggs Producing Farm of Zhejiang Province,Hangzhou 310023,China)
Silkworm germplasm resource is not only the important basis of sericultural technology innovation,also is the important strength of promoting sericultural progress.Zhejiang has a long history of sericultural production and abundant silkworm genetic resources.For a long term,the exploitation and innovation of resources has made great contribution to the development of Zhejiang sericulture.But being lacking of enough funds,the silkworm resources were dispersed and even discarded.To strengthen the public and basic work,the collection,protection and utilization of silkworm germplasm resources have been carried out and a new protecting model called"one resource base,five pilot areas"has been estabtished.
silk germplasm resource;collcetion;protection;study
S882.1
C
0258-4069[2013]02-001-05
项目来源:浙江省种子种苗工程项目(浙农发〔2008〕100号),现代农业产业技术体系建设专项资金(No.CARS-22)
周金钱(1957-),男,研究员。主要从事蚕业管理和技术推广。E-mail:zjscs@163.com
孟智启(1953-),男,研究员。主要从事蚕种科技研究。E-mail:mengzq2011@sina.com