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论国内外植物遗传资源保护技术和政策问题

2016-03-12毛巧巧李刘军赵佳佳

河北林业科技 2016年6期
关键词:种质遗传物种

毛巧巧,李刘军,赵佳佳

(1.曲沃县种子管理站,山西 曲沃 043400;2.种业科技有限公司,山西 绛山 043600)

论国内外植物遗传资源保护技术和政策问题

毛巧巧1,李刘军2,赵佳佳1

(1.曲沃县种子管理站,山西 曲沃 043400;2.种业科技有限公司,山西 绛山 043600)

植物遗传资源是生物多样性的物质体现,是人类赖以生存的物质基础,也是现代发展生物技术及其产业的基础,并且对环境和生态的可持续发展也有非常重要的意义。每个物种都含有其特定的遗传资源,一旦消失将造成巨大损失,因此合理有效的保护植物遗传资源迫在眉睫。原地保存、异地保存及设施保存是植物遗传资源的主要保护方法,我们不但要不断发展新的资源保存方法,还要不断完善植物遗传资源保护的法律法规,从技术和政策上对植物遗传资源进行双重保护。

植物遗传资源;保护;技术

植物中具有实际或潜在价值的遗传材料称之为植物遗传资源。植物遗传资源是生物多样性的物质体现,是发展生物技术及其产业的基础,也是人类赖以生存的物质基础。现阶段生物技术的迅猛发展,利用植物遗传资源有目的地改良植物的性状与品质,能有效的解决在经济社会发展中存在的人口与健康、资源、环境等方面的问题。亿万年来地球上生态环境变迁,形成了生物资源的多样性。某一物种一旦从地球上灭绝,是无法再创造的,将造成巨大的生态价值和经济价值损失[1]。生物遗传资源的保护和利用与我国经济和社会持续发展密切相关,古老的起源、复杂的空间性以及独特性和丰富性使得我国的植物具有独特的遗传多样性,为我国农业育种提供了丰富资源[2]。但目前我国生物物种消亡和流失严重,据估计自然物种正以每天一个种的速度走向濒危甚至灭绝,严重威胁经济和生态发展[3-4]。全球环境的恶劣改变对粮食安全也构成了威胁,如何保护好并充分利用好植物遗传资源迫在眉睫。因此,植物遗传资源的科学保护和持续利用具有重要的战略意义。

1 植物遗传资源保存现状

20世纪以来,随着新品种的大量推广、环境变化以及经济建设等方面的原因,植物遗传资源多样性被不断的破坏甚至导致其丧失。美国的玉米、苹果、西红柿等植物品种在过去100a间丧失与更新程度分别达到91%、86%、81%;在1985~1993年间,韩国部分农场植物品种的丧失或替代率达74%;此外,在许多国家也存在着,外来作物和新品种逐渐替代地方特有作物和品种现象,造成农作物种质遗传资源多样性的降低和一致性的增强,容易导致病虫等自然灾害的暴发而造成农业损失[5]。近年来,一些发达国家为了抢占生物资源制高点,利用科技优势,采取各种手段,不断搜集、掠夺发展中国家的生物遗传资源,并将研发成果向发展中国家出售,占有发展中国家的市场并垄断经济。为此,各国要从战略高度重视作物遗传资源多样性的收集和保存,不断加强各国之间资源交流,尤其是农作物种质资源的交流,以推动农业的发展[5]。

2 植物遗传资源的保存方法与技术

2.1 植物遗传资源的收集

收集、保存、鉴定、评价和利用植物遗传资源是保护植物遗传资源,维持生物多样性的重要保障和举措。世界许多国家已充分认识到植物遗传资源的重要性,IPGRI、IRRI等国际机构和美国、日本等发达国家从20世纪七、八十年代开始,从国内外广泛收集植物种质资源,建立了植物种质库[6]。通过对地方品种全面收集、重点作物的野生种质资源考察、重点地区植物资源的收集以及国外植物资源的引进等途径做好遗传资源的收集和保存工作,进一步丰富生物多样性。在我国,现存国家作物品种资源长期库和资源圃85%的种质材料是国内收集品种,同时也引进了相当数量的国外植物遗传资源。以水稻遗传资源的收集为例,截止到2003年,我国共编目稻种资源77541份,从国内收集保存的种质资源占稻种资源编目总数的87.35%[5]。

2.2 植物遗传资源的保存

植物遗传资源的保存工作迫在眉睫,针对不同物种采取不同的保护措施,一般有原地、异地和设施保存3种途径。首先是植物遗传资源的原地保存。针对无性繁殖的物种或采用试管苗进行离体保存或超低温保存的物种,不易移栽的森林物种以及作物近缘野生种均采用原地保存方式。有研究表明:原地保存比异地保存,植物的各项遗传参数更易被保留下来,一些等位基因不会显著丢失[7]。建立自然保护区是保护动植物资源和生物多样的有效手段。但以植物为主要保护对象的保护区较少,并且其保护的植物中与粮食和农业相关的较少;对于分布于生态环境受到严重破坏的农、牧区的作物野生近缘植物,因群落分布面积较小,以保护区方式难以进行管理,一般通过建设作物野生近缘植物原生境保护点,确立围栏、围墙、天然屏障、植物篱笆等方式;另外,通过建立持续激励机制、完善的法律法规以及提高地方政府和农民的保护意识与知识等措施,采用与农业生产相结合的方式保护作物野生近缘植物,结合病虫害综合防治保护农作物地方品种,有效解决农业生物多样性的保护和利用存在的技术问题。其次是植物遗传资源的异地保存。针对遗传组成发生严重变化的天然群体,或存在潜在破坏威胁的物种,在植物物种的非本地群体中收集种子或繁殖材料,一般采取异地保存方式,目的在于保持样品不发生遗传结构的变化,最大限度地减少突变、选择或遗传混杂的可能性[8]。果树、茶树、水生蔬菜等多年生植物和用无性繁殖方式来保存的种质,适用于种质资源圃保存。种质资源圃的选址必须要选在适合该物种生长的地区,重点是建档保存,为试验和生产提供繁殖材料。另外,迁地保护作为挽救植物物种的重要举措,应用于越来越多的植物园中,这对稀有濒危植物迁地保护和研究具有重要意义。最后是植物遗传资源的设施保存。设施保存是指利用冷藏库、超低温库、组织培养室等种质资源库设施,达到长期保存种子、器官、组织、细胞等种质材料的目的[9],它具有种质不易丢失、便于利用等特点[10],被认为是当前最有效、最安全的一种保存方式。在一定温度范围内降低种子含水量,或在种子一定的含水量范围内降低种子的贮存温度,均可延长种子寿命,保持种子活力。通过改善种子贮藏环境,有效延长种子贮藏寿命。Roberts[11]通过对种子贮藏特性的研究,发现了种子的低温干燥保存方法;在-196℃超低温的液氮环境中保存种质资源,可实现长期贮存,在需要时将超低温保存种质的材料变温到常温条件下可恢复其生命力,这种超低温保存法被认为是目前实现生物种质永久保存的唯一途径[12];而组织培养技术可维持种质材料缓慢而不断的生长,通过降低温度和光照强度,以及降低培养基中的营养元素等技术均延长种质材料的保存时间,达到保存种质的目的。

2.3 植物遗传资源的鉴定

对收集和保存的种质材料进行系统的整理、研究,并进行鉴定和编目,如对入库资源的农艺和品质性状、抗逆性、抗病虫等进行鉴定,综合评价优质种质分析其遗传性,建立核心种质;对种质整理、编目的同时,应开展分类研究,掌握作物的起源和演化、保存技术、入库种子前处理和发芽技术、无性繁殖作物茎尖和顽拗型种子的保存技术,最终建立各类遗传资源的数据库,形成全球种质资源信息网,实现国内外相关机构间的信息交流和联机检索。

3 植物遗传资源保护的相关政策

国际组织机构和各国政府针对植物遗传资源多样性降低的严峻形势,出台相关政策措施以保护生物多样性。1994年在巴西召开的联合国环境与发展大会通过了《生物多样性公约》,该公约的宗旨是保护生物多样性、持续利用生物多样性以及公平共享利用遗传资源所取得的惠益。1996年在德国举行的“世界行动计划”,规定了各国保护原产植物品种价值和植物遗传资源的义务,旨在实现植物资源的可持续利用。育种家育成的新品种也是植物遗传资源很重要的一部分,与农业增产、增效和品质改善密切相关[13]。1999年制定的《关于遗传资源取得和利益分享的植物园共同政策准则》对遗传资源的主权国家利益以及遗传资源效益的分享机制进行规定,鼓励对植物遗传资源的保护和可持续利用[14]。然而,在植物遗传资源的国家所有权、获取方式与条件、“所有者”与“使用者”之间的公平分享、国际资金支持等方面在政策和制度方面尚存在问题。因此,全球植物遗传资源保护与利用将以完善已有、建立具有经济激励机制和法律约束力的国际多边协议为出发点。

4 讨论

生物技术的迅猛发展需求更加丰富的遗传资源,以及野生植物和原产地栽培作物的不断减少,都预示着形成植物遗传资源市场化保护与利用机制的迫切。《生物多样性公约》突出了植物遗传资源的国家所有权,坚持资源保护效益的公正、合理分配,建立更加完善的国际多边体系与制度,以提高各国保护植物遗传资源的积极性,实现植物遗传资源的保护和可持续利用。发展中国家具有丰富的植物资源,在做好本国资源保护和利用的基础上,应加强资源出口管制,并完善资源管理的法制法规,进一步关注国际生物技术信息情况,充分利用市场化保护与利用机制,积极开展以“参与”或“补偿”方式为基础的国际合作,增加本国植物遗传资源保护的资金支持,最终提高本国的遗传资源保护能力和生物技术研究与开发能力。

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[2]The society of genetic renetic resources,China association of agricultural science societies[C].The Crop Genetic Resources in China,China Agriculture Press,1994.(in Chinese).

[3]Jansky S H,Dempewolf H,Camadro E L,et al.A Case for Crop Wild Relative Preservation and Use in Potato[J].Crop Science,2013,53(3):746-754.

[4]Pignone D,Hammer K.Conservation,Evaluation,and Utilizationofbiodiversity.In:KoleC(ed.),genomicsand breeding for climate-Resilient crops[J].Springer Berlin-Heidelberg,2013:9-26.

[5]Dulloo M E,Thormann I,Fiorino E,et al.Trends in research using plant genetic resources from germplasm collections:from 1996 to 2006[J].Crop Science,2013,53:1217-1227.

[6]HAN Long-zhi,CAO Gui-lan.Status of collection,conservation and propagation of rice germplasm in China[J]. Journal of plant genetic resource,2005,6(3):359-364.

[7]Valeria Negri,Barbara Tiranti.Effectiveness of in situ and ex situ conservation of crop diversity.What a Phaseolus vulgaris L.landrace case study can tell us[J].Genetica,2010,138:985-98.

[8]陈成斌.试论野生稻资源遗传多样性原生境保存[J].植物遗传资源科学2002,3(3):53-57.

[9]张宇和,盛成桂.植物的种质保存[M].上海:上海科学技术出版社,1983:63-141.

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[12]殷晓辉,舒理慧.植物种质资源的超低温保存研究进展[J].热带亚热带植物学报,1996,4(3):75-82.

[13]Carolina Roa -Rodr guez,Thom van Dooren.Shifting common spaces of plant genetic resources in the international regulation of property[J].The Journal of World Intellectual Property,2008,11:176-202.

[14]靳晓白.遗传资源取得和利益分享的植物园政策探索项目与共同政策准则[J].生物多样性,1999,7(3):255-256.

Plant Genetic Resources Protection Technical and Ppolicy Issues at Home and Abroad

MAO Qiao-qiao1,LI Liu-jun2,ZHAO Jia-jia1
(1.Quwo seed management station of Shanxi province,Linfen,Shanxi 043400;2.Shanxi Jiangshan Seed Technology Company,Yuncheng,Shanxi 043699)

Plant genetic resources are the material manifestation of biodiversity,are the foundation of the development of biotechnology and industry,and also are the material foundations to the survival of humans,and for the environment and ecological sustainable development also have very important significance.Each species contains itself specific genetic resources,once have disappeared will cause immeasurable loss,so the reasonable protection of plant genetic resources is no time to delay.The main methods of plant genetic resources protection are in situ conservation,ex situ conservation and facility conservation,not only do we have to constantly develop new resources preservation methods,but also the continuous improvement of plant genetic resources protection laws and regulations,offer double protection for plant genetic resources by the technical and policy.

Plant genetic resource;Protect;Technology

F205

A

1002-3356(2016)06-0059-03

2016-11-08

毛巧巧(1974-),女,农艺师,主要从事农作物新品种试验和推广。

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