山西省干旱区抗逆农作物种质资源调查

穆志新，李萌，秦慧彬，郝晓鹏，乔治军

（山西省农业科学院农作物品种资源研究所，农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室，杂粮种质资源发掘与遗传改良山西省重点实验室，山西太原030031）

山西省干旱区抗逆农作物种质资源调查

穆志新，李萌，秦慧彬，郝晓鹏，乔治军

（山西省农业科学院农作物品种资源研究所，农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室，杂粮种质资源发掘与遗传改良山西省重点实验室，山西太原030031）

2011—2013年山西省农业科学院农作物品种资源研究所调查、收集了山西省干旱地区8个县26个乡67个村的抗逆农作物种质资源共686份，隶属于12科24属30种。对所收集到的资源的种类、特性、分布以及调查地区的抗逆农作物种质资源现状进行了分析，并对山西省干旱区抗逆农作物种质资源的收集、保护和利用提出了建议。

干旱地区；抗逆农作物；种质资源；调查；山西省

农业生产受气象条件影响很大，旱灾会造成粮食减产50%以上[1]。山西省地处西北干旱半干旱地区，水资源严重短缺，干旱、贫瘠和土壤盐渍化是制约山西省农业发展的最主要因素[2]，严重影响了其经济发展。因此，抗旱、耐贫瘠等抗逆农作物种质资源的收集、利用对保障粮食安全，提高农民收入以及促进社会发展具有十分重要的意义[3-5]。

山西地形、地貌类型多样，气候南北差异和垂直差异较大，孕育了丰富的农作物种质资源。至今，山西尚未对省内干旱地区抗逆农作物种质资源的类型、分布等进行系统的调查。鉴于此，在科技部基础性工作专项“西北干旱区抗逆农作物种质资源调查”项目资助下，2011—2013年山西省农业科学院农作物品种资源研究所对山西省内干旱地区的8个县进行抗逆农作物种质资源调查，以期为今后干旱区抗逆农作物种质资源的研究提供依据。

1 调查方法和内容

1.1 调查方法

针对山西省干旱、土壤贫瘠和土地盐碱化严重的县市，并结合抗逆农作物种质资源及其野生近缘种的种类、地理分布及特点和历史搜集情况，确定调查县，再联系当地农业部门和熟悉当地环境的向导，共同确定出需要调查的乡镇村，采用农户家中收集农家种和在田间地头搜集农家种、野生种、半野生种以及野生近缘种结合的方法进行调查。

1.2 调查内容

填写系统调查表，记录资源的调查地点、种质名称、种质类型、生长习性、主要特性、种质用途等30项调查内容[6-7]。

2 调查结果与分析

此次系统调查收集到山西省干旱区抗逆农作物种质资源共686份，隶属于12科24属30种。其中，粮食作物的数量最多，总计615份，占总量的89.65%，隶属于3科13属18种（表1）。

2.1 粮食作物种质资源

此次调查收集到的粮食作物种质资源分属于禾本科、豆科、蓼科。其中以豆科作物种类和数量最多，共308份，隶属于6属10种，占50.08%；禾本科作物258份，隶属于6属6种，占41.95%。

2.1.1 禾谷类作物种质资源此次调查收集到的禾谷类作物种质资源黍稷101份，谷子52份，高粱51份，玉米25份，燕麦23份以及小麦6份。在调查的8个县中，五台县收集到的禾谷类作物种质最多，达48份，占18.60%，石楼县次之，41份，灵丘县37份，武乡县33份，隰县31份，五寨县24份，兴县23份，繁峙县21份。

玉米是山西省种植面积最大，单产最高的农作物[8]。通过本次系统调查，在5个县共获得了25份玉米资源，其中抗旱性强的有7份；穗形有柱形、锥形；粒型有马齿型、硬粒型和中间型；粒色有黄色、白色、橙黄色，形态各异。隰县收集到的玉米地方品种最多，为7份，占28%；其次是五台县为6份，占24%。

禾谷类小杂粮抗旱耐贫瘠，只有在山西省这种水资源匮乏、灌溉条件欠缺的干旱地区，才能发挥出其本身的资源和生产优势[9]。山西省小杂粮群体众多，本次调查收集到的禾谷类杂粮种质有黍稷、谷子、高粱以及燕麦，共227份，以黍稷、高粱和谷子为主，主要分布在五台县、石楼县、灵丘县和武乡县。其中，黍稷资源数量最多，共101份，占44.49%，在调查的8个县都有种植，主要集中在5个县，分别为石楼县18份，隰县15份，灵丘县14份，五台县14份，五寨县11份。收集到的黍稷资源极为丰富，植株有单生和丛生，穗形有散穗、侧穗和密穗，粒色有黄、白、红、灰、褐和复色，米色有黄色、淡黄色、白色。

2.1.2 豆类种质资源豆类资源适应性广，较耐旱、耐贫瘠，易于生长，因此，在山西省干旱区也有一定的种植优势，本次系统调查收集到的豆类种质主要有大豆、菜豆、豇豆、小豆、绿豆、豌豆等，其中菜豆和大豆数量最多，在8个县都有种植，菜豆119份，占38.64%，类型最为丰富多彩，有3种株型，4种荚色，8种荚形，10种粒形，18种粒色；栽培大豆95份，野生大豆1份，共占31.17%，包含抗旱性强的12份资源。五台县收集到的豆类作物地方种质资源数量最多，共54份，有大豆、豌豆、绿豆、豇豆、小豆、菜豆，占17.53%；五寨县42份，繁峙县40份，石楼县和隰县同为38份，兴县36份，灵丘县31份，武乡县29份。

表1 山西省干旱地区抗逆粮食作物种质资源

2.2油料作物种质资源

胡麻、向日葵、油菜、芝麻是山西省重要的油料作物，种植历史悠久，分布广泛，其中，胡麻、向日葵作物的种植面积已经跃居经济作物前列，本次系统调查收集到的油料作物共38份，隶属于6科6属6种（表2），在6个县收集到胡麻11份，占28.95%，是调查县区主要的油料作物，其中，3份种质资源的抗旱性强。向日葵资源9份，其中灵丘县4份，五台县3份，繁峙县和隰县各1份。另外，在五台县收集到1份黑芝麻，兴县和石楼县共收集到5份白芝麻。

表2 山西省干旱地区抗逆油料作物种质资源

2.3 其他作物种质资源

山西省地形复杂，农作物资源种类丰富，除了上述主要的粮食作物和油料作物外，此次调查还收集到紫花苜蓿、苦参、大麻等牧草、药材资源，以及南瓜、菊芋、辣椒等蔬菜作物资源，共计33份，隶属于5科6属6种。其中，在7个县均收集到大麻种质资源，共17份；在灵丘县和兴县收集到南瓜资源11份（表3）。

表3 山西省干旱地区其他抗逆种质资源

3 山西省干旱地区抗逆农作物种质资源现状与保护建议

3.1 抗逆农作物种质资源的现状

此次调查发现，抗逆农作物种质资源正面临丢失和灭绝的威胁，在保护、开发和利用上的现状不容乐观[10-11]。主要原因有以下3个方面。

3.1.1 农业现代化的发展现代种业的快速发展不仅使地方老品种不断被高产、优质等性状优良的新品种替代，而且使得种植结构逐渐单一化，种质资源的多样性遭到破坏，加速了地方品种的消失[12]。

3.1.2 地方品种的退化地方品种由于长期种植，受自然突变、天然杂交、自然选择以及种子混杂的影响，使得资源的纯度降低，抗逆性减弱，产量和品质下降[13-14]，从而逐渐退出当地的农业生产，面临消失的危险。

3.1.3 气候环境因素近年来，由于人类过度的放牧养殖、河流过度开发以及大规模工业建设等活动，导致气候变化异常、生态环境恶化，使山西省许多作物种质资源赖以生存繁衍的栖息地环境发生变化，野生近缘植物资源急剧减少，地方品种大量消失，生物多样性受到破坏。

3.2 抗逆农作物种质资源的保护建议

农家种及其野生近缘种具有许多优良性状，是作物育种的基础。根据本次对山西省干旱区8个县的调查结果，结合种质资源现状提出以下建议。

3.2.1 加强重视，增大种质资源收集和保护的力度

种质资源的收集、保护是一项基础性、长期性和公益性的工作，政府应充分认识到种质资源的重要性，增加财政支持力度，加大媒体宣传力度，制定相应保护政策，健全保护体系；同时相关部门要加强科技培训，科研工作者要加强地方种质资源收集、原生境保护[15]、种质库保存等工作力度，避免干旱区抗逆农作物种质资源的丢失。

3.2.2 强化鉴定评价工作，挖掘优异资源价值抗逆农作物种质资源对所种植的环境有着非常强的适应性，是长期自然选择的结果。除做好农艺性状、形态学水平上的观察鉴定外，应加强资源抗逆性、抗病虫、品质、生理指标和遗传多样性等方面的综合评价，运用同工酶、SSR和SNP等多种标记手段进行资源的精准鉴定，并利用优异种质资源为基础材料，培育抗逆、高产的农作物新品种[16-18]。

3.2.3 促进种质资源的利用效率山西省农业科学院农作物品种资源研究所是山西省农作物种质资源的保存中心，目前已贮存36种作物3万余份种质资源，持续为育种家、科研院所、大专院校提供利用各类种质资源7 000余份次，这些均促进了资源的利用，但也要看到，现阶段种质资源的利用效率还不高。因此，应逐步规范农作物种质资源的繁殖更新，进一步扩大优异资源的展示规模和分发利用范围，及时为育种和科研提供优良种质资源信息和实物，加快推进农作物新品种选育进程，加强种质资源利用结果的信息反馈，从而有效促进资源的利用效率，推进种质资源共享。

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Investigation of Stress-tolerant Crop Germplasm Resources in Drought Area of Shanxi Province

MUZhi-xin，LI Meng，QINHui-bin，HAOXiao-peng，QIAOZhi-jun
（KeyLaboratoryofCrop Gene Resources and GermplasmEnhancement on Loess Plateau，MinistryofAgriculture，Shanxi KeyLaboratoryofGenetic Resources and Genetic Improvement ofMinor Crops，Institute ofCrop GermplasmResources，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Taiyuan 030031，China）

The investigation and collection of stress-tolerant crop germplasm resources were carried out during 2011-2013 in the drought area of Shanxi province,including 67 villages in 26 towns of 8 counties.The 686 samples were collected in the survey which belonged to 12 families,24 genus and 30 species.The botanical classification,characteristic,distribution and current situation of these resources were briefly analysed.The collection,conservation and utilization of crop germplasm resources in the drought area of Shanxi province were alsodiscussed in the paper.

drought area;stress-tolerant crops;germplasmresources;investigation;Shanxi province

S324

A

1002-2481（2016）04-0509-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.04.22

2016-01-22

科技部基础性工作专项（2011FY110200-2）

穆志新（1974-），男，山西浑源人，副研究员，主要从事农作物种质资源研究工作。