广东省农作物种质资源调查与分析

吴柔贤，徐恒恒，高家东，郜银涛，陈兵先，张文虎，刘 军

（广东省农作物种质资源保存与利用重点实验室/广东省农业科学院农业生物基因研究中心，广东 广州 510642）

【研究意义】种质资源是指携带生物遗传信息的载体，具有实际或潜在利用价值。作物种质资源包括种子、组织、器官、细胞、染色体、DNA片段和基因等，其材料类型包括野生近缘植物、地方品种、育成品种、品系、遗传材料等［1］。作物种质资源是进行作物新品种选育和从事农业生产的物质基础［2］，是农业科技原始创新、新型现代种业发展的物质基础，是保障粮食安全、建设生态文明、支撑农业可持续发展的战略性资源［3］。【前人研究进展】我国作为世界重要的作物起源中心之一，于1956—1957年、1979—1983年对农作物种质资源进行了两次大规模普查征集，抢救收集了40万份种质资源［4］。【本研究切入点】广东地处我国大陆最南部，独特的地理位置、气候条件和浓厚的民族文化底蕴孕育了丰富的农作物种质资源。随着城镇化、现代化、工业化进程加速，受气候变化、环境污染、外来物种入侵等因素影响，以及30年未开展全国性农作物种质资源普查，致使广东省种质资源本底不清、地方品种和野生种等特有种质资源丧失严重［5-7］。【拟解决的关键问题】为尽快查清我国农作物种质资源家底，保护携带重要基因的资源，自2015年起，农业农村部（原农业部）组织开展了第三次全国农作物种质资源普查与收集行动（以下简称“行动”），广东省作为第二批参与的省份，于2016年起开展。通过全面开展广东省农作物种质资源的全面调查与收集，摸清广东省农作物种质资源的现状，同时抢救性收集古老地方品种、种植年代久远的育成品种、国家重点保护的作物野生近缘植物以及其他珍稀、濒危野生植物种质资源。

1 调查内容与收集方法

1.1 调查内容

根据《第三次全国农作物种质资源普查与收集行动实施方案》（简称《实施方案》），2016—2018年对广东80个农业县（市、区）的农作物种质资源开展全面普查，查清各类作物的种植历史、栽培制度、品种更替、社会经济和环境变化、种质资源种类、分布、多样性及其消长状况等基本信息，以及重要作物的野生近缘植物种类、地理分布、生态环境和濒危状况等重要信息。

针对广东省农作物种质资源丰富的24个农业县（市、区）进行各类农作物种质资源的系统调查和抢救性收集。调查每类农作物种质资源的科、属、种、品种分布区域、生态环境、历史沿革、濒危状况、保护现状等信息，深入了解当地农民对其优良特性、栽培方式、利用价值、适应范围等方面的认知情况。为全面覆盖广东农业县（市、区），广东省农业农村厅通过现代种业提升工程项目支持补充广东省第三次全国农作物种质资源普查与收集行动（简称本次行动），增加了12个县（市、区）的普查和10个县（市、区）的系统调查。因此，行动涉及广东92个县（市、区）的全面普查和34个县（市、区）的系统调查和抢救性收集。

根据《实施方案》要求每县（市、区）在全面普查基础上，征集各类农作物种质资源20～30份（简称“普查征集”）。在普查基础上，每县（市、区）抢救性收集各类农作物的古老地方品种、种植年代久远的育成品种、国家重点保护的作物野生近缘植物以及其他珍稀、濒危野生植物种质资源80～100份（简称“系统调查收集”）。结合广东省农作物分布特点，我们列出了部分可采集的农作物种质资源类别，以便与农户沟通（表1）。

表1 广东省系统调查收集的部分农作物种质资源Table 1 Partial crop germplasm resources investigated and collected by the Action of Guangdong Province

1.2 调查与收集方法

1.2.1 “行动”组织与实施 广东省成立了“行动”领导小组，全面负责广东省农作物种质资源普查与收集行动的组织协调与监督管理。广东省种子管理总站协调有关区县的农作物种质资源全面普查与征集，广东省农业科学院组织农作物种质资源丰富县（市、区）的系统调查和抢救性收集，对各县（市、区）征集和收集的种质资源进行鉴定、评价、编目。广东省系统调查与抢救性收集工作则由广东省农业科学院项目总负责人易干军副院长负责，由广东省农业科学院农业生物基因研究中心执行实施。

1.2.2 系统调查收集的方法 根据“行动”技术规范要求，结合广东省实际情况，广东省农业科学院组建了种质资源综合和专业调查队。在开展系统调查收集之前，种质资源综合调查队在各县开展资源摸底调研，掌握当地资源状况、种类、分布信息后，由综合调查队按照规定流程进行资源调查和抢救性收集工作。综合调查队根据任务计划与各县（市、区）协调沟通，确定调查时间和路线，在一个时间段内集中对各类农作物种质资源进行系统调查和抢救性收集。在此基础上，针对具有特定生育期的作物，专业调查队再次开展收集，以查漏补缺。

依据“行动”规定要求，至少3镇9村且调查的乡（镇）之间的民族、气候条件、海拔高度有所不同。广东种质资源综合调查队重点挑选当地民族居住地交通不便、地形复杂、风土人情独特的乡镇和村，由当地农业农村局（种子站/推中心）、（乡）镇农技推广人员为向导，实地走访农户进行资源调查和收集。

同时参考郑殿升等［8］《农作物种质资源收集技术规程》规范填写“行动”调查表，记录样品编号、采集时间地点（GPS定位的经纬度和海拔）、种质（品种）名称、类别、来源和生境、种质资源的特征特性、用途，在当地播种收获时间、面积、年限，采集者和样品提供者信息，种质资源相关的历史、人文信息以及农户的其他认知信息，并对样品进行拍照等。

2 结果与分析

2.1 资源普查征集县（市、区）分布情况

广东省种质资源综合和专业调查队于2016—2018年在92个县（市、区）开展了资源普查行动，在此基础上还完成了34个县（市、区）系统调查和抢救性收集工作。92个县（市、区）分布于19个地级市（图1），除东莞和深圳外都有涉及，共687个乡镇（包括街道、乡、村委），包括连山壮族瑶族自治县、乳源瑶族自治县两个自治县和龙门县蓝田瑶族乡、阳山秤架瑶族乡两个民族乡。其中江门、茂名、肇庆、河源、阳江、清远、潮州、云浮、中山9个地级市的所有县（市、区）都开展了资源普查收集行动。

图1 本次行动92个县（市、区）的分布Fig.1 Distribution of 92 counties （cities, districts） in the “Action” of Guangdong Province

按地理跨越范围统计，最北在韶关乐昌（25.44°N），最南在湛江徐闻（20.26°N），最西在雷州（109.77°E），最东在潮州饶平（117.15°E）。东西跨度约770 km，南北跨度约590 km，地理跨度达到95%以上，最高海拔在阳江阳山的秤架瑶族乡（1 103 m），基本上涵盖了广东所有农业县（市、区），实现了对广东农作物资源普查的全覆盖。

2.2 获得种质资源情况

2.2.1 种质资源类别 2016—2018年，广东省通过开展第三次全国农作物种质资源普查与收集行动，共获得各类农作物种质资源6 873份，其中粮食作物2 288份、果树1 445份、蔬菜2 189份、经济作物766份、牧草绿肥3份、其他182份，涉及83科192属280种（表3）。粮食作物份数最多，约占总资源1/3，集中在5科：1 432份豆科、554份禾本科、286份薯蓣科、10份茄科和6份蓼科。果树和蔬菜约共占总资源的1/2，涉及的科属种较丰富，蔬菜资源份数较多的有葫芦科（597份）、百合科（290份）、十字花科（273份）、姜科（237份）等；果树资源份数较多的有芸香科（189份）、蔷薇科（171份）、番木瓜科（143份）、芭蕉科（100份）。

2.2.2 种质资源分布 本次行动获得的四大类资源（粮食作物、蔬菜、果树和经济作物）占97.31%，几乎涵盖所有县（市、区）（表5）。其中粮食作物份数最多、其次为蔬菜、果树、经济作物。

从表4、表5可以看出，揭西、东源和阳春获得的粮食作物份数最多，3县的食用豆份数居首。揭西保存的地方水稻品种较丰富，而东源保存的地方蔬菜资源较丰富，且主要集中在根茎类和叶菜类；阳春的果树和蔬菜地方资源保存量则较少。粮食作物中的木豆、四棱豆、蚕豆、荞麦和穇子在广东零星分布，其中6份荞麦主要分布于粤北和粤西（乳源、翁源、阳山、英德、东源、封开、云安），29份穇子主要分布于粤西、粤北、粤东。

表2 本次行动地级市分布情况Table 2 Distribution of various municipalities in the “Action” of Guangdong Province

表3 本次行动获得种质资源分类情况Table 3 Classification of crop germplasm resources collected in the “Action” of Guangdong Province

潮安、饶平、增城和廉江获得的果树资源份数最多，前3个县（区）的地方木本常绿果树资源丰富，较具特色的有橄榄、乌榄和余甘子。而廉江获得的多年生草本果树资源丰富，落叶果树则集中在粤北（东源和乳源）和粤西（封开）相对高纬度的地区；落叶果树中零星分布的特色资源有核桃、石榴、银杏、龙爪果等。

英德、东源、恩平和信宜获得的蔬菜资源份数最多。英德保存的地方根茎类蔬菜资源丰富，多达50份，主要是芋头和姜。恩平和信宜茄果类地方资源多，主要是冬瓜。大埔的叶菜和茄果类资源相对丰富，主要是芥菜和南瓜。普宁的叶菜资源最多、为28份，主要为芥蓝。零星分布较有特色的蔬菜资源具根茎类的荸荠、参薯、姜薯、魔芋、南姜等，茄果类的佛手瓜、黄秋葵、茴香、西葫芦等，叶菜类的白簕、罗勒、紫背天葵、莙荙菜、树仔菜等。

表4 本次行动各县市农作物种质资源分布情况Table 4 Distribution of crop germplasm resources of various counties collected in the “Action” of Guangdong Province

大埔、仁化和封开获得的经济作物资源份数最多。仁化保存的地方糖茶桑烟类资源丰富，主要是茶树资源、多达22份。大埔油料作物花生份数有15份，相对丰富。封开的木薯和纤维作物较其他县（市、区）多。零星分布比较有特色的经济作物资源是蛇葡萄（俗称藤茶）和罗布麻（可食用的麻叶）。

2.2.3 种质资源集中分布的科属种 （1）数量排名前十的科属。本次行动获得的资源较多集中在豆科、禾本科、葫芦科、薯蓣科、百合科、十字花科、姜科、天南星科、山茶科和芸香科（表6），这10科共有4 835份资源，占全部资源的70.3%。

豆科1 738份，共14属19种，有粮食作物、蔬菜、经济作物和牧草绿肥。豇豆属、大豆属和落花生属份数最多，豇豆属的豇豆、饭豆、绿豆和小豆种均超过100份。扁豆、菜豆、豌豆、刀豆、黎豆、木豆、野豌豆和四棱豆属的份数然虽不多，但却丰富了本次“行动”中食用豆的属和种类。广东省食用豆类资源共有1 439份，占总资源的20.9%，食用豆类资源几乎是农户自留多年、零星种植、自家食用的地方资源。

禾本科644份，共10属12种，有粮食作物、蔬菜、经济作物和牧草绿肥。其中，稻属占61.7%，除19份野生稻外，其他均为地方资源；甘蔗、高粱、䅟、玉蜀黍和薏苡属份数相对较少，前4属的种都为地方资源，31份薏苡资源则为野生资源。

葫芦科有600份，共9属12种，有蔬菜和果树类资源，其中，丝瓜、南瓜和冬瓜属份数居前，均有100份以上，共占84%。

薯蓣科有413份，共1属7种，有粮食作物和蔬菜资源，其中甘薯286份，占69.2%；其他除山药外的大薯、毛薯、参薯和姜薯均为地方资源，商品化程度极低，反在特定的区域市场才能见到。

百合科有290份，共2属4种，均为蔬菜类资源，其中葱蒜份数居多、占87.9%，均为地方资源，韭菜和黄花菜零星分布。

十字花科292份，共3属9种，有蔬菜和经济作物资源。其中，芸薹属280份、占95.6%。叶用芥菜最为丰富，有117份，主要用于制作咸菜和菜干，较多集中在客家农户。不结球白菜、菜薹、芥蓝和油菜占芸薹属的55.1%，主要以鲜食为主，大部分农户除自家食用外，还进行市场销售。

姜科237份，共3属5种，属于蔬菜类资源。其中，姜属199份、占84%。另两属的沙姜、风姜、南姜种零星分布。

天南星科228份，共2属2种，属于蔬菜类资源。其中，芋属220份、占96.5%，均为地方资源。

山茶科204份，茶树种，属于经济作物资源，部分茶树资源为野生资源。

表6 本次动行动农作物种质资源数量排名前十的科属情况Table 6 Genera and species information of the top ten families among crop germplasm resources in the “Action” of Guangdong Province

芸香科189份，共3属7种，为果树资源。其中，柑橘属140份、占74.1%。

（2）集中分布资源种类。本次行动收获的资源份数较多的种依次为大豆、水稻、豇豆、甘薯、花生、芋、茶树、丝瓜、姜、饭豆、南瓜、蒜、番木瓜、叶用芥菜、荔枝。

大豆主要有黄豆、青大豆和黑豆3类，来源于63县242镇（街道）310村。大豆在广东主要用于制作豆腐、豆浆和煲汤做菜等（表7）。水稻为常规稻种，来源于69县194镇（街道）273村，201份粘稻，177份糯稻，糯稻主要用于酿酒和包粽子，客家地区用于做粄，潮汕地区用于做粿。获得的豇豆遗传多样性强，种皮有黑色、紫色、黄色、彩色等，种子大小变化范围广、形状各异，主要用于煲汤、做菜等，来源于62县182镇（街道）225村。甘薯来源于69县172镇（街道）207村，以鲜食为主。花生主要用于榨油和鲜食，来源于59县179镇（街道）234个村，果荚有四荚、三荚、双荚、多荚之分，种皮有白衣、红衣、黑衣和花衣，种子形状、大小差异较大。芋来源于63县160镇（街道）204个村，大部分芋头为地方小种芋，口感有粉和脆。茶树来源于58县110镇（街道）139村，大部分茶树资源经当地老农从山上移栽到自家地里种植栽培。丝瓜主要用于做菜汤和刷碗工具，来源于58县145镇（街道）175村，无棱或有棱，长短不一。以调料为主的姜来源于65县157镇（街道）179村，有俗称大肉姜、小黄姜和辣姜等之分。

表7 本次行动农作物种质资源数量排名前十的种类情况Table 7 The top ten species of crop germplasm resources in the “Action” of Guangdong Province

2.3 系统调查和抢救性收集资源情况

2.3.1 百年以上及少数民族提供的资源 2016—2018年广东省通过系统性调查和抢救性收集收获的资源，84.27%为地方资源、9.88%为野生资源、5.85%为育成品种和引进种。

资源在当地种植年代平均为45年，百年以上资源有8.9%。除增城、博罗、连平、英德和高要5县（市、区）外，其他29县（市、区）均能获得百年及以上的资源。其中，在当地种植年代久远的为封开县隋唐引进的文章茶、信宜市具1 000多年种植历史的芥菜、潮安的茶树、饶平县具500多年历史的三饶香米，还有种植200～300年及以上的荔枝、杨梅、乌榄树等。这些资源中103份为粮食作物，其中食用豆类（大豆、豇豆、饭豆、小豆、绿豆、利马豆、黎豆、豌豆、扁豆、菜豆）占70%，水稻（包括野生稻）占16%；蔬菜资源86份，其中71%为根茎类（蒜、姜、芋、山药、薯、藠头等）、15%为瓜果类、14%为叶菜类；果树资源有51份、经济作物30份、药用植物4份。

在少数民族地区获得60份资源，主要来源于连山的壮族和瑶族、乳源、龙门、始兴和阳山的瑶族、台山的壮族、东源和潮安的畲族。60份资源中有26份为粮食作物：水稻、大豆、豇豆、饭豆、刀豆、扁豆、绿豆、甘薯和高粱；24份为蔬菜资源，包括南瓜、节瓜、丝瓜、冬瓜、瓠瓜、姜、芋、魔芋、荸荠、莲、葱、辣椒、芥菜、韭菜；4份果树资源，包括柿、杨梅、猕猴桃、桃；5份为经济作物资源，包括花生、油菜和桑；1份药用植物资源。

2.3.2 资源提供者 2016—2018年广东省在系统调查和抢救性收集行动中，提供资源的农户的平均年龄为56岁，男性农户占67.7%。35.23%农户文化水平为中专以上。少数民族农户占2.72%，主要来源于瑶族、壮族和畲族；34个启动系统调查和抢救性收集的县（市、区）中，有17个以客家方言为主，10个以粤方言为主，7个以闽方言为主，其中8个是客家方言和其他方言混合。约54%资源来源操客家方言的农户，约26%的资源来源于操粤方言的农户，约20%的资源来源于操闽方言的农户。

3 讨论

3.1 广东省农作物种质资源保护工作任重道远

广东省第三次全国农作物种质资源普查与收集行动过程中调查组注重进村入户调查收集，通过面对面与农户对接获取农作物资源最原始最可靠信息。受调查的耕种农民平均年龄为56岁，该群体为古老农家种的主要保存者，有些老农基于念旧情怀，也有些碍于居住环境交通不便，无法便捷出行，随着岁月推进该群体正逐渐丧失劳力。同时，随着农村的深入开发发展，越来越多商业用种大量流入，古老地方资源将会面临多样性锐减甚至消失的危险。这与湖南省地方品种资源情况［9］相同，广东品种资源也正日益减少。因此，对广东省农作物种质资源的保护工作特别是地方农家种的保护工作需加大重视［10-11］，必须抓紧时间摸清家底，加大力度深入保护，利用资源库（圃）或原生境保护措施保护地方农家种资源。

较前两次全国性的农作物资源普查，此次普查范围广，实现了广东农业县（市、区）种质资源普查的全覆盖。但是系统调查和抢救性收集覆盖面有限，2016—2018年广东省的系统调查和抢救性收集工作主要集中在东西两翼和粤北山区，珠三角较少，反能基本覆盖大部分农业县（市、区）。为真正实现全覆盖，在完成本次行动和“提升项目”的基础上，2019年开始我们扩大系统调查和抢救性收集工作的范围，已对没有系统调查和抢救性收集任务的佛山市其他各区开展全面覆盖调查，并计划对其他资源丰富的县市（区）进行多次系统调查。广东涵盖56个民族，系统调查和抢救性收集工作只涉及瑶族、壮族和畲族，涉及范围也有限，呼吁进一步加大广东其他少数民族农户的调查和收集，做到应收尽收。

3.2 广东省农作物种质资源鉴定评价和开发利用有待扩大加强

广东农作物种质资源种类丰富多样，共涉及280个种，份数居多的有粮食作物的食用豆资源、蔬菜的根茎类资源、果树的木本常绿类资源，其中一些多样性丰富的种，如大豆、豇豆、饭豆、芋头、姜、蒜、葱、藠头、大薯、莲、杨梅、杨桃、橄榄、番石榴、余甘子等，目前研究和利用相对薄弱［12-13］，研究开发力度有待加强。与其他省份相比，虽然广东省在收集资源份数上有优势，但是鉴定评价和开发利用上还比较延后［14-20］。调查发现，很多资源被当地农户经过各种方法制作成土配方或利用纯手工制作成当地特色美食，成为当地特色，但其营养成分和功效只能通过多年亲身经验和口口相传来表达传承。广东省此次普查征集和调查收集初步摸清了全省资源家底，接下来的重点工作是如何将这些资源进行深度鉴评和开发利用。随着市场对多样化食材需求的不断地扩大，以及进口农产品对市场的冲击，更需要将当地特色传统资源加以开发、利用和宣传。针对广东省对传统资源研究薄弱的问题，建议加快相关学科领域团队建设，投入人力和资金支持加快传统资源的研发和成果转化。

3.3 广东种质资源调查收集技术流程提高了农作物种质资源收集质量

本次行动收集的农作物资源种类多样性高、覆盖地域面广、重复性低、代表性强，能真实反映广东当地资源的分布特点，初步摸清了全省农作物种质资源的家底。然而“行动”之初，由于经验不足，收集的资源质量及数量不达标，所获得的农户认知也有限。后来通过分析研讨，不断改进，在第三次全国农作物种质资源普查与收集行动调查技术规范的基础上，总结形成了一套行之有效的广东省农作物种质资源调查收集技术流程，大大提高了农作物种质资源收集的数量与质量。广东资源调查收集流程包括前期摸底、现场培训、进村入户、查漏补缺、合理搭配等。在开展系统调查收集之前，组织相关专家在各县开展资源前期摸底调研，基本掌握当地资源状况、种类、分布信息，因此能在资源收集时做到有的放矢。广东资源调查队在到达调查县（市、区）的当天，首先与当地工作人员座谈交流探讨调查路线，进而结合现场实地调查，进行资源普查与征集技术培训，以保证资源收集工作的规范性。综合调查队在调查收集过程中，重点采用进村入户收集古老育成品种及农家地方种为主、上山采集野生资源为辅的策略开展工作，提高资源收集效率。在综合调查队开展的集中调查基础上，针对各类农作物种质资源的特点和生育期特性，组织相关专业调查队分别开展调查，以查漏补缺避免资源的流失。综合调查队采取老专家带新成员的模式，也兼顾地方方言的组员搭配，既保证了所收集资源的质量，又培养了年轻的资源队员。这些在第三次全国农作物种质资源普查与收集行动中取得显著成效的广东技术流程，可以为今后进一步开展种质资源的普查收集工作提供借鉴。

4 结论

2016—2018年广东省启动第三次全国农作物种质资源普查与收集行动，在对92个县（市、区）普查征集基础上，广东省农业科学院组织专家队伍到34个县（市、区）对当地农作物种质资源实地系统调查和抢救性收集，共获得6 873份农作物种质资源，横跨了粤西、粤东、粤北和珠三角地区687个镇（包括街道、乡、村委），基本摸清了我省农作物种质资源家底。年龄50～60岁是自留种资源最多的农户群，也是广东省目前农作物种植大户，该群体种植积极性高、经验丰富、拥有丰富的农作物种质资源；广东省拥有丰富的粮食作物、蔬菜、果树和经济作物，此次行动获得的资源分属83科192属283种；粮食作物的食用豆、蔬菜的根茎类、果树的木本常绿果树、经济作物的糖茶桑烟占了资源总份数的50%；其中大豆、水稻、豇豆、甘薯、花生、芋、茶树、丝瓜、姜、饭豆、南瓜、蒜、番木瓜、叶用芥菜、荔枝是此次行动获得资源份数最多的种，占总资源份数的50%。从资源地域分布上看，粤北和粤西的粮食作物、蔬菜和经济作物相对丰富，粤东的果树相对较多。另外，百年以上的古老资源占8.9%。客家农户提供了大部分农家种资源。广东食用豆资源种类相当丰富，包含14种具有岭南特色的食用豆，广东省涵盖如此多种食用豆资源的收集实属罕见。