牧草种质资源与育种研究概况

方媛

摘 要：该文介绍了牧草种质资源、育种现状及育种技术，分析了牧草育种过程中存在的问题，并提出了合理化解决途径，旨在健全牧草育种体系，提升牧草产量与质量，满足高质量肉蛋奶生产的需求。

关键词：牧草;种质资源;育种;质量

中图分类号 S54  文献标识码 A文章编号 1007-7731（2021）20-0026-02

近年来，随着生活水平的不断提高，人们对高品质的肉、蛋、奶等高蛋白食品的需求日益增加。而放牧所生产的肉奶食品已无法满足人们的生活需求，这就导致需要优质饲料的供应来满足和提高肉奶的供应需求及品质。基于此，中央一号文件提出，要加快发展草牧业，支持青贮玉米、苜蓿等饲料牧草的种植，开展粮改饲和种养结合模式试点，促进粮食作物、经济作物、草饲料三元种植结构协调发展。

发展草牧业的基础性工作就是开展牧草育种，而优良的牧草品种是我国农业发展重要的生产资料。优良的牧草不仅可以保障稳定的产量输出，也是生产出优质的肉蛋奶等高质量食品的重要保障。但我国牧草育种工作起步较晚，与先进发达国家相比仍存在相当大的差距。因此，只有通过种植牧草饲料来改变精饲料短缺的现状，才有利于符合我国国情的养殖业的快速发展[1]。

1 牧草种质资源与育种研究现状

草业的发展必须建立在牧草育种工作的基础之上，优良的牧草品种不仅是畜牧业发展的保障，也为草地的改良和可持续发展提供了重要保证。当前，牧草的研究主要有种质资源和育种2个方面。在现有牧草的基础上开展种质资源研究，它主要包含野生牧草资源与栽培牧草资源，为牧草的品种改良、筛选以及培育提供了一个强大的遗传资源后备力量。再者，从生物多样性方面来讲，它的分类、演化、起源也是极为重要的研究材料[2]。

牧草种质资源的研究是牧草育种的基础，我国目前收集的牧草种质资源已保存2.8万份，数量虽然可观，但是鉴于我国草地类型多样性，主要及珍贵的种质资源严重不足，无法满足当代草牧业的快速发展。中国农科院草原研究所主办的中国牧草种质资源信息网中，牧草种质资源记录数据为9889份，分属50科273属658种。而美国目前收集保存的牧草及草坪草种质资源有30000多份，其中苜蓿属、三叶草属、披碱草属和黑麦草属等主要牧草种质材料超过15000份。可见，我国收集保存的种质材料较少，遗传面太窄，不能为育种家提供更多、更好的选择。因此，育种显得尤为重要，通过物理、化学、生物等方法培育新品种，可为草牧业的可持续发展提供强有力的保障[3]。

自20世纪50年代以来，经过我国牧草专业育种专家的常年坚持，牧草育种已经开始从初期的引种和野生种驯化发展到如今能自主利用新技术新手段来培育新品种的阶段，并将一大批人工培育的优良牧草品种推广应用，既为育种工作创造了良好的开端，也为我国草牧业的发展做出了贡献。但由于育种周期较慢，且我国牧草育种工作存在起步晚、基础差等问题，在育成的品种中，其产量以及质量尚不能与欧美发达国家相提并论，这就要求育种工作者在今后的工作中完善育种手段，应用育种新技术，力争培育高质量的牧草新品种，推动粮改饲快速发展。

2 牧草育种技术

2.1 常规育种 在常规牧草育种方面，我国牧草育种专家通过选择合适的亲本进行杂交，在后代中通过单株选择、混合选择、集团选择或轮回选择等多种选择技术，培育出目标性状超过双亲的牧草新品种。杂交育成品种在国内牧草审定品种中比例较大，主要包括种内杂交和种间杂交。种内杂交研究多集中在羊草和紫花苜蓿，种间杂交研究多集中在披碱草、黑麦草以及冰草。当前，我国通过传统育种结合其他方法形成的紫花苜蓿品种有吉林农业科学院培育的公农号，甘肃农业大学的甘农号，内蒙农业大学的草原号，新疆农业大学的新牧号以及中国农业科学院北京畜牧兽医研究所的中苜系列等。常规育种是最基础的育种方法，在未来仍然是育种的主要主导方式，但是常规育种表现出来的缺点也立竿见影，不仅耗时长，而且常常是后代产出比亲本优良的性状比率较低，品种更换周期较长，其产值无法满足当代我国多类型地理气候和经济发展需要。

2.2 航天诱变育种 航天诱变育种技术是近年来的高科技育种方法之一。为拓展育种新途径，创新新的高优质品种，利用航天技术开展空间诱变育種实验，通过太空辐射、微重力、高真空、强地磁等环境因素进行诱导基因突变，从而产生优良性状表现，再在地面进行种植选育新品种。我国牧草航天育种实验起步较晚，1992年紫花苜蓿和无芒雀麦率先开始，2014年航苜1号紫花苜蓿问世，以“牧草之王”著称，该品种丰产性状突出，品质优良，各种畜禽均喜食。整体而言，航天诱变育种具有变异率高、变异幅度大、育种周期短，可明显提高植物的产量品质和抗性等优势，已成为快速培育作物优良品种的有效途径之一，未来将有广阔的发展应用空间[4]。但航空育种成本较高，需依托可返回的太空舱，机会可遇不可求。

2.3 生物技术育种 牧草生物技术育种方法主要有组织培养技术和牧草基因工程。牧草主要种类为禾本科，一般禾本科牧草组织培养比较困难，这是因为适用的外植体相对比较单一。外植体类型主要有幼穗、原生质体以及悬浮细胞等。这些外植体不仅取材难度大，而且还会受到季节的限制，常出现材料供应不足的问题。牧草的离体培养的途径主要分为愈伤组织培养、花药培养、细胞悬浮培养以及原生质体培养等[5]。牧草基因工程技术在我国相对不够成熟，所以运用不多。基因工程主要是有针对性地将功能基因导入受体，进而得到转基因植物。转基因植物继承了优良牧草的特性，在抗逆性方面表现较为全面。植物的基因遗传工程中比较典型的就是外源基因的遗传转化。通过直接的基因转移以及农杆菌介导的转化2种形式来实现。前者包括原生质体转化、电极法以及基因枪法等，建立了相对遗传基因转化体系[5]。再者，基因工程也会多牧草的品质与产量产生改良作用[6，7]。

3 牧草育种存在的问题