兵团农作物种质资源的保护利用现状和发展建议

2023-10-24刘金山

种子科技 2023年16期

刘金山

（新疆生产建设兵团种子管理总站，新疆乌鲁木齐 830011）

作物种质资源是种业振兴的物质基础和源头，是保障国家粮食安全重要战略性资源。随着《种业振兴行动方案》的实施，种源安全提升到关系国家安全的战略高度，努力实现种业科技自立自强，种源自主可控。

新疆作物种质资源具有丰富的遗传多样性，蕴藏着各种潜在可利用基因。兵团作为新疆的重要组成部分，团场连队遍布南北疆，地域分布广，地理和资源优势明显，农作物名特优品种和独特类型老品种、野生资源较多，为高产、优质、多抗、适应性广等优良性状的新品种选育和现代生物技术研究提供了取之不尽、用之不绝的基因来源。

1 兵团农作物种质资源现状

1.1 兵团农作物种质资源普查情况

1953 年底开始，新疆军区生产办公室组织了第1 次对全疆重点县、乡的农作物品种进行普查，普查的重点是小麦，对玉米和水稻只作一般登记，普查登记8 172 个小麦品种材料，经专家严格鉴选、评定、整理分析，确认小麦品种44 个。1960 年由自治区农业厅统一组织下兵团开展第2 次普查，共普查8 类作物的108 个品种，以垦区为单位对普查收集的品种进行评选，确定各垦区不同自然条件下主要作物的主栽品种和搭配品种约36 个，其中评选出优良农家品种18 个，选育的新品种6 个，引进品种26 个。1979 年根据国家科委、原农业部《关于开展农作物品种资源征集通知》的要求，兵团组织开展品种普查工作，历时2 年对夏秋作物品种进行全面普查登记，普查的作物12 类，78 个品种，187 个品系，普查面积47.2 万hm2，占播种面积的83.86%。摸清了兵团各垦区小麦、玉米、水稻、棉花、油菜、油葵、甜菜、大豆、高粱、牧草、瓜菜、大麦、啤酒花、红花等农作物的品种布局和结构，确定主栽、搭配品种及应淘汰品种，扭转品种多乱杂的局面，挽救了一大批濒临灭绝的地方品种、野生近缘种及特色资源。通过分析、整理农家品种，发现农家品种对新疆自然条件有较强适应性，尤其是在针对抗寒性、耐盐碱性、抗旱性方面，通过系统选育等方法选育出一批新品种。同时大力引进麦类、玉米、水稻、棉花等各类农作物种质资源，筛选和自主培育并举，培育出新疆第1 个玉米双交种“军双1 号”、第1 个长绒棉品种“胜利1 号”、第1 个甜菜单粒杂交种“新甜9 号”等，为兵团粮棉油产业发展作出了重大贡献。

2020 年根据《农业农村部办公厅关于印发第三次全国农作物种质资源普查与收集行动2020 年实施方案的通知》要求，兵团启动农作物种质资源普查与收集工作，由石河子大学农学院、塔里木大学植物科学学院、新疆中棉种业有限公司、中国农业科学院西部农业研究中心、石河子种业协会5 个普查项目单位在13 个师市农牧团场连队科技人员协助下，经过普查征集工作人员的不懈努力，共收集2 534 份种质资源，涵盖五大作物26 科、98 个属，140 余种作物，主要有棉花、小麦、玉米、苹果、李子、杏、梨、山楂、番茄、豆类、牧草、蔬菜及具有地方特色的西甜瓜、杏、南瓜、恰玛古等地方品种和野生资源，其中粮食作物754 份、经济作物340 份、蔬菜1 301 份、果树82 份、牧草57 份。基本查清了粮经饲等农作物地方品种的种植历史、栽培制度、品种更替、分布、特性等基本情况，初步掌握了农作物野生近缘植物的种类、分布、生态环境和濒危状况等信息。此次普查征集了一批种质资源，如保存60 余年的前苏联引进棉花种质资源72-08、91-2、90-6、97-185，其特点为耐盐碱、广适、抗旱性好；石河子种植30 多年特有的地方品种甜瓜83-1，果实大、甜度高、口感纯正；伊犁地区地方品种有棱番茄，果实大、口感好、外表有棱、抗旱、耐寒；小麦种质资源紫色春小麦，种皮富含花青素；玉米地方品种沙窝窝，耐旱性强、耐瘠薄、抗病性好；裕民县巴尔鲁克山上野生巴旦杏，核仁中富含多种氨基酸、微量元素和维生素，可以治疗高血压、心血管疾病，从中提炼的苦杏仁素具有抗癌作用；具有油、药、饲料、天然色素、染料的地方品种裕民无刺红花，所产的红花籽油中亚油酸含量高达83%，被誉为“亚油酸之王”；南疆地方品种伽师瓜，瓜肉甜、软、耐储藏、口感好；地方品种恰玛古和黄恰玛古，煮肉口感好、营养丰富；杏子地方品种巴吾都玉鲁克，早熟、大果、味甜；樱桃地方品种格拉斯，味道酸甜、浓郁独特；新冠苹果果肉浅黄色，肉质松脆、酸甜适度、品质上等，可贮藏30～40 d。优质种质资源的挖掘和收集丰富了兵团农作物种质资源类型，为农作物种质创新利用提供了基础，以便满足市场需求，促进农业生产，将为推进兵团农作物结构优化调整、保障粮食安全、实施乡村振兴战略奠定了基础。

1.2 兵团种质资源保护体系建设情况

兵团早期的农作物种质资源研究主要集中在新疆农垦科学院、石河子大学、塔里木大学以及第一、二、四、五、六、七、八、十三师农科所，但未建立从事作物种质资源专业研究的机构和专业队伍，基本上由从事作物育种的科研人员兼顾，在种质资源特别是野生近缘物种的系统采集、安全保存和创新利用方面对于满足国家要求还有较大距离。农作物种质资源的保存主要是常温挂藏室保存，种质资源生活力和遗传完整性难以保证，损失严重。

2010 年经国家发改委批复，依托新疆农垦科学院建设了兵团生物种质资源库，为新疆建立的第1 个低温低湿库，由长期库、中期库和可调库组成，2014 年成为国家农作物种质资源库——新疆兵团种质资源分库。

2021 年确定塔里木大学果树种质资源圃、第一师农业科学研究所作物种质资源库、第五师农业科学研究所棉花种质资源库、第七师农业科学研究所棉花种质资源库、新疆合信科技发展有限公司棉花种质资源库为5 家首批兵团级农业种质资源保护单位，承担相应种质资源保护主体责任，初步形成了兵团的作物种质资源保护体系。

1.3 兵团种质资源利用情况

新疆农垦科学院利用SSR 标记进行遗传多样性研究，构建了新疆小麦品种资源的核心种质，创制育种中间材料30 份，构建了BC1 代群体152 个，RIL 群体5 个；发掘出与小麦品质相关的新基因Pinb-D1ac；对TaCwi-A1 基因的分子标记CWI22、CWI21 的研究表明：新疆小麦品种资源中TaCwi-A1a（千粒重高）基因有较高的分布频率，筛选34 份品种资源可在新疆小麦高产育种中加强利用；筛选出一些优质品种和含有优质基因的材料，发现并报道了7 个小麦籽粒硬度基因Pina 和Pinb 的新突变类型，克隆了LMW-GS 的3 个编码新基因；利用野生向日葵资源创制了抗列当油葵恢复系6606，与向日葵野生种28015 杂交，育成了一批抗列当恢复系，利用油食杂交组建了2 个抗列当遗传群体902R/6606R、3638R/6606R。新疆农垦科学院与南昌大学合作，鉴定、筛选了33 份低乳糜泄毒性小麦品种资源（对小麦蛋白过敏，造成慢性腹泻，还与中科院遗传所合作，鉴定、筛选了一些含有TaGLDHA1b 基因的抗旱、耐干热风小麦品种资源。石河子大学筛选出了1 个与小麦高抗性淀粉含量相关SSR分子标记Xbarc59，初步筛选出08 鉴15 和09-7063抗性淀粉含量较高、综合农艺性状良好的新品系；研究了国内外及新疆147 份材料的苗期耐盐性，鉴定出耐盐性好的品种20 个；对新疆春小麦品种资源矮秆基因Rht-B1b（Rht1）和Rht-D1b（Rht2）等位变异的分布进行研究，明确了春小麦Rht-1 等位变异类型，确定了株高改良应以培育矮秆或半矮秆Rht-B1b 基因型为重点。新疆兵团种质资源分库对收集保存的棉花种质资源近2 000 份进行农艺性状表型鉴定，筛选出一批具有丰产、优质、抗逆性强等性状类型的种质资源，丰富了农作物育种材料，促进了农作物新品种选育工作的开展。

2 兵团农作物种质资源存在问题

2.1 资源本底不清，兵团区域内特有资源消失风险加剧

随着经济社会发展和城镇化进程推进，以及气候变化、外来物种入侵、商品良种大面积推广等因素影响，大量地方老品种快速消失，农作物野生近缘植物资源急剧减少。2020 年启动农作物种质资源普查与收集工作，由于持续时间短，不能做到应收尽收、应保尽保，部分地方老品种、野生资源及优异、特色资源未得到及时保护，面临濒临灭绝的危险。

2.2 种质资源保护体系与鉴定设施不完善

现有种质资源库（圃）基础设施不完善，导致保存容量不足，覆盖面不广。一些特色作物如西甜瓜、香梨、薰衣草还未建立种质资源库（圃）或野生资源原生境环境保护点保护力度不足。另外，种质资源分区域、分种类表型精准鉴定和规模化基因发掘缺乏平台，未进行优化布局，形成合力。

2.3 基础研究薄弱，系统鉴定与深度挖掘利用滞后

目前，从事种质资源基础性、前沿性研究的单位主要集中在新疆农垦科学院、石河子大学和塔里木大学，其他科研院所较少，理论与技术创新能力有限，对现有资源的研究局限于农艺（功能）性状鉴定，不能全面开展表型精准鉴定、全基因水平基因型鉴定及新基因的发掘工作，严重缺乏突破性创新资源，难以满足新品种选育对优异种质的需求。

2.4 种质资源原始创新不足

兵团质资源创新刚开始起步，棉花、玉米、大豆种质资源基础研究工作较薄弱、资源鉴定相对滞后。存在创新水平不高、缺乏自主创新资源的能力、资源创新目标不突出等问题，其资源创新方面更多是基于优异种质资源的二次利用或直接改良，缺乏原始创新。

2.5 配套政策不完善，共享利用效率低

由于资源保护责任主体不明确、缺乏持续稳定的资金支持、资源保护工作绩效评价机制不科学、人才队伍不稳定、资源共享机制不完善、信息化水平低，导致资源交流共享不畅，利用效率低。

3 兵团农作物种植资源保护与利用的建议

3.1 开展农作物种质资源普查与收集工作

持续开展农作物种质资源普查、系统调查与抢救性收集工作，加快查清兵团作物种质资源家底，收集古老、珍稀、濒危、特有资源、特色地方品种及种植年代久远的育成品种，完善保护名录，实现应保尽保，确保资源不丧失［1］。建立野生植物原生境保护点（区），保护濒危农作物种质资源。建立有效的农作物种质资源保护奖励激励机制，对普查工作中作出贡献的科技人员、种子管理人员、农户及提供农作物种质资源较多的单位和个人给予表彰奖励，颁发荣誉证书。

3.2 构建保护体系，提升保护能力

支持扩建兵团级农业种质资源保存库（圃），鼓励支持科研院所、高校和企业建立农业种质资源保存库（圃），优化布局，合理完善资源保护、保存设施设备，加强对新疆冬小麦、玉米、葡萄、香梨、杏、苹果等地方特有品种和野生近缘植物的保护。

3.3 加强农作物种质资源引进与交换，拓宽种源的遗传基础

鼓励农作物种质资源保存单位、品种选育单位“走出去、请进来”，多渠道、多形式加强国内外合作与交流，加强优异资源的引进和交换，创新农作物种质资源交流利用机制。利用国内外种质资源，开展多点多目标鉴定评价，创制适宜机采的多类型优质、高产、抗逆等综合性状优良的育种新材料，选育一批棉花、玉米、小麦、大豆等作物品种。

3.4 提升农作物种质资源鉴定评价能力

以新疆农垦科学院、石河子大学、塔里木大学为依托，联合区外相关科研院所、各师市农科所及兵团育繁推种业，集中人才、技术和研发优势，鉴定评价收集引进的地方品种、野生资源，建立以产量、品质、抗病性、抗逆性等重要性状为目标的团体，创制遗传稳定、目标性状突出、综合性状优良的新种质，促进兵团育种能力的提升和企业的发展［2］。

3.5 加大政策和资金支持力度

建立种质资源保护利用专项资金，加强财政资金对农业种质资源库（圃）、野生植物原生境保护点等基础设施建设、管护和运行及种质资源调查、收集、保存、鉴定和利用等基础工作的支持，保障相关工作持续开展。对兵团农业系统、大学、科研院所对从事种质资源收集保护工作人员在职称评聘、绩效工作等方面给予政策优惠，建立有效的激励机制，持续开展种质资源的收集保护工作［3］。