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浙赣山区农作物种质资源保护中的问题与对策分析

2025-02-27江德权郭勤卫雷俊李韵邵晓伟方萍萍万红建

中国种业 2025年2期
关键词:种苗种业种质

摘要:种质资源作为农业的基础和核心,对于确保粮食和重要农产品的安全供给至关重要。浙赣山区丘陵面积广阔,生态环境良好,孕育了丰富的特色种质资源。经过多年的努力,依托于衢州市农业林业科学研究院已初步建立起地方特色农作物如菜用大豆、白辣椒、丝瓜、柑橘、油菜、山药六大特色产业的研发推广体系,研发能力和成果转化应用水平较高。然而,当地种质资源保护与利用仍存在诸多问题,如保护能力不足、社会机构育种力量薄弱、政策支撑力度不够等。为改善现状,建议采取以下措施:一是探索形成有山区特色的种质资源保护和创新利用新路径,包括提纯复壮本地特色种质资源、加快区域种质资源圃建设等;二是构建种质资源保护利用可持续发展新机制,包括加大政策支持力度、培育全产业链种业企业;三是建立长效工作机制,建设智能育种平台、培育高素质种业人才、强化考核激励机制;四是强化管理,积极营造种子种苗种质资源保护新环境,严把用苗质量关、引种管理关和市场经营关。通过上述措施,旨在提升浙赣山区种质资源保护与创新利用水平,推动农业现代化和可持续发展。

关键词:种质资源保护;特色农作物;可持续发展机制;种业;创新;利用;对策;建议

Analysis of Issues and Countermeasures in Crop Germplasm Resource Conservation in Zhejiang and Jiangxi Mountainous Region

种质资源是农业的基础和核心,是确保粮食和重要农产品稳定安全供给的“源头”。习近平总书记在中央全面深化改革委员会第二十次会议上指出,农业现代化的核心在于种子,必须大力发展民族种业,将种源安全提升到关乎国家安全的战略高度。为此,需要集中力量破难题、补短板、强优势、控风险,实现种业科技的自立自强和种源的自主可控。浙赣山区丘陵面积较大,占该地区土地总面积的85.44%。良好的生态环境孕育了丰富的山地丘陵特色种质资源。鉴于浙赣山区丘陵多、耕地少的实际情况,并经过多年来的种质资源收集、保存、品种选育和推广应用,已初步建立起菜用大豆、白辣椒、丝瓜、柑橘、油菜、山药六大特色产业的研发推广体系,这六大产业的研发能力和成果转化应用水平处于领先地位。研究浙赣山区特色农作物种质资源的收集、保护和创新利用实践,对于推动山区特色种业创新和发展具有重要的借鉴意义。

1 浙赣山区农作物种质资源保护和利用现状

1.1 收集保存特色种质资源 衢州市位于浙、赣交界区域,与7个地级市相邻,素有“八山一水一分田”的说法。经过衢州市农业林业科学研究院20余年的持续努力,在浙赣山区广泛收集并保存了2205份优良农作物种质资源,其中地方特色农作物种质资源663份,包括豆类、油料、薯类、稻类、旱粮等作物种质资源达92份;辣椒、丝瓜、黄瓜、苦瓜、茄子、韭菜等蔬菜种质资源174份;柑橘树、桃树、梨树种质资源316份;中药材种质资源73份;鸠坑、福鼎茶树种质资源8份。目前大豆、辣椒、丝瓜3种作物种质资源保存数量位于浙江省首位。

1.2 鉴定特色种质资源 对2205份优良种质资源材料开展分类鉴定并建立详细数据台账,主要开展田间鉴定,鉴定了叶色、株型、株高、果色和果型等形态特征,生育时期、熟相等生物学特性,耐旱性、抗高温性、抗涝性、抗冷性、抗倒伏性等抗逆性,病虫害抗性。同时,还开展了品质等室内鉴定,重要农艺性状的精准鉴定。如借助PSPNet、SegNet、U-Net的色彩识别算法和深度学习算法,开发辣椒果色和鲜味精准鉴定技术,挖掘出优异白辣椒种质34份,构建了国内首个包含44份白辣椒种质的核心种质库[1]。

1.3 育成适宜当地推广的农作物新品种 衢州市农业林业科学研究院根据当地的土壤和气候特点,结合自身条件,在菜用大豆、白辣椒、丝瓜、山药、油菜、柑橘等具有浙赣山区丘陵特色的农作物种质资源的收集、保存、育种创新、品种繁育及良种推广等方面持续努力。近10年来,成功培育并推广了36个符合当地居民消费习惯且适宜当地土壤气候条件的优良新品种。例如,通过杂交育种技术,成功培育了衢鲜1号、衢鲜5号、衢鲜8号、衢鲜9号、衢鲜15号等10个菜用大豆品种。其中,衢鲜1号在2016年被评为浙江省“十二五”十大优秀品种之一;衢鲜5号自2016年起连续9年被浙江省农业农村厅认定为全省大豆主导品种,并从2020年开始被用作浙江省秋季菜用大豆区域试验和生产试验的对照品种。衢鲜3号则是通过杂交育种加上分子标记辅助选择育种技术培育而成。此外,通过杂交育种技术,还培育了衢椒1号、玉龙椒、衢椒5号3个白辣椒品种。其中,衢椒1号自2017年起连续8年被列为全省蔬菜主导品种。

1.4 创制优良新种质资源 在杂交育种的基础上,借助化学诱变、航天诱变、杂交、分子标记辅助选择等技术,开发构建了种间高密度遗传图谱,发掘调控果色、果重、早熟性等9个重要性状的QTLs位点49个,开发育种可利用的分子标记5个,创制白辣椒优异新种质28份,拓宽白辣椒遗传背景,为白辣椒新品种选育提供原始材料[2]。

1.5 研发推广配套高效栽培技术 根据品种特性、地形地貌、自然气候等因素,以育苗、田间管理、病虫草害防治、采收时期等环节为重点,研发出适合本地种植习惯、农民能接受的配套高效栽培技术,形成DB3308/T 037—2017《白辣椒设施栽培技术规范》、DB3308/T 072—2020《夏秋鲜食大豆生产技术规程》、DB3308/T 110—2022《柑橘防冻栽培技术规范》等地方标准。

2 存在的短板和问题

2.1 地方种质资源保护能力尚存不足 种质资源公益保护支撑不足 当地从事传统农作物种质资源保护与利用的机构数量较少,缺乏系统收集、保存和鉴定种质资源的专业技术人员。同时由于科研资源有限,只能有选择性地收集、保存和利用种质资源。社会机构育种力量薄弱 目前,浙赣山区共有9家持证农作物种业企业,均为民营企业。这些企业主要从事销售代理品种和繁种、销售特色品种的工作,年繁种面积约1500hm2。仅有1家企业开展了蔬菜育种工作,已选育推广了白苦瓜品种苦中乐、白黄瓜品种顶瓜瓜等优良品种,而其余8家企业缺乏自主研发的创新意识和研发能力。保护与研发人才力量不足 9家种业企业的从业人员大多是从种子经销商转型而来,具备专业背景人才的仅有3家。因此,在种质资源的收集、保存、鉴定和利用方面的能力较为有限。

2.2 政策支撑力度不足 扶持政策不够 目前,地方没有设置传统农作物种质资源的保护与利用项目或专项经费,长期支持机制尚未建立,严重制约着全市传统特色农作物种质资源系统收集、保护与利用。企业发展受限 部分企业随着生产规模扩大,需要建设种子生产加工中心,扩建种子仓库,但设施用地指标很难申请,需要到工业园区购买建设用地和新建厂房,投资额明显上升,影响了企业投资发展的积极性。种业管理不够规范 据调查,果树苗繁育的技术门槛相对较低,掌握嫁接技术的人员能够自行开展繁育活动,导致销售环节的监管难以全面覆盖;中药材种子种苗繁育体系刚开始起步,与传统栽培农作物种子种苗相比,呈现出种子种苗生产无标准、经营无专业渠道、管理无具体办法且呈多头管理的“三无”状态。这一系列问题导致了当前全市范围内水果、中药材等育苗主体普遍未能获得生产经营许可证的现状。

2.3 地方种质资源保护利用不足 部分地方种质资源种性退化 长期栽培繁殖过程中,由于天然杂交、自然变异、性状分离、管理粗放、机械混杂等原因,导致龙游小辣椒、小湖南白黄瓜和白苦瓜、音坑白萝卜、蛟龙小黄姜、下傅丝瓜、常山煤山香大蒜、志棠白莲、六四毛豆、江山猕猴桃、衢州椪柑等本地特色农作物种质资源出现了不同程度的纯度下降、抗逆性减退、产量下降、品质劣化和种性退化的现象。这些品种丧失其典型性,商品性变差,市场竞争力减弱,甚至濒临灭绝,迫切需要进行提纯复壮。

种质资源收集保存难度较大 随着国内外育成品种的大规模推广,地方特色品种的数量和种植面积持续下降,多数地方品种仅在偏远山区零星种植。由于交通不便,缺乏专业的种质资源收集队伍,许多零星种植的特色种质资源未能得到及时收集和保存,导致部分特色地方品种消失的风险增加。此外,一些作物如大豆等高油高脂作物,在长期保存过程中容易发生变质,保持种子生命力的难度较大。

地方种质资源利用水平不高 自2012年以来,衢州市农业林业科学研究院以本地特色种质资源为亲本选育了36个品种,其中35个采用了常规的杂交育种技术,仅衢鲜3号采用了杂交育种加分子标记辅助选择育种技术。目前仅开发了6个重要农艺性状的分子标记,创制了78份具有香味浓、早熟、果色白等特点的优异种质,但在抗逆性强、优质、高产等优异基因的开发和利用方面仍有不足。与国际上“常规育种+生物技术+信息化”的育种4.0时代相比,仍存在一定差距。

3 促进农作物种质资源保护和创新利用的对策建议

3.1 多措并举,探索形成有山区特色的种质资源保护和创新利用新路径 要加强组织领导和规划引领,将种质资源保护和创新利用工作纳入乡村产业结构调整和乡村振兴的整体布局中,强化统筹协调,确保相关政策的有效落实。农业农村、林业、资源规划、科技、发改委、财政等部门应切实履行职责,与周边7个地市的相关机构建立常态化的沟通协作机制,加强部门间和地市间的协作,共同推进种质资源保护和利用工作。

3.1.1 提纯复壮本地特色种质资源 为保持和恢复山区特色种质资源(品种)的优良特性,防止混杂退化,应尽快根据不同作物的特性,对本地特色农作物品种或种质资源进行提纯复壮,并将恢复优良种性的品种资源免费提供给山区农户种植。可以通过单株系统选择法和二圃三级种循环选择法(行圃和系圃,原原种、原种和良种)对龙游小辣椒、小湖南白黄瓜和白苦瓜、音坑白萝卜、蛟龙小黄姜、下傅丝瓜、常山煤山香大蒜、志棠白莲、江山猕猴桃等特色种质资源进行提纯复壮。在基于单株选择的基础上,按照“三圃法”逐年开展株行圃、株系圃、原种圃,恢复本地六四毛豆的鲜绿色泽和鲜嫩口感[3]。采用珠心苗生理复壮原理提纯复壮衢州椪柑,恢复其囊瓣脆嫩爽口、汁甜味鲜、香气浓郁、耐贮藏等优良特性[4]。

3.1.2 种质资源在品质育种上的应用 在尊重山区丘陵区域自然规律和居民消费习惯的前提下,根据种业发展趋势,继续做好主要农作物良种选育的同时,加大与国家级、省级及周边地市农业科研机构的合作力度,加强特色种质资源的基础研究,挖掘优异品质基因及其紧密连锁分子标记。针对城乡居民生活水平提高、对优质农产品需求增加的情况,与省级以上科研机构合作,挖掘食味、外观、营养等品质优良的种质资源和基因。利用全基因组选择、基因编辑、转基因、合成生物学等生物育种技术,创制出品质优、抗逆性强、早熟、产量高的优异种质资源和基因,并利用这些优异基因对现有品种进行改良,选育出新品种并推广应用[5-6]。例如,选育荚色更绿、更耐低温、鲜味氨基酸含量更高的菜用大豆;青熟果颜色更白、鲜味氨基酸含量明显更高、更质嫩和早熟的辣椒;成熟期更早、酸度更低、品质更优的柑橘等,以满足本地及周边省市居民对优质农产品的需求。

3.2 加大扶持,构建种质资源保护利用可持续发展新机制

3.2.1 加大政策支持力度 制定并出台支持种业龙头企业的政策措施,合理使用财政奖补资金,进一步加大对种质资源保护的资金投入,支持种质资源库和种质资源苗圃的建设。同时,将种子种苗生产纳入农业保险补助范围,以减轻企业和农户的风险负担。

3.2.2 加快区域种质资源圃建设 依托衢州市农业林业科学研究院的科研基地,启动实施4省边际种质资源保存苗圃建设项目,及时完成全市663份野生珍贵和优良乡土农作物种质资源的收集、保存、鉴定和评价工作。同时,加大对衢州市内及周边7个地市野生珍贵和优良乡土种质资源的收集、鉴定、评价和资源共享力度,不断完善种质资源库和数据库,为农业种质资源的创新利用奠定坚实基础。

3.2.3 培育全产业链种业企业 引进2~3家有实力的国家级种业龙头企业,并为其提供设施用地及税收优惠政策的支持。在土地流转奖补政策、融资贷款贴息等方面向种业企业倾斜,建立商业化育种体系,加强政府、企业、科研院所三方合作,促进产学研用深度融合。推动种业企业之间的兼并重组,支持企业做大做强,积极承接省级以上种质创制及品种选育联合攻关项目和现代种业重大项目。整合上下游资源和力量,全面提升种质资源创新、育种材料创制、新品种培育、栽培技术集成配套、品种示范推广、售后服务等方面的水平,大幅提高种业企业的创新链、产业链、价值链和服务链,培育具有强大竞争力的全产业链种业龙头企业[7]。

3.3 建立长效机制,努力形成种质资源保存和新品种选育推广新模式

3.3.1 建设智能育种平台 建立数字化智能育种辅助平台,高效衔接亲本选择、材料组配、试验管理、数据采集、遗传分析、产业化应用等环节,加快育种全过程数字化进程。建立数据共享机制,加强人才培养,制定针对定向目标性状的优化育种方案,提高作物育种中的预见性和效率,为从传统的“经验育种”升级到定向、高效的“常规育种+生物技术+信息化”的“精确育种”打下坚实基础[8]。优化平台服务功能,定期收集并发布种子种苗行业的动态、生产情况和供需信息,引导种子种苗生产,做好供需调配。

3.3.2 培育高素质种业人才 建立良种选育的持续投入机制和激励机制,协同高校、科研单位和种业企业的力量,从引进高层次种业创新人才、激发本地科研人才活力、引进和培养种企人才、选拔和建设基层种子管理服务人才等方面入手,培养一批特色农作物种业创新领域的科技领军人才、高级工程师和高水平管理团队[9]。加强现代种业全产业链业务知识培训,开展种业人才下乡活动,普及种业相关知识,提高“三农”干部、种业企业和家庭农场员工的现代种业技术应用和管理水平。建立科学的人才评价激励制度,充分调动人才的积极性和主动性。

3.3.3 着力强化考核激励 将种质资源保护利用工作纳入乡村振兴考核内容,重点考核各地方支持种质资源收集、保护和种业发展的资金投入情况,以及种子种苗的质量管控情况。对在种质资源收集保护、品种选育、良种繁育推广、种苗质量监督管理以及种业产业发展中成绩显著的地区、企业和个人,给予表彰和奖励,以此激励各地各部门更好地开展种质资源保护和利用工作。

3.4 强化管理,积极营造种子种苗种质资源保护新环境

3.4.1 严把用苗质量关 严格执行种子种苗生产经营许可、检验检疫、标签标识、生产档案等管理制度,确保种子种苗质量可追溯。将种子种苗质量纳入项目验收内容,提高种子种苗的整体质量标准。

3.4.2 严把引种管理关 加强引种管理,避免盲目引进不符合当地生态条件的外来种子种苗。对于引种区域与不在同一适宜生态区域且没有成功栽培记录的种子种苗,必须严格按照国家引种标准开展引种试验。未经引种试验成功验证的种子种苗,不得推广种植。同时,加强引种检验检疫,严格监控农业有害生物,防止病害种子进入浙赣山区。

3.4.3 严把市场经营关 持续开展种子种苗质量抽查和生产经营许可检查等行政执法行动,确保市场秩序。畅通投诉举报渠道,强化种子种苗质量监管。农业、林业、公安、市场监管、综合执法等部门要加强协作,定期组织开展种子种苗综合执法和专项打假活动,严厉打击制售假冒伪劣种子种苗、未审先推、无证生产经营,以及在种子种苗管理、采购使用中的违法违纪行为,并将违法主体纳入失信黑名单,维护市场秩序。

参考文献

[1] 张婷,王雪艳,郭勤卫,李朝森,刘慧琴,项小敏,韦静,赵东风,万红建.基于农艺性状的辣椒种质资源遗传多样性.浙江农业学报,2024,36(2):325-333

[2] Wei J,Zheng J,Yu J,Zhao D,Cheng Y,Ruan M,Ye C,Yao Z,Wang R,Zhou G.Production and identification of interspecific hybrids between pepper(Capsicum annuum L.)and the wild relative(Capsicum frutescens L.).Journal of Agricultural Science and Technolog,2019,21:761-769

[3] 张广峰,陈喜明,韩云丽,李晓峰,白洁.英国红芸豆提纯复壮技术的应用研究.中国种业,2022(4):112-114

[4] 陈跃飞,肖文生,张生才,尤有利.芦柑品种提纯复壮技术研究.农业科技通讯,2009(2):61-62

[5] 郭敏杰,邓丽,苗建利,殷君华,任丽.基于全基因组选择的高产花生选育方法.中国油料作物学报,2024,46(3):697-702

[6] 黄耀辉,焦悦,吴小智,叶纪明.生物育种对种业科技创新的影响.南京农业大学学报,2022,45(3):413-421

[7] 王以中.北京现代种业产业链创新发展研究.中国种业,2020(12):1-3

[8] 王建康,李慧慧,张学才,尹长斌,黎裕,马有志,李新海,邱丽娟,万建民.中国作物分子设计育种.作物学报,2011,37(2):191-201

[9] 孙昕,李燕,吴洁.种业振兴背景下江苏种业人才队伍建设思考.中国种业,2022(10):18-22

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