作物種質(zhì)資源是開展優(yōu)良品種選育、促進(jìn)作物科技原始創(chuàng)新的基礎(chǔ)和源頭，做好種質(zhì)資源普查和保護(hù)是打好種業(yè)翻身仗的第一仗。
5月8-9日，農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)與利用專項(xiàng)2021年度工作會(huì)在湖南長沙召開，中國農(nóng)科院作科所及各作物種質(zhì)資源庫（圃）相關(guān)負(fù)責(zé)人，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種業(yè)管理司有關(guān)人員參會(huì)。會(huì)議總結(jié)了“十三五”期間作物種質(zhì)資源保護(hù)與利用工作進(jìn)展，并對(duì)“十四五”作物種質(zhì)資源保護(hù)與利用工作進(jìn)行了總體部署。
會(huì)上，涉及種質(zhì)保存、資源鑒定、育種應(yīng)用等不同領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者齊聚一堂，針對(duì)新形勢(shì)下，作物種質(zhì)資源保種工作如何開展，如何加強(qiáng)種質(zhì)資源鑒定評(píng)價(jià)、提高種質(zhì)資源利用效率等問題展開研討，為做好下一階段作物種質(zhì)資源保護(hù)與利用工作出謀劃策，探明方向。
“種質(zhì)資源的保護(hù)與利用，是全面打好種業(yè)翻身仗的關(guān)鍵?！睍?huì)上，中國工程院院士劉旭指出，種質(zhì)資源工作，要能夠支撐作物育種，支撐種業(yè)發(fā)展及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，支撐國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展。新時(shí)期內(nèi)，要總結(jié)“十三五”時(shí)期的經(jīng)驗(yàn)與不足，面向育種需求，加快種質(zhì)資源精準(zhǔn)鑒定，讓種質(zhì)資源可以為育種者所用，在生產(chǎn)中起作用，實(shí)現(xiàn)種質(zhì)資源和遺傳育種的相互銜接，推動(dòng)種質(zhì)資源高效利用。
保量更保質(zhì)
產(chǎn)業(yè)意義和科學(xué)意義成衡量目標(biāo)
如果說種業(yè)是農(nóng)業(yè)的芯片，那么種質(zhì)資源就是種業(yè)的芯片。
在生物技術(shù)高度發(fā)展的今天，種質(zhì)資源已經(jīng)成為一個(gè)國家重要的戰(zhàn)略資源，也是衡量一個(gè)國家綜合國力的指標(biāo)之一。
據(jù)介紹，目前，我國長期保存種質(zhì)資源52萬份，居世界第二位。其中保存的28萬份地方品種和野生資源，已經(jīng)在野外、生產(chǎn)上消失或絕種。
“如果不是因?yàn)樘崆叭霂毂４?，這28萬份資源將不復(fù)存在?！敝袊r(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物種質(zhì)資源中心主任李立會(huì)指出，種質(zhì)資源的收集保存，關(guān)系到國家的糧食安全和種業(yè)安全，意義重大。預(yù)計(jì)今年8月，國家作物種質(zhì)資源新庫將進(jìn)入試運(yùn)行階段，庫容量、保存方式、自動(dòng)化、信息化程度將顯著提升，可保存150萬份種質(zhì)資源，保存能力位居世界第一。
自2015年起，第三次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動(dòng)全面展開?！敖刂?020年，行動(dòng)已完成1616個(gè)農(nóng)業(yè)縣普查與征集、291個(gè)農(nóng)業(yè)縣系統(tǒng)調(diào)查與搶救性收集，征集與收集種質(zhì)資源9.2萬份。作物種質(zhì)資源供需矛盾有效緩解，基本實(shí)現(xiàn)了有種可供，目前年分發(fā)11萬份次，比2001年提高了17倍，保存資源利用率達(dá)到了51%。”李立會(huì)說。
隨著種質(zhì)資源工作的長期有序開展，我國種質(zhì)資源保存數(shù)量穩(wěn)步提升，多樣性日益豐富?！澳壳埃蠖?、油料、野生稻、野生花生、茶、紅麻、大蒜、茶樹、山葡萄、桑、棗、龍眼、枇杷、砂梨、荔枝、香飲料、紅萍、煙草15類作物種質(zhì)資源保有量居世界第一?！眹易魑锓N質(zhì)庫主任盧新雄表示。
截至目前，第三次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動(dòng)階段性成效顯著，已收集和新收集的種質(zhì)如何妥善入庫圃安全保存，如何實(shí)現(xiàn)資源和育種的有效銜接等已成為下一階段的工作重點(diǎn)。
對(duì)此，李立會(huì)表示，“十四五”作物種質(zhì)資源保護(hù)與利用工作中，將著力解決一批關(guān)鍵問題?！笆占?、編目、更新、生活力檢測(cè)、鑒定、創(chuàng)新等工作的‘份數(shù)’，不再作為衡量的唯一指標(biāo)，而是將‘份數(shù)’代表的產(chǎn)業(yè)意義和科學(xué)意義作為主要衡量指標(biāo)?！崩盍?huì)表示，加強(qiáng)種質(zhì)資源保護(hù)與利用，同步提升保種數(shù)量與質(zhì)量，是今后開展工作的主要方向。
據(jù)介紹，下一階段，我國將加快推進(jìn)《農(nóng)作物種質(zhì)資源管理辦法》修訂，進(jìn)一步完善收集保護(hù)、資源登記、鑒定評(píng)價(jià)與種質(zhì)創(chuàng)新、共享利用、國際合作交流等各項(xiàng)工作，確定一批國家級(jí)作物種質(zhì)資源保護(hù)單位，確保種質(zhì)資源的安全保存和有效供給，推進(jìn)作物種質(zhì)資源登記，推動(dòng)作物種質(zhì)資源事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和種業(yè)發(fā)展需求
實(shí)現(xiàn)資源、育種緊密銜接
對(duì)于育種工作者而言，優(yōu)良育種材料短缺則意味著“無米之炊”。資源收集之后，如何實(shí)現(xiàn)資源和育種的緊密銜接，一直是育種家們關(guān)心的重點(diǎn)。
縱觀我國作物育種歷史，種質(zhì)資源的重要性不言而喻?！敖夥藕?，通過系統(tǒng)普查，零散在我國各地的地方品種被收集上來，通過鑒定和利用，育成了我國第一代小麥品種，小麥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也上了新臺(tái)階。各種多抗種質(zhì)的廣泛應(yīng)用，在抗赤霉病上也起到了很大作用?！睆氖掠N幾十年的小麥育種家、中國工程院院士趙振東坦言。
“要解決品種同質(zhì)化的問題，我們非?？释ㄟ^資源的利用來育成更多有突破性的品種?！壁w振東指出，在一年兩熟的耕作制度下，要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟等育種突破，關(guān)鍵在于資源的突破。
“目前，最亟須解決的問題，就是可利用的、突破性種質(zhì)資源的短缺，特別是光熱水肥高效利用、多抗等種質(zhì)資源的短缺。因此，在進(jìn)行后期鑒定評(píng)價(jià)時(shí)，選擇什么性狀、什么材料去鑒定十分重要?！壁w振東表示，資源研究、精準(zhǔn)鑒定要向重點(diǎn)材料側(cè)重，才能更加貼合育種和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際需求。
“下一階段，為支撐大、小宗作物產(chǎn)業(yè)發(fā)展不平衡的問題，針對(duì)水稻、小麥、玉米、大豆、棉花、油菜等大宗農(nóng)作物，將聚焦農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和種業(yè)發(fā)展需要的重要性狀，重點(diǎn)篩選、創(chuàng)制在育種上具有應(yīng)用前景的優(yōu)異種質(zhì)或育種親本，發(fā)揮各作物優(yōu)異種質(zhì)的品牌效應(yīng)，逐步形成以種質(zhì)資源為源頭和中心，開創(chuàng)引領(lǐng)種業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展新局面。”李立會(huì)說。
在第三次全國作物種質(zhì)資源普查與收集行動(dòng)中，收集、保存了不少特色、特異的珍貴資源，應(yīng)用前景十分廣闊。近年來，以本次行動(dòng)收集的優(yōu)異種質(zhì)為依托，一批符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及市場需求的新優(yōu)品種選育成功并推向田間地頭，正在推動(dòng)各地農(nóng)民增收、產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，也為我國鄉(xiāng)村振興注入了源頭活水。
以小麥-冰草創(chuàng)新種質(zhì)作為育種材料，23個(gè)優(yōu)勢(shì)育種單位培育出高產(chǎn)、抗病、抗逆新品種9個(gè)，參加國家、省區(qū)試后備新品種24個(gè)，涵蓋7個(gè)主產(chǎn)區(qū)；由鄭州桃圃提供蟠桃品種苗木，通過高效栽培技術(shù)配套，實(shí)現(xiàn)新疆沙石地種植，畝產(chǎn)1020公斤，畝純收入5000元以上，比當(dāng)?shù)胤N植普通桃收入增加一倍；甘肅隴南核桃研究所培育了“紅核2號(hào)”新種質(zhì)，打破了美國在紅仁核桃育種方面的專利壟斷地位；通過收集資源育成的獼猴桃品種“東紅”，斬獲果蔬界的“奧斯卡”——“Fruit Logistica創(chuàng)新獎(jiǎng)”金獎(jiǎng)，這是國內(nèi)培育的獼猴桃品種首次榮膺國際大獎(jiǎng)……
加快精準(zhǔn)鑒定 摸清資源“本底”
我國種質(zhì)資源豐富，但對(duì)于不少育種工作者來說，育種材料匱乏仍然是個(gè)“老大難”問題，原因在哪？
“想要用好資源，先要摸清資源的‘本底’?！敝袊r(nóng)科院作科所李英慧研究員指出，種質(zhì)的抗病性如何，產(chǎn)量三因素表現(xiàn)如何，都要通過田間表型和基因型的精準(zhǔn)鑒定來一探究竟。
精準(zhǔn)鑒定有多重要？
我國小麥地方品種“望水白”是世界公認(rèn)抗赤霉病最好的優(yōu)異種質(zhì)，但因產(chǎn)量不高，40年間仍未得到有效利用?！巴ㄟ^精準(zhǔn)鑒定發(fā)現(xiàn)，決定該品種抗性突出的兩個(gè)基因與產(chǎn)量性狀呈顯著負(fù)相關(guān)，這才找到了‘癥結(jié)’所在。”李英慧介紹。
通過后續(xù)的遺傳改良，目前已利用“望水白”培育出2個(gè)高抗赤霉病的小麥新品種，完成了優(yōu)異種質(zhì)向可利用親本的轉(zhuǎn)變。
“目前，我國存入庫（圃）種質(zhì)資源已全部完成基本農(nóng)藝性狀的鑒定及編目，但只有不到10%進(jìn)行了初步精準(zhǔn)鑒定。若要進(jìn)行深入挖掘和利用，鑒定的廣度和深度仍然不足?！崩钣⒒壑赋?，十四五期間，為加強(qiáng)種質(zhì)資源的有效利用，將為已入庫的52萬份資源構(gòu)建“分子身份證”，“精選”5.2萬份進(jìn)行精準(zhǔn)鑒定后，將篩選出2200份以上最有利用價(jià)值種質(zhì)進(jìn)行功能標(biāo)記，方便育種家按需選擇和利用。同時(shí)，通過數(shù)據(jù)庫的建立和應(yīng)用，加速推進(jìn)種質(zhì)資源的有效共享。
如何“精選”出這十分之一的精準(zhǔn)鑒定對(duì)象？
“在挑選精準(zhǔn)鑒定的目標(biāo)時(shí)，需瞄準(zhǔn)種業(yè)發(fā)展方向和實(shí)際生產(chǎn)需求?！崩钣⒒壑赋?，下一階段，將著重選擇在高產(chǎn)、耐蔭、固氮、宜機(jī)、加工品質(zhì)、抗主要病蟲害和逆境等方面具有突出優(yōu)勢(shì)的種質(zhì)資源，開展后續(xù)的精準(zhǔn)鑒定，通過田間展示和“分子身份證”，育種家和企業(yè)可快速了解種質(zhì)遺傳信息，加快種質(zhì)資源的利用效率。
“通過基因型、表型、環(huán)境、系譜等育種大數(shù)據(jù)發(fā)展和信息化技術(shù)，我國育種將有望實(shí)現(xiàn)從2.0到4.0時(shí)代的跨越，實(shí)現(xiàn)種業(yè)發(fā)展的彎道超車?！崩钣⒒壅f。
