马铃薯种质资源现状及发展对策

李彦军，耿伟，史超，许士霖

（吉林省蔬菜花卉科学研究院，吉林长春130033）

马铃薯发源于南美洲安第斯山脉，是世界第四大主粮作物。它适应性广、丰产性好、营养丰富、经济效益高，在我国广泛种植。马铃薯主粮化和主食化发展战略将引领农业供给侧结构性改革，为我国的粮食安全作出贡献。据农业农村部网站数据显示，2017 年全国马铃薯种植面积560 万hm2，年总产量达9 682 万t，其中食用消费5 895 万t，加工消费3787 万t。

种质资源又被称作品种资源，是在遗传领域内一切具有一定种质或基因的生物类型的总称，被认为是一个国家最具有价值和战略意义的物质财富。马铃薯种质资源丰富，这是任何栽培作物都无法比拟的，它在产量、品质、抗性等方面存在着广泛的遗传多样性，这是育种学家从事品种改良的基础[1,2]。

1 马铃薯种质资源现状

马铃薯既是蔬菜也是粮食作物。与其它谷物类粮食作物不同，马铃薯是同源四倍体物种，主要依靠薯块繁殖。由于存在无性和有性结合的混合繁殖方式，造成其遗传组成高度杂合，在自然界中存在大量从二倍体到六倍体的结薯和非结薯种，使得优良等位基因很难聚合在一起，这是导致马铃薯育种周期长的主要原因。

薯块繁殖存在繁殖系数低，种植、储运成本高，易携带病虫害等问题，这是马铃薯种植的瓶颈。近年来，全世界科学家都在致力于马铃薯的“种子化”进程，着力解决马铃薯自交不亲和与自交衰退两大问题。目前，国内马铃薯生产中应用的绝大多数品种是由中国育种单位自主选育的，尤其是近年来新育成的品种比原有品种的块茎外观形状和商品性明显改善、抗病性显著提高、丰产性和适应性适度增强，这些品种性状的改良得益于种质资源研究的深入开展。刘甜甜等[2]以感病品种Favorita 为对照，通过多重接种试验，对75 份马铃薯资源进行了晚疫病抗性的评价和筛选，了解了来自国内外不同种质资源的晚疫病抗性，获得了具有晚疫病广谱抗性的马铃薯品种。金黎平等[3]对马铃薯种质资源重要性状的基因发掘及遗传多样性进行了研究，他认为，马铃薯遗传育种要从马铃薯种质资源保存和利用、马铃薯基因组学研究、马铃薯重要性状遗传学和决定基因等三个方面进行研究和发展。实践证明，启动马铃薯的全产业链研究将集马铃薯繁育、加工、种植、销售于一体，有力推动当地马铃薯的产业化发展。

2 马铃薯种质资源发展面临的问题

我国已发展成世界第一大马铃薯生产国，作为“外来作物”的马铃薯在我国种植面积日益扩增，在我国扶贫攻坚和乡村振兴国家战略中发挥着不可替代的作用。我国马铃薯产业发展迅速，但仍面临诸多问题。据统计，我国马铃薯平均单产约1.4 t/ 667 m2，平均产量仅相当于美国、北欧地区单产的1/3。

2.1 专用型品种少

截止2018 年底，我国共审定和登记了818 个马铃薯新品种（含国外引进品种），其中绝大多数为鲜食品种，而早熟优质特色品种尤其是加工专用型品种较少，难以满足马铃薯产业快速发展和市场多样化的需求[4]。目前，马铃薯早熟和高淀粉加工品种是市场最需要的，同时，彩色马铃薯的附加值是菜薯和传统加工薯无法比拟的，而事实上加工型马铃薯和彩色马铃薯产量普遍偏低，使大规模的加工提取受到原料的制约，限制了马铃薯加工产业的多元化发展。

目前，我国主要从事马铃薯品种选育的单位超过70家，以科研院所和大学为主，企业较少，种质资源保存量约5 000 份[5]。闫雷等[6]提出，我国现有马铃薯加工专用型品种严重不足，满足不了加工业的需求，因此选育营养价值高、加工品质好、产量高、适应性好的马铃薯加工专用型品种具有深远的经济价值和社会意义。目前，我国马铃薯油炸专用型品种匮乏，生产上广为种植的品种主要是大西洋和夏坡蒂等品种。

2.2 优异种质资源不足

当前马铃薯优异种质资源不足和共享困难；晚疫病和土传病害严重，抗性品种缺乏；自主选育早熟品种和加工型品种少；脱毒种薯繁育成本高，质量较差；育成新品种推广速度缓慢，不能满足市场和生产需求[7]。如毁灭性的细菌性病害——马铃薯青枯病，在马铃薯生产中造成重大损失，目前还没有有效的防治措施，而且在马铃薯栽培种中尚未发现青枯病抗源，仅在野生种、原始栽培种中存在少数青枯病抗性材料，因而扩大马铃薯遗传基础研究是加快马铃薯青枯病抗性育种进程的关键。

2.3 种薯生产基础条件薄弱

马铃薯可以利用种薯切块繁殖，但当播种时土壤条件较差或种薯本身抗性较差时会导致产量降低。而且切块刀具不消毒也会导致许多病毒、细菌性病害的传播，因此目前多采用组培方式繁殖[8]。良种直接决定单产，目前我国马铃薯单产与新西兰、美国、荷兰等发达国家相比差距悬殊，这与脱毒种薯推广不利有直接关系[9]。马铃薯种薯繁育要经过茎尖脱毒—组织培养试管苗—温室繁育—原种生产—一级种薯—二级种薯多个环节，操作规程严，基地设施建设投资大，生产成本高，对环境条件要求高。但由于目前我国脱毒种薯行业发展不成熟，存在繁育不规范，质量参差不齐，种薯繁育规模小等问题，亟需建设技术先进、规模化的脱毒种薯繁育基地。

3 马铃薯种质资源发展对策

3.1 发掘、选育优异马铃薯种质资源

3.1.1 建立种质资源库

种业是国家战略性基础产业，也是产业发展的源头。马铃薯产业高质量发展，品种选育是第一步。建立完善的马铃薯种质资源库，对各地现有的种质资源进行初步的特性鉴定，主要是针对育种和生产最为重要的农艺性状，如抗性、倍性及品质等进行鉴定，能够方便育种工作的顺利开展。

3.1.2 坚持种质创新

从国内外引进、收集马铃薯育种亲本材料、杂交实生种子及加工型优良品种等种质资源。再经过多年的培育、试验、筛选工作，选育出一批具有自主知识产权的新品种（系），通过长期离体保存马铃薯种质资源，这是马铃薯种质资源收集、保存的主要平台。

要加强对马铃薯种质资源的创新，提高资源的可利用性。马铃薯种质资源的创新利用与粮油作物相比存在较大的差距，利用优良四倍体栽培种、二倍体野生种、近缘种及远缘种种间杂交、2n 配子利用、应用生物技术进行种质创新，得到新的种质，为育种和生产服务。

3.1.3 筛选和选育出优质品种

应坚持种质资源的收集与整理，丰富种质的多样性，有针对性地从外地、国内外引进优良品种，经鉴定后直接在本地推广应用或把有个别优良性状的资源作为亲本，育成新的可在本地推广的优良品种，这是选育马铃薯新品种的关键。如姚兰等[1]从全国马铃薯科研院所引进6个新品种，通过试验筛选出了适宜西北干旱半干旱区气候特点的高产、优质马铃薯新品种，并进行田间比较试验。结果表明，中薯20 号表现出较高的适应性和高产性，产量达到2 633 kg/667 m2，较对照增产11.95%，商品薯率高，在定西市可作为潜在主推品种。雷婷[12]通过对实验室前期已获得的亲本具有青枯病抗性基因的三个杂交群体的青枯病进行抗性鉴定，筛选出了具有青枯病抗性的材料，同时通过原生质体电融合方式，创制优质多抗的马铃薯新种质。

3.2 加强资源共享，开展科研联合攻关

下一步要注意加强各成员、攻关联合体、科研教学及推广单位之间的联合与协作，聚焦生产重大问题和体制机制创新，推动企业与科研单位合作，逐步形成产业导向、成果评价、多元投入、利益共享等新机制。强化优势资源和力量整合，逐步构建马铃薯种质创新与利用、品种选育、联合测试等协同创新平台，筛选和创制一批满足马铃薯育种需求的优异种质资源，选育综合性状优良、适应性广、具有重大生产应用价值的专用品种，推动品种更新换代，提高我国马铃薯产业的自主创新能力。

开展马铃薯良种科研联合攻关，对于马铃薯产业的发展具有重要意义。一是可以通过种质资源共享和利用，丰富各单位育种资源的遗传基础，引入优质种质培育目标性状突出、综合性状均衡的新品种。二是可以通过不同生态区联合体单位品种（系）联合试验和新品种展示示范，测试品系或品种的特征特性和适应区域，为新品种选育和推广提供依据。三是通过育种人才培养和信息交流，提高育种技术水平，促进联合体内单位尤其是企业自主品种创新能力。