浅议地方农作物种质资源库建设

肖静　李婷　张其斌　肖迁

关键词：农作物种质资源库；现状；问题；建议

中图分类号：S-1 文献标志码：A 文章编号：2097-2172（ 2023）07-0598-05

种质资源是最重要的自然资源之一，是物种进化、遗传学研究及育种的物质基础。种质资源库的建立是有效保存优良种质资源的关键。2020年，中央经济工作会议提出要加强种质资源保护和利用，加强种子库建设；2021年7月，中央全面深化改革委员会第二十次会议审议通过了《种业振兴行动方案》，强调要打牢种质资源基础，做好资源普查收集、鉴定评价工作，切实保护好、利用好种质资源。甘肃是西部农业大省，具有悠久的农业生产历史，农业种质资源丰富多样。近年来，甘肃省立足全省战略高度，依托甘肃省科技创新服务平台在全省建成了一批省级农作物种质资源库，有效地保护了甘肃省地方农作物资源安全，为育种工作者培育优质抗逆新品种、种质创新提供了优良种质资源及基础数据，极大地促进了甘肃省农业种质资源保存、评价和利用工作，这对有效提升种质创新能力、推动农业高质高效发展、加快乡村产业振兴具有重要的现实意义。

1现状

1.1甘肃省农作物种质资源库建设

甘肃省农作物种质资源库建设立足甘肃、面向西北地区，以抗寒、抗旱及优质、特色为主要目标，积极开展甘肃地方种质资源及国内外种质资源的收集和保存工作。目前，甘肃省共建立省级农作物种质资源库10处（表1），其中已建成8处，在建2处。

省级农作物种质资源库包括四种类型，一是果树种质资源库，共有4处，均为活体保存，主要收集保存桃、杏、梨、苹果、核桃、葡萄、油橄榄等果树种质资源；二是粮食作物种质资源库，共有3处，采用低温、活体保存，主要收集保存小麦、玉米、马铃薯、荞麦、燕麦、青稞、食用豆、谷子等农作物种质资源；三是中药材种质资源库，共有2处，主要收集保存黄芪、党参、当归、大黄、黄芩等药材种质资源，均为活体保存。四是草类植物种质资源库，共有1处，种子低温保存。

1.2主要农作物种质资源入库保存情况

2021年，甘肃省主要农作物种质资源库共保存粮食、果树、中药材、草4类，1056个种类、31875份资源，其中甘肃地方种质资源23219份（表2）。粮食作物种质资源库共收集保存马铃薯、小麦、玉米、荞麦、燕麦、食豆类、青稞等种质资源12947份，并依托甘肃省农业科学院建设“西北种质资源保存与创新利用中心”，建成后的库存量及自动化程度将处于全国领先水平。果树种质资源库共收集保存国内外、甘肃地方特色果树种质资源1741份，其中陇南特色经济林种质资源库保存花椒种质资源数60份，是全省最大的花椒种质资源保存库。中药材种质资源库共收集保存黄芪、白芨、黄芩、柴胡、板蓝根、淫羊藿等以陇药为核心的各类中药材12187，在西北地区居领先水平。草类植物种质资源库共收集保存各类草种质资源5000余份。

1.3主要农作物种质资源鉴定评价

甘肃省省级种质资源库建设以来，各建设单位以实现种质资源高效管理和利用为目标，对收集保存的种质资源积极开展植物学特性、生物学特性、抗逆性、品质特性等的鉴定评价工作，累计鉴定评价粮食作物、果树等种质资源5000多份，筛选出抗寒、耐深播的小麦、青稞种质185份，创制其他粮食种质资源300多个。选育酿酒葡萄新品系12个，抗寒砧木2个；苹果新品系6个，种质3个，优良砧木3个；地方抗寒桃优良种质1个，为下一步新品种选育研究奠定了良好基础。定西市农业科学研究院联合国家现代农业产业技术体系综合试验站，构建了主要农作物种质资源农艺、产量和抗逆性状的系统鉴定技术体系，极大地提升了评价结果的准确性，提高了资源规模化筛选效率和共享性。

1.4农作物种质资源开发利用

为充分挖掘种质资源潜在价值，实现优异种质的高效利用，各科研单位、高校等种质资源库建设单位通过杂交、实生、辐射诱变等育种技术，辅助胚挽救、遗传多样性鉴定、优势功能基因挖掘等生物技术，积极开展种质创新和新品种选育工作，取得了一系列成果，为全省农业高质高效、乡村产业提质增效升级提供了坚实支撑。

1.4.1新品种选育 种质资源库承担单位甘肃省农业科学院、定西市农业科学院自项目实施以来，利用收集保存的优良种质作为亲本，采用杂交育种技术先后育成小麦新品种陇鉴110、陇鉴111，兰天36号等，马铃薯新品种陇薯15号、陇薯20号，定薯5号、定薯6号、定薯7号等，谷子陇谷18号等、糜子陇糜17号等、大豆陇中黄605等、胡麻隴亚16号等、玉米新品种禾盛209等。甘肃省农业科学院、陇南市经济林研究院以果树种质为育种材料先后选育林果新品种15个，其中综合品质优良的极早熟、早熟以及晚熟桃新品种4个（甘露早油、陇油金蜜、陇蜜10号、陇油桃9号），杏李远缘杂交新品种1个（陇缘红），早熟梨品种2个（甘梨3号、早玉），优质、丰产葡萄品种2个（碧玉、嫣红），优质、无刺花椒新品种1个（陇南无刺花椒），优质、丰产核桃品种3个（陇原红、陇薄丰1号、陇薄丰2号），油橄榄新品种2个（豆果、科罗莱卡）。以上新品种正在示范推广，有望对优化全省农业品种结构，促进优质、高产发挥积极作用。兰州大学、甘肃省中医药大学以异种草和中药材特质为材料选育革新品种4个、中草药新品种50个。陇南市经济林研究院开展了油橄榄航天育种试验，选择4个品种搭载长征5号B运载火箭试验船，进行了油橄榄首次搭载试验，开创了我国油橄榄太空育种新纪元。

1.4.2优势基因挖掘 甘肃省农业科学院林果花卉研究所在果树种质资源表型鉴定的基础上，利用WGS-seq、GBS-seq分子群体进化分析技术，进行了86个核桃、50个草莓、61个桃品种资源的遗传多样性和亲缘演化关系研究，筛选出桃、核桃核心种质16个，为下一步育种亲本选配奠定了良好基础。同时，以筛选出的甘肃地方抗寒桃优良种质资源丁家坝李光桃为材料，建立转录组文库，获得890个差异表达基因，其中有124个DEGs为抗寒相关的转录因子，并对筛选出的15个差异表达基因进行qRT-PCR验证，效果显著，为下一步桃抗寒性研究提供了理论基础。

1.4.3资源共享 为进一步规范种质资源的管理，实现资源的最大化共享、最高效的利用，全省依托各种质资源库研发甘肃省中部地区主要农作物种质资源管理系统和集种子检验与种质保存于一体的草种质资源库管理系统，建立农作物种质信息库；同时，根据收集保存果树种质的植物学性状、生物学特性、果实品质、抗逆性等基础数据，建立果树种质资源数据库1个，建成甘肃省河西地区葡萄种质资源数据共享平台1个，全面提升了全省种质资源的管理和共享水平。

1.4.4科技创新与产业服务 近年来，各建设单位充分发挥自身在科技创新中的引领作用，以农作物种质资源研究和利用为主要内容开展了多项创新研究，取得了显著成效。兰州大学通过积极争取国家种质资源圃、甘肃省草业创新联盟、草地农业生态系统国家重点实验室平台建设等项目，建立了甘肃省寒区旱区草种质资源收集网络，制订、修订《草种子收集技术规范》等甘肃省地方标准4项。陇南市经济林研究院以八月椒做砧木嫁接陇南无刺花椒、“梅花椒”良种苗木繁育研究，有效解决了花椒经济寿命短、产量低而不稳、抗病虫和极端气候条件导致花椒伤亡的问题。甘肃省农业科学院自主选育的梨、桃优良新品种分别获甘肃省科技进步一、二等奖。陇南市经济林研究院凝练“甘肃省陇南特色经济林种质资源库”多年研究成果，获得2020年甘肃省科技进步一等奖，选育的油橄榄品种及研制的餐用橄榄罐头获得2019年甘肃省林业科技进步三等奖；编译出版的《世界油橄榄品种图谱》获第二十七届中国西部地区优秀科技图书三等奖。此外，作为助力农业产业发展的重要方式，各建设单位还积极开展优良种质资源繁育、种质共享、产业服务等。通过扦插、嫁接、组培等方式累计繁育核桃、花椒、苹果、桃、油橄榄等良种苗木16万株，与省内外科研院所交流共享种质资源100余份，累计向省内科研、教学、生产单位以及农户提供农作物种质资源2359份，果树接穗、种苗等11160株（枝）。培育出的农作物新品种在省内外同类生态区累计示范推广11.64万hm²，新增纯收益1.3亿余元，为全省农业产业健康、持续、高效发展提供了良种支撑。

2存在的主要问题

2.1基础设施不够完备

现有种质资源库中，粮食作物、中药材、草种质的保存方式多以种子保存为主，辅以田间活体保存，而果树种质资源基本以田间活体保存为主。部分种质资源圃除基本的水利设施、道路外，农田防护林网、安全监控等保护设施尚不健全，种质资源繁育鉴定场、试验示范园区以及专业化、智能化和标准化种质资源鉴定评价实验室和仪器设备等基础条件建设还不完善，在一定程度上影响上种质资源库作用的高效发挥。

2.2种质资源库建设管理体系不够完善

地方种质资源库作为国家库的有效补充，同时也是地方特色种质资源有效保护和开发利用的平台。目前，全省地方种质资源库的建设缺乏統一性、整体性规划，存在相同种质资源在不同单位重复保存的现象。如已建成的甘肃省中部地区主要农作物种质资源库和甘肃省主要粮食作物种质资源库、已建成的甘肃省道地中药材种质资源库和正在建设的甘肃省中药材种质资源库，均存在种质资源重复保存的情况。其次，资源共享体系尚未形成。科研单位、高校多以自发搜集种质资源为主，并将其作为开展新品种选育、种质创新及利用等的自有资源，缺乏有效的交流与共享机制，种质资源交流渠道不畅，难以高效共享利用。

2.3优异种质挖掘和创新力度不够

种质资源是新品种选育的基础材料，优异种质的发现和有效利用是新品种选育成功的关键。所掌握种质资源数量的多少、对其性状表现及遗传规律研究的深度，对育种成效的大小起决定性作用。目前，甘肃省对现有种质资源的鉴定评价多处于植物学、生物学、抗逆、品质以及育种特性等方面的表型研究，开展深度鉴定的资源占比不足1%，基因发掘规模小而且分散，有育种利用价值的分子标记和核心种质构建、种质资源鉴定评价和深度挖掘研究滞后。

2.4缺乏长期稳定的资金投入

种质资源的保护利用是一项长期性的持续工作，具有战略性和公益性。无论是种质资源的收集保存，还是种质的开发利用，每个环节都需要大量的人才、物力和财力，需要持续稳定的经费支持。当前，全省无论是已建成还是正在建设中的种质资源库，均缺乏长期、稳定的经费支持，严重影响了种质调查研究、深度评价、创新利用等工作的开展，制约了种质资源的可持续高效利用。

3加强农作物种质资源库建设的对策与建议

3.1进一步加强和规范种质资源库建设

种质资源库建设是一项资金投入大、维护成本高的工程，不能贪大求全。地方种质资源库建设应统筹做好全省种质资源库的科学布局，在国家种质资源保护体系框架下，结合甘肃现有工作基础和发展需要，按照“确有必要、条件具备、规模适度、避免重复”的原则，科学确定当地种质资源库布局，实现与国家种质资源库布局的有效衔接，相得益彰。要不断完善已建成种质资源库的基础条件，加快种质资源繁育鉴定场、种质资源精准鉴定评价中心建设，建立高通量种质资源分子鉴定平台和优异性状评价实验室，为种质资源科学管理和发掘利用提供技术平台。

3.2加强种质资源鉴定评价和育种创新

种质资源是重要的战略性资源，是科技原始创新与现代种业发展的物质基础。加强种质资源精准鉴定评价工作，深度发掘优异种质和优异基因，构建DNA分子指纹图谱库，会提高种质资源利用效率，使种质资源创新利用达到国际先进水平。首先，应结合甘肃省特色农业发展现状，在农业优势产区和特色生态区建设一批种质资源精准鉴定基地，在种质资源表型性状鉴定评价的基础上进行分子精准鉴定评价。其次，建设专业化、智能化的种质资源基因型高通量鉴定评价及功能基因深度挖掘平台，建立基因型-表型数据库，针对全省寒旱生态环境和高原栽培特点，深度发掘耐寒、耐旱等优特异种质基因，加快优质、抗逆新种质的改良创制，为种业振兴提供科技支撑。在育种创新方面，要组织成立良种联合攻关小组，培育具有优质和高附加值、适宜轻简化和宜机化生产、商业价值突出的农作物新品种。重点培育优质、节水、抗病小麦品种；高产、耐旱、耐除草剂、宜机收粮食兼用玉米品种；抗病、抗旱、高产、优质多功能型马铃薯品种；抗寒、抗旱、优质、熟期配套果树优良新品种；珍贵、稀有、优良野生中草药品种。同时，需建设现代生物技术育种创新研究中心，建立种质资源高效遗传转化体系，攻克新一代杂种优势利用、多基因高效精准编辑、复合诱变、育种芯片和基因分型、全基因组选择等育种关键核心技术，构建现代生物育种创新体系。

3.3建立种质资源保护利用工作长效机制

种质资源的保护利用工作是一项长期性、基础性的公益性事业。首先，应加大种质资源保护利用方面的资金投入，省级科技部门与财政等部门应协同推进，探索建立稳定支持种质资源保护与利用工作的机制，市县各级政府要出台配套资金支持的政策措施，加快种质资源库条件建设，全面提升种质资源库建设水平。第二，构建种质资源开放共享机制，加强各种质资源库之间的协作沟通，按照统一的规范标准开展种质资源收集、保存、评价等工作，建立种质资源管理与共享信息服务平台，实现种质资源信息发布、共享利用、咨询服务等于一体的“一站式”线上服务，加快实现全省农作物种质资源的高效利用，为打好种业翻身仗提供坚实有力的保障。第三，建立种质资源保护与利用人才队伍体系和保障激励机制，制订相应岗位技术规范和考核激励办法，吸引更多优秀青年科技人员参与种质资源工作，不断培养壮大种质资源收集、保存与创新利用的能力和水平。