廣東省農作物種質資源調查與分析

吳柔賢，徐恒恒，高家東，郜銀濤，陳兵先，張文虎，劉 軍

（廣東省農作物種質資源保存與利用重點實驗室/廣東省農業科學院農業生物基因研究中心，廣東 廣州 510642）

【研究意義】種質資源是指攜帶生物遺傳信息的載體，具有實際或潛在利用價值。作物種質資源包括種子、組織、器官、細胞、染色體、DNA片段和基因等，其材料類型包括野生近緣植物、地方品種、育成品種、品系、遺傳材料等［1］。作物種質資源是進行作物新品種選育和從事農業生產的物質基礎［2］，是農業科技原始創新、新型現代種業發展的物質基礎，是保障糧食安全、建設生態文明、支撐農業可持續發展的戰略性資源［3］。【前人研究進展】我國作為世界重要的作物起源中心之一，于1956—1957年、1979—1983年對農作物種質資源進行了兩次大規模普查征集，搶救收集了40萬份種質資源［4］。【本研究切入點】廣東地處我國大陸最南部，獨特的地理位置、氣候條件和濃厚的民族文化底蘊孕育了豐富的農作物種質資源。隨著城鎮化、現代化、工業化進程加速，受氣候變化、環境污染、外來物種入侵等因素影響，以及30年未開展全國性農作物種質資源普查，致使廣東省種質資源本底不清、地方品種和野生種等特有種質資源喪失嚴重［5-7］。【擬解決的關鍵問題】為盡快查清我國農作物種質資源家底，保護攜帶重要基因的資源，自2015年起，農業農村部（原農業部）組織開展了第三次全國農作物種質資源普查與收集行動（以下簡稱“行動”），廣東省作為第二批參與的省份，于2016年起開展。通過全面開展廣東省農作物種質資源的全面調查與收集，摸清廣東省農作物種質資源的現狀，同時搶救性收集古老地方品種、種植年代久遠的育成品種、國家重點保護的作物野生近緣植物以及其他珍稀、瀕危野生植物種質資源。

1 調查內容與收集方法

1.1 調查內容

根據《第三次全國農作物種質資源普查與收集行動實施方案》（簡稱《實施方案》），2016—2018年對廣東80個農業縣（市、區）的農作物種質資源開展全面普查，查清各類作物的種植歷史、栽培制度、品種更替、社會經濟和環境變化、種質資源種類、分布、多樣性及其消長狀況等基本信息，以及重要作物的野生近緣植物種類、地理分布、生態環境和瀕危狀況等重要信息。

針對廣東省農作物種質資源豐富的24個農業縣（市、區）進行各類農作物種質資源的系統調查和搶救性收集。調查每類農作物種質資源的科、屬、種、品種分布區域、生態環境、歷史沿革、瀕危狀況、保護現狀等信息，深入了解當地農民對其優良特性、栽培方式、利用價值、適應范圍等方面的認知情況。為全面覆蓋廣東農業縣（市、區），廣東省農業農村廳通過現代種業提升工程項目支持補充廣東省第三次全國農作物種質資源普查與收集行動（簡稱本次行動），增加了12個縣（市、區）的普查和10個縣（市、區）的系統調查。因此，行動涉及廣東92個縣（市、區）的全面普查和34個縣（市、區）的系統調查和搶救性收集。

根據《實施方案》要求每縣（市、區）在全面普查基礎上，征集各類農作物種質資源20～30份（簡稱“普查征集”）。在普查基礎上，每縣（市、區）搶救性收集各類農作物的古老地方品種、種植年代久遠的育成品種、國家重點保護的作物野生近緣植物以及其他珍稀、瀕危野生植物種質資源80～100份（簡稱“系統調查收集”）。結合廣東省農作物分布特點，我們列出了部分可采集的農作物種質資源類別，以便與農戶溝通（表1）。

表1 廣東省系統調查收集的部分農作物種質資源Table 1 Partial crop germplasm resources investigated and collected by the Action of Guangdong Province

1.2 調查與收集方法

1.2.1 “行動”組織與實施 廣東省成立了“行動”領導小組，全面負責廣東省農作物種質資源普查與收集行動的組織協調與監督管理。廣東省種子管理總站協調有關區縣的農作物種質資源全面普查與征集，廣東省農業科學院組織農作物種質資源豐富縣（市、區）的系統調查和搶救性收集，對各縣（市、區）征集和收集的種質資源進行鑒定、評價、編目。廣東省系統調查與搶救性收集工作則由廣東省農業科學院項目總負責人易干軍副院長負責，由廣東省農業科學院農業生物基因研究中心執行實施。

1.2.2 系統調查收集的方法 根據“行動”技術規范要求，結合廣東省實際情況，廣東省農業科學院組建了種質資源綜合和專業調查隊。在開展系統調查收集之前，種質資源綜合調查隊在各縣開展資源摸底調研，掌握當地資源狀況、種類、分布信息后，由綜合調查隊按照規定流程進行資源調查和搶救性收集工作。綜合調查隊根據任務計劃與各縣（市、區）協調溝通，確定調查時間和路線，在一個時間段內集中對各類農作物種質資源進行系統調查和搶救性收集。在此基礎上，針對具有特定生育期的作物，專業調查隊再次開展收集，以查漏補缺。

依據“行動”規定要求，至少3鎮9村且調查的鄉（鎮）之間的民族、氣候條件、海拔高度有所不同。廣東種質資源綜合調查隊重點挑選當地民族居住地交通不便、地形復雜、風土人情獨特的鄉鎮和村，由當地農業農村局（種子站/推中心）、（鄉）鎮農技推廣人員為向導，實地走訪農戶進行資源調查和收集。

同時參考鄭殿升等［8］《農作物種質資源收集技術規程》規范填寫“行動”調查表，記錄樣品編號、采集時間地點（GPS定位的經緯度和海拔）、種質（品種）名稱、類別、來源和生境、種質資源的特征特性、用途，在當地播種收獲時間、面積、年限，采集者和樣品提供者信息，種質資源相關的歷史、人文信息以及農戶的其他認知信息，并對樣品進行拍照等。

2 結果與分析

2.1 資源普查征集縣（市、區）分布情況

廣東省種質資源綜合和專業調查隊于2016—2018年在92個縣（市、區）開展了資源普查行動，在此基礎上還完成了34個縣（市、區）系統調查和搶救性收集工作。92個縣（市、區）分布于19個地級市（圖1），除東莞和深圳外都有涉及，共687個鄉鎮（包括街道、鄉、村委），包括連山壯族瑤族自治縣、乳源瑤族自治縣兩個自治縣和龍門縣藍田瑤族鄉、陽山秤架瑤族鄉兩個民族鄉。其中江門、茂名、肇慶、河源、陽江、清遠、潮州、云浮、中山9個地級市的所有縣（市、區）都開展了資源普查收集行動。

圖1 本次行動92個縣（市、區）的分布Fig.1 Distribution of 92 counties （cities, districts） in the “Action” of Guangdong Province

按地理跨越范圍統計，最北在韶關樂昌（25.44°N），最南在湛江徐聞（20.26°N），最西在雷州（109.77°E），最東在潮州饒平（117.15°E）。東西跨度約770 km，南北跨度約590 km，地理跨度達到95%以上，最高海拔在陽江陽山的秤架瑤族鄉（1 103 m），基本上涵蓋了廣東所有農業縣（市、區），實現了對廣東農作物資源普查的全覆蓋。

2.2 獲得種質資源情況

2.2.1 種質資源類別 2016—2018年，廣東省通過開展第三次全國農作物種質資源普查與收集行動，共獲得各類農作物種質資源6 873份，其中糧食作物2 288份、果樹1 445份、蔬菜2 189份、經濟作物766份、牧草綠肥3份、其他182份，涉及83科192屬280種（表3）。糧食作物份數最多，約占總資源1/3，集中在5科：1 432份豆科、554份禾本科、286份薯蕷科、10份茄科和6份蓼科。果樹和蔬菜約共占總資源的1/2，涉及的科屬種較豐富，蔬菜資源份數較多的有葫蘆科（597份）、百合科（290份）、十字花科（273份）、姜科（237份）等；果樹資源份數較多的有蕓香科（189份）、薔薇科（171份）、番木瓜科（143份）、芭蕉科（100份）。

2.2.2 種質資源分布 本次行動獲得的四大類資源（糧食作物、蔬菜、果樹和經濟作物）占97.31%，幾乎涵蓋所有縣（市、區）（表5）。其中糧食作物份數最多、其次為蔬菜、果樹、經濟作物。

從表4、表5可以看出，揭西、東源和陽春獲得的糧食作物份數最多，3縣的食用豆份數居首。揭西保存的地方水稻品種較豐富，而東源保存的地方蔬菜資源較豐富，且主要集中在根莖類和葉菜類；陽春的果樹和蔬菜地方資源保存量則較少。糧食作物中的木豆、四棱豆、蠶豆、蕎麥和穇子在廣東零星分布，其中6份蕎麥主要分布于粵北和粵西（乳源、翁源、陽山、英德、東源、封開、云安），29份穇子主要分布于粵西、粵北、粵東。

表2 本次行動地級市分布情況Table 2 Distribution of various municipalities in the “Action” of Guangdong Province

表3 本次行動獲得種質資源分類情況Table 3 Classification of crop germplasm resources collected in the “Action” of Guangdong Province

潮安、饒平、增城和廉江獲得的果樹資源份數最多，前3個縣（區）的地方木本常綠果樹資源豐富，較具特色的有橄欖、烏欖和余甘子。而廉江獲得的多年生草本果樹資源豐富，落葉果樹則集中在粵北（東源和乳源）和粵西（封開）相對高緯度的地區；落葉果樹中零星分布的特色資源有核桃、石榴、銀杏、龍爪果等。

英德、東源、恩平和信宜獲得的蔬菜資源份數最多。英德保存的地方根莖類蔬菜資源豐富，多達50份，主要是芋頭和姜。恩平和信宜茄果類地方資源多，主要是冬瓜。大埔的葉菜和茄果類資源相對豐富，主要是芥菜和南瓜。普寧的葉菜資源最多、為28份，主要為芥藍。零星分布較有特色的蔬菜資源具根莖類的荸薺、參薯、姜薯、魔芋、南姜等，茄果類的佛手瓜、黃秋葵、茴香、西葫蘆等，葉菜類的白簕、羅勒、紫背天葵、莙荙菜、樹仔菜等。

表4 本次行動各縣市農作物種質資源分布情況Table 4 Distribution of crop germplasm resources of various counties collected in the “Action” of Guangdong Province

大埔、仁化和封開獲得的經濟作物資源份數最多。仁化保存的地方糖茶桑煙類資源豐富，主要是茶樹資源、多達22份。大埔油料作物花生份數有15份，相對豐富。封開的木薯和纖維作物較其他縣（市、區）多。零星分布比較有特色的經濟作物資源是蛇葡萄（俗稱藤茶）和羅布麻（可食用的麻葉）。

2.2.3 種質資源集中分布的科屬種 （1）數量排名前十的科屬。本次行動獲得的資源較多集中在豆科、禾本科、葫蘆科、薯蕷科、百合科、十字花科、姜科、天南星科、山茶科和蕓香科（表6），這10科共有4 835份資源，占全部資源的70.3%。

豆科1 738份，共14屬19種，有糧食作物、蔬菜、經濟作物和牧草綠肥。豇豆屬、大豆屬和落花生屬份數最多，豇豆屬的豇豆、飯豆、綠豆和小豆種均超過100份。扁豆、菜豆、豌豆、刀豆、黎豆、木豆、野豌豆和四棱豆屬的份數然雖不多，但卻豐富了本次“行動”中食用豆的屬和種類。廣東省食用豆類資源共有1 439份，占總資源的20.9%，食用豆類資源幾乎是農戶自留多年、零星種植、自家食用的地方資源。

禾本科644份，共10屬12種，有糧食作物、蔬菜、經濟作物和牧草綠肥。其中，稻屬占61.7%，除19份野生稻外，其他均為地方資源；甘蔗、高粱、?、玉蜀黍和薏苡屬份數相對較少，前4屬的種都為地方資源，31份薏苡資源則為野生資源。

葫蘆科有600份，共9屬12種，有蔬菜和果樹類資源，其中，絲瓜、南瓜和冬瓜屬份數居前，均有100份以上，共占84%。

薯蕷科有413份，共1屬7種，有糧食作物和蔬菜資源，其中甘薯286份，占69.2%；其他除山藥外的大薯、毛薯、參薯和姜薯均為地方資源，商品化程度極低，反在特定的區域市場才能見到。

百合科有290份，共2屬4種，均為蔬菜類資源，其中蔥蒜份數居多、占87.9%，均為地方資源，韭菜和黃花菜零星分布。

十字花科292份，共3屬9種，有蔬菜和經濟作物資源。其中，蕓薹屬280份、占95.6%。葉用芥菜最為豐富，有117份，主要用于制作咸菜和菜干，較多集中在客家農戶。不結球白菜、菜薹、芥藍和油菜占蕓薹屬的55.1%，主要以鮮食為主，大部分農戶除自家食用外，還進行市場銷售。

姜科237份，共3屬5種，屬于蔬菜類資源。其中，姜屬199份、占84%。另兩屬的沙姜、風姜、南姜種零星分布。

天南星科228份，共2屬2種，屬于蔬菜類資源。其中，芋屬220份、占96.5%，均為地方資源。

山茶科204份，茶樹種，屬于經濟作物資源，部分茶樹資源為野生資源。

表6 本次動行動農作物種質資源數量排名前十的科屬情況Table 6 Genera and species information of the top ten families among crop germplasm resources in the “Action” of Guangdong Province

蕓香科189份，共3屬7種，為果樹資源。其中，柑橘屬140份、占74.1%。

（2）集中分布資源種類。本次行動收獲的資源份數較多的種依次為大豆、水稻、豇豆、甘薯、花生、芋、茶樹、絲瓜、姜、飯豆、南瓜、蒜、番木瓜、葉用芥菜、荔枝。

大豆主要有黃豆、青大豆和黑豆3類，來源于63縣242鎮（街道）310村。大豆在廣東主要用于制作豆腐、豆漿和煲湯做菜等（表7）。水稻為常規稻種，來源于69縣194鎮（街道）273村，201份粘稻，177份糯稻，糯稻主要用于釀酒和包粽子，客家地區用于做粄，潮汕地區用于做粿。獲得的豇豆遺傳多樣性強，種皮有黑色、紫色、黃色、彩色等，種子大小變化范圍廣、形狀各異，主要用于煲湯、做菜等，來源于62縣182鎮（街道）225村。甘薯來源于69縣172鎮（街道）207村，以鮮食為主。花生主要用于榨油和鮮食，來源于59縣179鎮（街道）234個村，果莢有四莢、三莢、雙莢、多莢之分，種皮有白衣、紅衣、黑衣和花衣，種子形狀、大小差異較大。芋來源于63縣160鎮（街道）204個村，大部分芋頭為地方小種芋，口感有粉和脆。茶樹來源于58縣110鎮（街道）139村，大部分茶樹資源經當地老農從山上移栽到自家地里種植栽培。絲瓜主要用于做菜湯和刷碗工具，來源于58縣145鎮（街道）175村，無棱或有棱，長短不一。以調料為主的姜來源于65縣157鎮（街道）179村，有俗稱大肉姜、小黃姜和辣姜等之分。

表7 本次行動農作物種質資源數量排名前十的種類情況Table 7 The top ten species of crop germplasm resources in the “Action” of Guangdong Province

2.3 系統調查和搶救性收集資源情況

2.3.1 百年以上及少數民族提供的資源 2016—2018年廣東省通過系統性調查和搶救性收集收獲的資源，84.27%為地方資源、9.88%為野生資源、5.85%為育成品種和引進種。

資源在當地種植年代平均為45年，百年以上資源有8.9%。除增城、博羅、連平、英德和高要5縣（市、區）外，其他29縣（市、區）均能獲得百年及以上的資源。其中，在當地種植年代久遠的為封開縣隋唐引進的文章茶、信宜市具1 000多年種植歷史的芥菜、潮安的茶樹、饒平縣具500多年歷史的三饒香米，還有種植200～300年及以上的荔枝、楊梅、烏欖樹等。這些資源中103份為糧食作物，其中食用豆類（大豆、豇豆、飯豆、小豆、綠豆、利馬豆、黎豆、豌豆、扁豆、菜豆）占70%，水稻（包括野生稻）占16%；蔬菜資源86份，其中71%為根莖類（蒜、姜、芋、山藥、薯、藠頭等）、15%為瓜果類、14%為葉菜類；果樹資源有51份、經濟作物30份、藥用植物4份。

在少數民族地區獲得60份資源，主要來源于連山的壯族和瑤族、乳源、龍門、始興和陽山的瑤族、臺山的壯族、東源和潮安的畬族。60份資源中有26份為糧食作物：水稻、大豆、豇豆、飯豆、刀豆、扁豆、綠豆、甘薯和高粱；24份為蔬菜資源，包括南瓜、節瓜、絲瓜、冬瓜、瓠瓜、姜、芋、魔芋、荸薺、蓮、蔥、辣椒、芥菜、韭菜；4份果樹資源，包括柿、楊梅、獼猴桃、桃；5份為經濟作物資源，包括花生、油菜和桑；1份藥用植物資源。

2.3.2 資源提供者 2016—2018年廣東省在系統調查和搶救性收集行動中，提供資源的農戶的平均年齡為56歲，男性農戶占67.7%。35.23%農戶文化水平為中專以上。少數民族農戶占2.72%，主要來源于瑤族、壯族和畬族；34個啟動系統調查和搶救性收集的縣（市、區）中，有17個以客家方言為主，10個以粵方言為主，7個以閩方言為主，其中8個是客家方言和其他方言混合。約54%資源來源操客家方言的農戶，約26%的資源來源于操粵方言的農戶，約20%的資源來源于操閩方言的農戶。

3 討論

3.1 廣東省農作物種質資源保護工作任重道遠

廣東省第三次全國農作物種質資源普查與收集行動過程中調查組注重進村入戶調查收集，通過面對面與農戶對接獲取農作物資源最原始最可靠信息。受調查的耕種農民平均年齡為56歲，該群體為古老農家種的主要保存者，有些老農基于念舊情懷，也有些礙于居住環境交通不便，無法便捷出行，隨著歲月推進該群體正逐漸喪失勞力。同時，隨著農村的深入開發發展，越來越多商業用種大量流入，古老地方資源將會面臨多樣性銳減甚至消失的危險。這與湖南省地方品種資源情況［9］相同，廣東品種資源也正日益減少。因此，對廣東省農作物種質資源的保護工作特別是地方農家種的保護工作需加大重視［10-11］，必須抓緊時間摸清家底，加大力度深入保護，利用資源庫（圃）或原生境保護措施保護地方農家種資源。

較前兩次全國性的農作物資源普查，此次普查范圍廣，實現了廣東農業縣（市、區）種質資源普查的全覆蓋。但是系統調查和搶救性收集覆蓋面有限，2016—2018年廣東省的系統調查和搶救性收集工作主要集中在東西兩翼和粵北山區，珠三角較少，反能基本覆蓋大部分農業縣（市、區）。為真正實現全覆蓋，在完成本次行動和“提升項目”的基礎上，2019年開始我們擴大系統調查和搶救性收集工作的范圍，已對沒有系統調查和搶救性收集任務的佛山市其他各區開展全面覆蓋調查，并計劃對其他資源豐富的縣市（區）進行多次系統調查。廣東涵蓋56個民族，系統調查和搶救性收集工作只涉及瑤族、壯族和畬族，涉及范圍也有限，呼吁進一步加大廣東其他少數民族農戶的調查和收集，做到應收盡收。

3.2 廣東省農作物種質資源鑒定評價和開發利用有待擴大加強

廣東農作物種質資源種類豐富多樣，共涉及280個種，份數居多的有糧食作物的食用豆資源、蔬菜的根莖類資源、果樹的木本常綠類資源，其中一些多樣性豐富的種，如大豆、豇豆、飯豆、芋頭、姜、蒜、蔥、藠頭、大薯、蓮、楊梅、楊桃、橄欖、番石榴、余甘子等，目前研究和利用相對薄弱［12-13］，研究開發力度有待加強。與其他省份相比，雖然廣東省在收集資源份數上有優勢，但是鑒定評價和開發利用上還比較延后［14-20］。調查發現，很多資源被當地農戶經過各種方法制作成土配方或利用純手工制作成當地特色美食，成為當地特色，但其營養成分和功效只能通過多年親身經驗和口口相傳來表達傳承。廣東省此次普查征集和調查收集初步摸清了全省資源家底，接下來的重點工作是如何將這些資源進行深度鑒評和開發利用。隨著市場對多樣化食材需求的不斷地擴大，以及進口農產品對市場的沖擊，更需要將當地特色傳統資源加以開發、利用和宣傳。針對廣東省對傳統資源研究薄弱的問題，建議加快相關學科領域團隊建設，投入人力和資金支持加快傳統資源的研發和成果轉化。

3.3 廣東種質資源調查收集技術流程提高了農作物種質資源收集質量

本次行動收集的農作物資源種類多樣性高、覆蓋地域面廣、重復性低、代表性強，能真實反映廣東當地資源的分布特點，初步摸清了全省農作物種質資源的家底。然而“行動”之初，由于經驗不足，收集的資源質量及數量不達標，所獲得的農戶認知也有限。后來通過分析研討，不斷改進，在第三次全國農作物種質資源普查與收集行動調查技術規范的基礎上，總結形成了一套行之有效的廣東省農作物種質資源調查收集技術流程，大大提高了農作物種質資源收集的數量與質量。廣東資源調查收集流程包括前期摸底、現場培訓、進村入戶、查漏補缺、合理搭配等。在開展系統調查收集之前，組織相關專家在各縣開展資源前期摸底調研，基本掌握當地資源狀況、種類、分布信息，因此能在資源收集時做到有的放矢。廣東資源調查隊在到達調查縣（市、區）的當天，首先與當地工作人員座談交流探討調查路線，進而結合現場實地調查，進行資源普查與征集技術培訓，以保證資源收集工作的規范性。綜合調查隊在調查收集過程中，重點采用進村入戶收集古老育成品種及農家地方種為主、上山采集野生資源為輔的策略開展工作，提高資源收集效率。在綜合調查隊開展的集中調查基礎上，針對各類農作物種質資源的特點和生育期特性，組織相關專業調查隊分別開展調查，以查漏補缺避免資源的流失。綜合調查隊采取老專家帶新成員的模式，也兼顧地方方言的組員搭配，既保證了所收集資源的質量，又培養了年輕的資源隊員。這些在第三次全國農作物種質資源普查與收集行動中取得顯著成效的廣東技術流程，可以為今后進一步開展種質資源的普查收集工作提供借鑒。

4 結論

2016—2018年廣東省啟動第三次全國農作物種質資源普查與收集行動，在對92個縣（市、區）普查征集基礎上，廣東省農業科學院組織專家隊伍到34個縣（市、區）對當地農作物種質資源實地系統調查和搶救性收集，共獲得6 873份農作物種質資源，橫跨了粵西、粵東、粵北和珠三角地區687個鎮（包括街道、鄉、村委），基本摸清了我省農作物種質資源家底。年齡50～60歲是自留種資源最多的農戶群，也是廣東省目前農作物種植大戶，該群體種植積極性高、經驗豐富、擁有豐富的農作物種質資源；廣東省擁有豐富的糧食作物、蔬菜、果樹和經濟作物，此次行動獲得的資源分屬83科192屬283種；糧食作物的食用豆、蔬菜的根莖類、果樹的木本常綠果樹、經濟作物的糖茶桑煙占了資源總份數的50%；其中大豆、水稻、豇豆、甘薯、花生、芋、茶樹、絲瓜、姜、飯豆、南瓜、蒜、番木瓜、葉用芥菜、荔枝是此次行動獲得資源份數最多的種，占總資源份數的50%。從資源地域分布上看，粵北和粵西的糧食作物、蔬菜和經濟作物相對豐富，粵東的果樹相對較多。另外，百年以上的古老資源占8.9%。客家農戶提供了大部分農家種資源。廣東食用豆資源種類相當豐富，包含14種具有嶺南特色的食用豆，廣東省涵蓋如此多種食用豆資源的收集實屬罕見。