摘要:種質資源作為農業的基礎和核心,對于確保糧食和重要農產品的安全供給至關重要。浙贛山區丘陵面積廣闊,生態環境良好,孕育了豐富的特色種質資源。經過多年的努力,依托于衢州市農業林業科學研究院已初步建立起地方特色農作物如菜用大豆、白辣椒、絲瓜、柑橘、油菜、山藥六大特色產業的研發推廣體系,研發能力和成果轉化應用水平較高。然而,當地種質資源保護與利用仍存在諸多問題,如保護能力不足、社會機構育種力量薄弱、政策支撐力度不夠等。為改善現狀,建議采取以下措施:一是探索形成有山區特色的種質資源保護和創新利用新路徑,包括提純復壯本地特色種質資源、加快區域種質資源圃建設等;二是構建種質資源保護利用可持續發展新機制,包括加大政策支持力度、培育全產業鏈種業企業;三是建立長效工作機制,建設智能育種平臺、培育高素質種業人才、強化考核激勵機制;四是強化管理,積極營造種子種苗種質資源保護新環境,嚴把用苗質量關、引種管理關和市場經營關。通過上述措施,旨在提升浙贛山區種質資源保護與創新利用水平,推動農業現代化和可持續發展。
關鍵詞:種質資源保護;特色農作物;可持續發展機制;種業;創新;利用;對策;建議
Analysis of Issues and Countermeasures in Crop Germplasm Resource Conservation in Zhejiang and Jiangxi Mountainous Region
種質資源是農業的基礎和核心,是確保糧食和重要農產品穩定安全供給的“源頭”。習近平總書記在中央全面深化改革委員會第二十次會議上指出,農業現代化的核心在于種子,必須大力發展民族種業,將種源安全提升到關乎國家安全的戰略高度。為此,需要集中力量破難題、補短板、強優勢、控風險,實現種業科技的自立自強和種源的自主可控。浙贛山區丘陵面積較大,占該地區土地總面積的85.44%。良好的生態環境孕育了豐富的山地丘陵特色種質資源。鑒于浙贛山區丘陵多、耕地少的實際情況,并經過多年來的種質資源收集、保存、品種選育和推廣應用,已初步建立起菜用大豆、白辣椒、絲瓜、柑橘、油菜、山藥六大特色產業的研發推廣體系,這六大產業的研發能力和成果轉化應用水平處于領先地位。研究浙贛山區特色農作物種質資源的收集、保護和創新利用實踐,對于推動山區特色種業創新和發展具有重要的借鑒意義。
1 浙贛山區農作物種質資源保護和利用現狀
1.1 收集保存特色種質資源 衢州市位于浙、贛交界區域,與7個地級市相鄰,素有“八山一水一分田”的說法。經過衢州市農業林業科學研究院20余年的持續努力,在浙贛山區廣泛收集并保存了2205份優良農作物種質資源,其中地方特色農作物種質資源663份,包括豆類、油料、薯類、稻類、旱糧等作物種質資源達92份;辣椒、絲瓜、黃瓜、苦瓜、茄子、韭菜等蔬菜種質資源174份;柑橘樹、桃樹、梨樹種質資源316份;中藥材種質資源73份;鳩坑、福鼎茶樹種質資源8份。目前大豆、辣椒、絲瓜3種作物種質資源保存數量位于浙江省首位。
1.2 鑒定特色種質資源 對2205份優良種質資源材料開展分類鑒定并建立詳細數據臺賬,主要開展田間鑒定,鑒定了葉色、株型、株高、果色和果型等形態特征,生育時期、熟相等生物學特性,耐旱性、抗高溫性、抗澇性、抗冷性、抗倒伏性等抗逆性,病蟲害抗性。同時,還開展了品質等室內鑒定,重要農藝性狀的精準鑒定。如借助PSPNet、SegNet、U-Net的色彩識別算法和深度學習算法,開發辣椒果色和鮮味精準鑒定技術,挖掘出優異白辣椒種質34份,構建了國內首個包含44份白辣椒種質的核心種質庫[1]。
1.3 育成適宜當地推廣的農作物新品種 衢州市農業林業科學研究院根據當地的土壤和氣候特點,結合自身條件,在菜用大豆、白辣椒、絲瓜、山藥、油菜、柑橘等具有浙贛山區丘陵特色的農作物種質資源的收集、保存、育種創新、品種繁育及良種推廣等方面持續努力。近10年來,成功培育并推廣了36個符合當地居民消費習慣且適宜當地土壤氣候條件的優良新品種。例如,通過雜交育種技術,成功培育了衢鮮1號、衢鮮5號、衢鮮8號、衢鮮9號、衢鮮15號等10個菜用大豆品種。其中,衢鮮1號在2016年被評為浙江省“十二五”十大優秀品種之一;衢鮮5號自2016年起連續9年被浙江省農業農村廳認定為全省大豆主導品種,并從2020年開始被用作浙江省秋季菜用大豆區域試驗和生產試驗的對照品種。衢鮮3號則是通過雜交育種加上分子標記輔助選擇育種技術培育而成。此外,通過雜交育種技術,還培育了衢椒1號、玉龍椒、衢椒5號3個白辣椒品種。其中,衢椒1號自2017年起連續8年被列為全省蔬菜主導品種。
1.4 創制優良新種質資源 在雜交育種的基礎上,借助化學誘變、航天誘變、雜交、分子標記輔助選擇等技術,開發構建了種間高密度遺傳圖譜,發掘調控果色、果重、早熟性等9個重要性狀的QTLs位點49個,開發育種可利用的分子標記5個,創制白辣椒優異新種質28份,拓寬白辣椒遺傳背景,為白辣椒新品種選育提供原始材料[2]。
1.5 研發推廣配套高效栽培技術 根據品種特性、地形地貌、自然氣候等因素,以育苗、田間管理、病蟲草害防治、采收時期等環節為重點,研發出適合本地種植習慣、農民能接受的配套高效栽培技術,形成DB3308/T 037—2017《白辣椒設施栽培技術規范》、DB3308/T 072—2020《夏秋鮮食大豆生產技術規程》、DB3308/T 110—2022《柑橘防凍栽培技術規范》等地方標準。
2 存在的短板和問題
2.1 地方種質資源保護能力尚存不足 種質資源公益保護支撐不足 當地從事傳統農作物種質資源保護與利用的機構數量較少,缺乏系統收集、保存和鑒定種質資源的專業技術人員。同時由于科研資源有限,只能有選擇性地收集、保存和利用種質資源。社會機構育種力量薄弱 目前,浙贛山區共有9家持證農作物種業企業,均為民營企業。這些企業主要從事銷售代理品種和繁種、銷售特色品種的工作,年繁種面積約1500hm2。僅有1家企業開展了蔬菜育種工作,已選育推廣了白苦瓜品種苦中樂、白黃瓜品種頂瓜瓜等優良品種,而其余8家企業缺乏自主研發的創新意識和研發能力。保護與研發人才力量不足 9家種業企業的從業人員大多是從種子經銷商轉型而來,具備專業背景人才的僅有3家。因此,在種質資源的收集、保存、鑒定和利用方面的能力較為有限。
2.2 政策支撐力度不足 扶持政策不夠 目前,地方沒有設置傳統農作物種質資源的保護與利用項目或專項經費,長期支持機制尚未建立,嚴重制約著全市傳統特色農作物種質資源系統收集、保護與利用。企業發展受限 部分企業隨著生產規模擴大,需要建設種子生產加工中心,擴建種子倉庫,但設施用地指標很難申請,需要到工業園區購買建設用地和新建廠房,投資額明顯上升,影響了企業投資發展的積極性。種業管理不夠規范 據調查,果樹苗繁育的技術門檻相對較低,掌握嫁接技術的人員能夠自行開展繁育活動,導致銷售環節的監管難以全面覆蓋;中藥材種子種苗繁育體系剛開始起步,與傳統栽培農作物種子種苗相比,呈現出種子種苗生產無標準、經營無專業渠道、管理無具體辦法且呈多頭管理的“三無”狀態。這一系列問題導致了當前全市范圍內水果、中藥材等育苗主體普遍未能獲得生產經營許可證的現狀。
2.3 地方種質資源保護利用不足 部分地方種質資源種性退化 長期栽培繁殖過程中,由于天然雜交、自然變異、性狀分離、管理粗放、機械混雜等原因,導致龍游小辣椒、小湖南白黃瓜和白苦瓜、音坑白蘿卜、蛟龍小黃姜、下傅絲瓜、常山煤山香大蒜、志棠白蓮、六四毛豆、江山獼猴桃、衢州椪柑等本地特色農作物種質資源出現了不同程度的純度下降、抗逆性減退、產量下降、品質劣化和種性退化的現象。這些品種喪失其典型性,商品性變差,市場競爭力減弱,甚至瀕臨滅絕,迫切需要進行提純復壯。
種質資源收集保存難度較大 隨著國內外育成品種的大規模推廣,地方特色品種的數量和種植面積持續下降,多數地方品種僅在偏遠山區零星種植。由于交通不便,缺乏專業的種質資源收集隊伍,許多零星種植的特色種質資源未能得到及時收集和保存,導致部分特色地方品種消失的風險增加。此外,一些作物如大豆等高油高脂作物,在長期保存過程中容易發生變質,保持種子生命力的難度較大。
地方種質資源利用水平不高 自2012年以來,衢州市農業林業科學研究院以本地特色種質資源為親本選育了36個品種,其中35個采用了常規的雜交育種技術,僅衢鮮3號采用了雜交育種加分子標記輔助選擇育種技術。目前僅開發了6個重要農藝性狀的分子標記,創制了78份具有香味濃、早熟、果色白等特點的優異種質,但在抗逆性強、優質、高產等優異基因的開發和利用方面仍有不足。與國際上“常規育種+生物技術+信息化”的育種4.0時代相比,仍存在一定差距。
3 促進農作物種質資源保護和創新利用的對策建議
3.1 多措并舉,探索形成有山區特色的種質資源保護和創新利用新路徑 要加強組織領導和規劃引領,將種質資源保護和創新利用工作納入鄉村產業結構調整和鄉村振興的整體布局中,強化統籌協調,確保相關政策的有效落實。農業農村、林業、資源規劃、科技、發改委、財政等部門應切實履行職責,與周邊7個地市的相關機構建立常態化的溝通協作機制,加強部門間和地市間的協作,共同推進種質資源保護和利用工作。
3.1.1 提純復壯本地特色種質資源 為保持和恢復山區特色種質資源(品種)的優良特性,防止混雜退化,應盡快根據不同作物的特性,對本地特色農作物品種或種質資源進行提純復壯,并將恢復優良種性的品種資源免費提供給山區農戶種植。可以通過單株系統選擇法和二圃三級種循環選擇法(行圃和系圃,原原種、原種和良種)對龍游小辣椒、小湖南白黃瓜和白苦瓜、音坑白蘿卜、蛟龍小黃姜、下傅絲瓜、常山煤山香大蒜、志棠白蓮、江山獼猴桃等特色種質資源進行提純復壯。在基于單株選擇的基礎上,按照“三圃法”逐年開展株行圃、株系圃、原種圃,恢復本地六四毛豆的鮮綠色澤和鮮嫩口感[3]。采用珠心苗生理復壯原理提純復壯衢州椪柑,恢復其囊瓣脆嫩爽口、汁甜味鮮、香氣濃郁、耐貯藏等優良特性[4]。
3.1.2 種質資源在品質育種上的應用 在尊重山區丘陵區域自然規律和居民消費習慣的前提下,根據種業發展趨勢,繼續做好主要農作物良種選育的同時,加大與國家級、省級及周邊地市農業科研機構的合作力度,加強特色種質資源的基礎研究,挖掘優異品質基因及其緊密連鎖分子標記。針對城鄉居民生活水平提高、對優質農產品需求增加的情況,與省級以上科研機構合作,挖掘食味、外觀、營養等品質優良的種質資源和基因。利用全基因組選擇、基因編輯、轉基因、合成生物學等生物育種技術,創制出品質優、抗逆性強、早熟、產量高的優異種質資源和基因,并利用這些優異基因對現有品種進行改良,選育出新品種并推廣應用[5-6]。例如,選育莢色更綠、更耐低溫、鮮味氨基酸含量更高的菜用大豆;青熟果顏色更白、鮮味氨基酸含量明顯更高、更質嫩和早熟的辣椒;成熟期更早、酸度更低、品質更優的柑橘等,以滿足本地及周邊省市居民對優質農產品的需求。
3.2 加大扶持,構建種質資源保護利用可持續發展新機制
3.2.1 加大政策支持力度 制定并出臺支持種業龍頭企業的政策措施,合理使用財政獎補資金,進一步加大對種質資源保護的資金投入,支持種質資源庫和種質資源苗圃的建設。同時,將種子種苗生產納入農業保險補助范圍,以減輕企業和農戶的風險負擔。
3.2.2 加快區域種質資源圃建設 依托衢州市農業林業科學研究院的科研基地,啟動實施4省邊際種質資源保存苗圃建設項目,及時完成全市663份野生珍貴和優良鄉土農作物種質資源的收集、保存、鑒定和評價工作。同時,加大對衢州市內及周邊7個地市野生珍貴和優良鄉土種質資源的收集、鑒定、評價和資源共享力度,不斷完善種質資源庫和數據庫,為農業種質資源的創新利用奠定堅實基礎。
3.2.3 培育全產業鏈種業企業 引進2~3家有實力的國家級種業龍頭企業,并為其提供設施用地及稅收優惠政策的支持。在土地流轉獎補政策、融資貸款貼息等方面向種業企業傾斜,建立商業化育種體系,加強政府、企業、科研院所三方合作,促進產學研用深度融合。推動種業企業之間的兼并重組,支持企業做大做強,積極承接省級以上種質創制及品種選育聯合攻關項目和現代種業重大項目。整合上下游資源和力量,全面提升種質資源創新、育種材料創制、新品種培育、栽培技術集成配套、品種示范推廣、售后服務等方面的水平,大幅提高種業企業的創新鏈、產業鏈、價值鏈和服務鏈,培育具有強大競爭力的全產業鏈種業龍頭企業[7]。
3.3 建立長效機制,努力形成種質資源保存和新品種選育推廣新模式
3.3.1 建設智能育種平臺 建立數字化智能育種輔助平臺,高效銜接親本選擇、材料組配、試驗管理、數據采集、遺傳分析、產業化應用等環節,加快育種全過程數字化進程。建立數據共享機制,加強人才培養,制定針對定向目標性狀的優化育種方案,提高作物育種中的預見性和效率,為從傳統的“經驗育種”升級到定向、高效的“常規育種+生物技術+信息化”的“精確育種”打下堅實基礎[8]。優化平臺服務功能,定期收集并發布種子種苗行業的動態、生產情況和供需信息,引導種子種苗生產,做好供需調配。
3.3.2 培育高素質種業人才 建立良種選育的持續投入機制和激勵機制,協同高校、科研單位和種業企業的力量,從引進高層次種業創新人才、激發本地科研人才活力、引進和培養種企人才、選拔和建設基層種子管理服務人才等方面入手,培養一批特色農作物種業創新領域的科技領軍人才、高級工程師和高水平管理團隊[9]。加強現代種業全產業鏈業務知識培訓,開展種業人才下鄉活動,普及種業相關知識,提高“三農”干部、種業企業和家庭農場員工的現代種業技術應用和管理水平。建立科學的人才評價激勵制度,充分調動人才的積極性和主動性。
3.3.3 著力強化考核激勵 將種質資源保護利用工作納入鄉村振興考核內容,重點考核各地方支持種質資源收集、保護和種業發展的資金投入情況,以及種子種苗的質量管控情況。對在種質資源收集保護、品種選育、良種繁育推廣、種苗質量監督管理以及種業產業發展中成績顯著的地區、企業和個人,給予表彰和獎勵,以此激勵各地各部門更好地開展種質資源保護和利用工作。
3.4 強化管理,積極營造種子種苗種質資源保護新環境
3.4.1 嚴把用苗質量關 嚴格執行種子種苗生產經營許可、檢驗檢疫、標簽標識、生產檔案等管理制度,確保種子種苗質量可追溯。將種子種苗質量納入項目驗收內容,提高種子種苗的整體質量標準。
3.4.2 嚴把引種管理關 加強引種管理,避免盲目引進不符合當地生態條件的外來種子種苗。對于引種區域與不在同一適宜生態區域且沒有成功栽培記錄的種子種苗,必須嚴格按照國家引種標準開展引種試驗。未經引種試驗成功驗證的種子種苗,不得推廣種植。同時,加強引種檢驗檢疫,嚴格監控農業有害生物,防止病害種子進入浙贛山區。
3.4.3 嚴把市場經營關 持續開展種子種苗質量抽查和生產經營許可檢查等行政執法行動,確保市場秩序。暢通投訴舉報渠道,強化種子種苗質量監管。農業、林業、公安、市場監管、綜合執法等部門要加強協作,定期組織開展種子種苗綜合執法和專項打假活動,嚴厲打擊制售假冒偽劣種子種苗、未審先推、無證生產經營,以及在種子種苗管理、采購使用中的違法違紀行為,并將違法主體納入失信黑名單,維護市場秩序。
參考文獻
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