中國馬鈴薯發(fā)展歷史、育種現(xiàn)狀及發(fā)展建議

蔡興奎，謝從華

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院，園藝植物生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，430070）

中國馬鈴薯發(fā)展歷史、育種現(xiàn)狀及發(fā)展建議

蔡興奎，謝從華

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院，園藝植物生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，430070）

馬鈴薯是我國僅次于水稻、小麥和玉米的第四大糧食作物，栽培面積近600萬hm2，年產(chǎn)量約9 000萬t，居世界首位。中國農(nóng)業(yè)部預(yù)計(jì)今后20 a間，我國需增產(chǎn)500億kg糧食保障人民生活和社會(huì)發(fā)展的基本需要，馬鈴薯的貢獻(xiàn)率將達(dá)到50%。本文綜述了中國馬鈴薯的起源和發(fā)展，主要經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段；系統(tǒng)回顧了中國馬鈴薯的育種現(xiàn)狀、各個(gè)時(shí)期的主要育種目標(biāo)及品種應(yīng)用狀況，在此基礎(chǔ)上，為中國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展提出幾點(diǎn)設(shè)想和建議。

馬鈴薯；發(fā)展歷史；育種現(xiàn)狀；發(fā)展建議

謝從華

男，博士，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院教授，1989年獲英國倫敦大學(xué)博士，國家馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位科學(xué)家，中國作物學(xué)會(huì)馬鈴薯專業(yè)委員會(huì)副主任委員，亞洲馬鈴薯協(xié)會(huì)會(huì)員，國家“百千萬人才工程”第一、二層次人選，享受國務(wù)院特殊津貼。英國Journal of Horticultural Science and Biotechnology副主編、《中國馬鈴薯》常務(wù)編委、《華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》編委等。先后主持國家和省部級(jí)科研項(xiàng)目80余項(xiàng)，主持選育馬鈴薯品種3個(gè)（其中1個(gè)為國家級(jí)品種），獲國家發(fā)明專利1項(xiàng)。在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文200余篇，其中SCI收錄50余篇，主編《植物細(xì)胞工程》等學(xué)術(shù)專著。

1　　馬鈴薯的發(fā)展歷史

1.1中國馬鈴薯的引入

馬鈴薯（Solanum tuberosumL.）起源于南美洲的安第斯山脈。其資源豐富，現(xiàn)已鑒定出228個(gè)種，其中最重要的是四倍體馬鈴薯栽培種。那么，四倍體栽培種是如何傳播到世界各地的呢？史料記載，西班牙人在1532-1570年征服了秘魯，將馬鈴薯栽培種帶回西班牙；1586年英國人在加勒比海擊敗西班牙人，從南美搜集煙草等植物種子，把馬鈴薯栽培種帶到了英國。隨后的幾十至一百年的時(shí)間，馬鈴薯又從西班牙和英國傳播到他們殖民的其他國家直至世界各地。

馬鈴薯最早是如何傳到中國的呢？比較公認(rèn)的引入時(shí)間是明朝萬歷年間（1573－1619年），最有可能是1600年前后。引入的途徑有2種可能：一是經(jīng)海路進(jìn)入中國的西北地區(qū)，或者由荷蘭人從中國臺(tái)灣引入東南沿海諸省，故該地區(qū)稱馬鈴薯為荷蘭薯或爪哇薯；二是從陸上經(jīng)西南或西北進(jìn)入我國，故西南和西北至今仍將馬鈴薯稱為洋芋?？紤]到明隆慶元年（1567年）才廢除海禁，另外四川、陜西、湖北諸省17、18世紀(jì)的地方志中關(guān)于馬鈴薯的記載最多，故而馬鈴薯從陸上絲綢之路引入中國的可能性更大。不管是以哪一種方式引進(jìn)，可以肯定是沿中國現(xiàn)在提出的“一帶一路”進(jìn)入的。經(jīng)過400多a的發(fā)展，中國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)已在全世界占據(jù)了重要地位。

1.2中國馬鈴薯的發(fā)展歷程

根據(jù)馬鈴薯總產(chǎn)量、播種面積和單產(chǎn)變化，20世紀(jì)60年代以后我國馬鈴薯的生產(chǎn)發(fā)展大致可以分為以下3個(gè)階段。

①第1階段，緩慢發(fā)展期（1960－1984年）這期間我國馬鈴薯育種目標(biāo)主要是高產(chǎn)、抗病，主要作蔬菜鮮食和飼用，部分加工成淀粉或是粉絲。這20多a，馬鈴薯生產(chǎn)雖有波折，但種植面積及產(chǎn)量均穩(wěn)步上升（圖 1），種植面積由 1961年的130.08萬hm2上升到1984年的256.16萬hm2，總產(chǎn)量由1 290.7萬t上升到2 840萬t，每1 hm2產(chǎn)量由9.9 t增加到11.1 t，由于受到生產(chǎn)條件和投入的限制，馬鈴薯的平均單產(chǎn)不高，僅10.52 t/hm2。

②第2階段，快速發(fā)展期（1985－2007年）1985年中國建立了國際馬鈴薯中心（CIP）北京聯(lián)絡(luò)處，加強(qiáng)了優(yōu)良種質(zhì)資源引進(jìn)、科研項(xiàng)目合作和科技人員培訓(xùn)等活動(dòng)，大大促進(jìn)了我國馬鈴薯科研及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。通過與國際馬鈴薯中心合作，將起源于中國的相關(guān)優(yōu)勢(shì)技術(shù)如馬鈴薯實(shí)生籽技術(shù)、間套作技術(shù)和病毒診斷技術(shù)等傳播到世界其他發(fā)展中國家。同期，西式快餐店在中國迅速擴(kuò)增，一些薯?xiàng)l和薯片加工企業(yè)紛紛在中國建立生產(chǎn)基地和加工工廠，為中國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)注入新的活力。短短十幾年間，馬鈴薯種植面積從1985年的247.75萬hm2增加到2007年的443.03萬hm2，總產(chǎn)量由2 840萬t增加到6 486.4萬t，中國成為世界第一大馬鈴薯生產(chǎn)國，產(chǎn)量和種植面積均居第一位，單產(chǎn)由10.8 t/hm2增加到14.63 t/hm2。

③第三階段，全面發(fā)展期（2008年至今）2008年，中國農(nóng)業(yè)部啟動(dòng)了馬鈴薯現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目，至此中國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了一個(gè)全面發(fā)展的新階段。該體系圍繞馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，進(jìn)行共性技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、集成和示范；建設(shè)從產(chǎn)地到餐桌、從生產(chǎn)到消費(fèi)、從研發(fā)到市場(chǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)緊密銜接、環(huán)環(huán)相扣、服務(wù)國家目標(biāo)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系；提升馬鈴薯科技創(chuàng)新能力，增強(qiáng)我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。目前，該體系擁有首席科學(xué)家1名、崗位科學(xué)家25名和綜合試驗(yàn)站站長31名，設(shè)有育種與種薯繁育、病蟲害防控、栽培與土肥、機(jī)械、貯藏加工和產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)6個(gè)功能研究室。在體系實(shí)施的短短幾年間，馬鈴薯的總產(chǎn)量和單產(chǎn)水平均得到了顯著提升。

聯(lián)合國將2008年確定為 “國際馬鈴薯年”，號(hào)召全世界重視馬鈴薯在緩解糧食危機(jī)、保證食品安全和實(shí)現(xiàn)千年發(fā)展目標(biāo)中不可替代的重要性，把馬鈴薯稱為“被埋沒的寶物”。2014年，農(nóng)業(yè)部啟動(dòng)了馬鈴薯主食產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略，推進(jìn)把馬鈴薯加工成饅頭、面條、米粉等主食，給中國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)帶來新的契機(jī)。一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)是，馬鈴薯在保障我國糧食安全、促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收方面的作用正為全世界矚目。

圖11961－2013年中國馬鈴薯生產(chǎn)狀況及變化趨勢(shì)

2　　中國馬鈴薯育種現(xiàn)狀

2.1中國馬鈴薯品種選育現(xiàn)狀

中國馬鈴薯育種始于20世紀(jì)30年代末期，早期的育種工作以引種為主，1936－1947年，從英、美、蘇等國引進(jìn)的材料和雜交組合中鑒定出勝利、卡它丁等6個(gè)品種。1947年，楊洪祖先生從美國引進(jìn)的35個(gè)雜交組合后代中，選育出巫峽、多子白等品種，曾在生產(chǎn)上發(fā)揮了很大作用。20世紀(jì)50年代，全國開展了馬鈴薯育種協(xié)作，才真正開始了馬鈴薯育種工作，分別從前蘇聯(lián)和東歐引進(jìn)馬鈴薯資源，國內(nèi)各育種單位陸續(xù)育出自己的品種，截至1983年，我國共育成了克新系列、高原系列、壩薯系列品種及其他品種共93個(gè)，其中有我國重要的馬鈴薯品種克新1號(hào)和早熟品種東農(nóng)303。但育成品種親本來源單一，遺傳背景狹窄，沒有突破S.tuberosum的種質(zhì)范圍，約68.5%的品種是用Katahdin、多子白、Epoka、Mira、Anemone、Schwalbe、小葉子7個(gè)親本育成。這個(gè)時(shí)期以抗晚疫病和病毒病育種為主。

1984－2000年，馬鈴薯育種親本的遺傳背景有所改善。20世紀(jì)80年代以來，隨著對(duì)外合作交流的增多，馬鈴薯引種數(shù)量增加，范圍擴(kuò)大，荷蘭、美國、加拿大等均成為我國的引種國家。特別是與國際馬鈴薯中心合作研究以來，引入的多代輪回選擇的安第斯栽培種（S.andigena）實(shí)生種子，經(jīng)東北農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位進(jìn)行了4～6次輪回選擇，獲得了一批綜合性狀優(yōu)良、配合力高的無性系材料。利用這些具有S.andigena血緣的親本，與原有骨干親本雜交，育成了一些高產(chǎn)、高淀粉和高抗晚疫病的品種，約占該時(shí)期育成品種數(shù)的20%。從20世紀(jì)90年代開始專用品種選育，將從國外引進(jìn)的各類專用型品種資源應(yīng)用于育種中，育成了中薯、晉薯、鄂薯、春薯、鄭薯、隴薯、青薯等系列品種125個(gè)。在育種技術(shù)方面，除了常規(guī)的雜交外，還注重體細(xì)胞無性系變異和誘變育種技術(shù)的利用。1988年，李寶慶等利用費(fèi)烏瑞它（Favorita）莖尖愈傷組織產(chǎn)生的體細(xì)胞無性變異，選育出一個(gè)與原品種差異明顯的新品種金冠；山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院原子能農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究所用60Co-γ射線照射鄭薯2號(hào)，選出魯馬鈴薯2號(hào)，1990年通過審定。該階段馬鈴薯育種以鮮食和專用品種為主。

2001年至今，是中國馬鈴薯育種的快速發(fā)展階段，共育成品種233個(gè)。馬鈴薯選育品種的遺傳背景得到進(jìn)一步改善，除S.tuberosum、Neo-tuberosum （S.tuberosumssp.andigena）外，還開始利用二倍體栽培種S.phureja和野生種S.chacoense、S.hjertingn等的優(yōu)良性狀。同時(shí)CIP的馬鈴薯晚疫病水平抗性資源或雜交組合也得到廣泛應(yīng)用，利用這些材料育成了近20個(gè)晚疫病抗性較持久的品種。馬鈴薯的育種目標(biāo)除了抗病、高產(chǎn)外，還注重加工專用品種的選育，審定品種的數(shù)量增加迅速，選育出適合淀粉加工、炸片、炸條、鮮食出口等一大批適應(yīng)市場(chǎng)需求的品種。這個(gè)時(shí)期，育種技術(shù)也日趨全面和完善，利用2n配子的倍性育種技術(shù)選育出中大1號(hào)馬鈴薯新品種。利用體細(xì)胞融合技術(shù)將馬鈴薯野生種中的優(yōu)良性狀導(dǎo)入馬鈴薯普通栽培種，創(chuàng)制了大量可以直接利用的抗青枯病新種質(zhì)。同時(shí)基因工程技術(shù)開始在馬鈴薯育種中得到應(yīng)用，將具有廣譜抗性的菜豆幾丁質(zhì)酶基因?qū)腭R鈴薯，育成甘農(nóng)薯1號(hào)；將玉米醇溶蛋白導(dǎo)入Desiree，獲得了高必需氨基酸轉(zhuǎn)基因馬鈴薯品種呼基因薯1號(hào)和呼基因薯2號(hào)。2011年馬鈴薯基因組測(cè)序完成，提供全部完整的基因注釋，大大促進(jìn)了對(duì)馬鈴薯野生種優(yōu)異基因的利用。在育種后代的選擇方面，分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)已經(jīng)在青枯病抗性、晚疫病抗性、加工品種選育、品種多樣性研究等方面得到了廣泛應(yīng)用。

2.2中國馬鈴薯品種應(yīng)用現(xiàn)狀

根據(jù)各地氣候、地理?xiàng)l件、栽培制度和栽培類型等的差異，可將中國馬鈴薯栽培區(qū)劃分為4個(gè)，分別是北方一作區(qū)、中原二作區(qū)、南方冬作區(qū)和西南單雙混作區(qū)（圖2）。馬鈴薯早熟品種主要分布在南方冬作區(qū)、中原二作區(qū)和西南低海拔二季作區(qū)，中晚熟品種主要分布在北方一作區(qū)和西南的中、高海拔區(qū)。2013年全國種植面積70萬hm2以上的品種為克新1號(hào)；7萬hm2以上的品種16個(gè)，分別為Mira、費(fèi)烏瑞它（Favorita）、威芋3號(hào)、隴薯3號(hào)、會(huì)2、鄂馬鈴薯5號(hào)、合作88、莊薯3號(hào)、青薯168、大西洋（Atlantic）、鄂馬鈴薯3號(hào)、青薯9號(hào)、夏坡蒂（Shepody）中薯3號(hào)、隴薯6號(hào)和早大白；3.5萬hm2以上的品種有冀張薯8號(hào)等29個(gè)品種；0.35萬hm2以上的品種有75個(gè)。

圖2　　中國馬鈴薯種植區(qū)域分布

3　　對(duì)中國馬鈴薯育種的建議

針對(duì)中國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和市場(chǎng)需求變化，對(duì)馬鈴薯品種選育提出了新的目標(biāo)和要求，參照國外發(fā)達(dá)國家的做法，提出以下設(shè)想。

3.1加強(qiáng)種質(zhì)資源研究，突出資源研究的公益性

資源創(chuàng)新是馬鈴薯育種的基礎(chǔ)，沒有資源創(chuàng)新就沒有育種大的突破。國家馬鈴薯種質(zhì)資源庫現(xiàn)收集、保存各類馬鈴薯種質(zhì)資源2 200多份，但很少有系統(tǒng)的資源鑒定與評(píng)價(jià)研究，需要重點(diǎn)發(fā)掘和創(chuàng)新我國育種急需的抗生物脅迫（晚疫病、青枯病、甲蟲等）、抗逆境（抗旱、抗寒、抗鹽堿等）、優(yōu)質(zhì)（抗低溫糖化、高蛋白）、早熟的基因資源和種質(zhì)材料。

3.2加強(qiáng)育種技術(shù)研究，尤其是常規(guī)育種結(jié)合分子育種的綜合技術(shù)研發(fā)

常規(guī)育種是建立在有性雜交的基礎(chǔ)之上，通過遺傳重組和表型選擇進(jìn)行品種選育，隨著重要基因資源的逐步挖掘，常規(guī)育種的瓶頸效應(yīng)日益顯現(xiàn)，迫切需要生物育種技術(shù)的改進(jìn)和革新。隨著生物技術(shù)迅猛發(fā)展，育種家利用高通量測(cè)序、分子標(biāo)記等先進(jìn)的生物技術(shù)和信息技術(shù)手段，架起了種質(zhì)基因資源信息銜接龐大數(shù)據(jù)的橋梁，建立起常規(guī)育種與生物育種相結(jié)合的平臺(tái)，大幅度提高了育種效率，使育種工作實(shí)現(xiàn)了由“經(jīng)驗(yàn)”向“科學(xué)”的根本性轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了由表型選擇到基因型選擇的過渡。

3.3鼓勵(lì)研究機(jī)構(gòu)與企業(yè)緊密合作，建立合作育種網(wǎng)絡(luò)

研究機(jī)構(gòu)要發(fā)揮自身的人才、技術(shù)和資源優(yōu)勢(shì)，努力開展馬鈴薯基礎(chǔ)研究的原始創(chuàng)新。而企業(yè)最接近市場(chǎng)，能夠掌握第一手的市場(chǎng)信息。鼓勵(lì)優(yōu)勢(shì)的馬鈴薯科研單位與優(yōu)勢(shì)企業(yè)緊密合作，共建品種選育技術(shù)體系，推動(dòng)馬鈴薯商業(yè)化品種選育，探索產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的新機(jī)制。

［1］屈冬玉，謝開云.中國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展［C］//2015北京世界馬鈴薯大會(huì)論文集，2015：2－13.

［2］隋啟君.中國馬鈴薯育種對(duì)策淺見［J］.中國馬鈴薯，2001，15 （5）：259－264.

［3］金黎平.我國馬鈴薯育種和品種應(yīng)用［J］.農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備，2007（9）：14－15.

［4］Song B T，Guo X P，Liu J，et al.Potato industry in China［J］. Agricultures，2008，17（4）:343-348.

［5］朱聰.我國馬鈴薯生產(chǎn)發(fā)展歷程及現(xiàn)狀研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（27）：11 121－11 123.

［6］梅方竹，涂立超，伍新玲，等.國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)與發(fā)展之我見［J］.科技管理研究，2010（24）：11－13.

Development History，Current Breeding Situation and Development Suggestions of Chinese Potato

CAI Xingkui，XIE Conghua
（College of Horticulture and Forestry Sciences，Huazhong Agricultural University，Key Laboratory of Horticultural Plant Biology，Ministry of Education，Wuhan 430070）

Potato ranks the fourth in China's food crops behind rice，maize and wheat.China has been the world's leading potato producer with an output of 90 million tons harvested from about 6 million ha.The Ministry of Chinese Agriculture predicts that there is a need of 100 million tons more food production in next 20 years to meet the demand of food supply and social and economic development of the country，and the potato is expected to contribute more than half of the gap. This study summarized the origin and development history of Chinese potato which development mainly passed through three stages，and reviewed current breeding situation，main breeding objectives in each stage and varieties application for Chinese potato.On this basis，some ideas and suggestions was put forward for the healthy development of Chinese potato industry.

Potato；Development history；Current breeding situation；Development suggestions

S532

A

1001-3547（2016）12-0030-04

10.3865/j.issn.1001-3547.2016.12.013

國家公益性農(nóng)業(yè)科研專項(xiàng)（201303007）；
國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD06B0406）資助
蔡興奎（1975-），男，博士，副教授，主要從事馬鈴薯種質(zhì)改良與創(chuàng)新研究，電話：13419667102，E-mail：21212980@qq.com
謝從華（1956-），通信作者，男，博士生導(dǎo)師，教授，主要從事馬鈴薯生物技術(shù)與分子生物學(xué)研究，E-mail：xiech@mail.hzau.edu.cn

2015-12-23