黑龍江高緯寒區(qū)作物種質(zhì)資源現(xiàn)狀問(wèn)題及建議

韓微波 孫德全

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院草業(yè)研究所，哈爾濱150086）

作物種質(zhì)資源包括作物的新老品種、近緣種和野生種的植株、種子、無(wú)性繁殖器宮、花粉及某些特殊的遺傳育種材料，是作物育種的基礎(chǔ)。沒(méi)有種質(zhì)資源，作物育種工作將成為“無(wú)源之水”、“無(wú)米之炊”。從近代育種的發(fā)展歷史來(lái)看，突破性品種的育成，幾乎無(wú)一不取決于優(yōu)異種質(zhì)資源的發(fā)現(xiàn)和利用。因此，擁有作物種質(zhì)資源的數(shù)量及利用作物種質(zhì)資源的能力，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家種業(yè)實(shí)力的重要標(biāo)志。我國(guó)發(fā)布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》中，將種質(zhì)資源發(fā)掘、保存和創(chuàng)新列為優(yōu)先支持。

黑龍江省位于43°~53°N，南北跨寒帶和寒溫帶，是我國(guó)緯度最高、最寒冷的省份。同時(shí)，黑龍江省擁有遼闊的黑土帶，農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平位居全國(guó)第一，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源稟賦極好。但是，由于土壤、氣候有別其他省份，導(dǎo)致種質(zhì)資源的區(qū)域特征特性突出，是我國(guó)作物資源中的一塊珍寶，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和作物新品種培育對(duì)當(dāng)?shù)胤N質(zhì)資源的依賴性較強(qiáng)。本文主要對(duì)黑龍江省作物種質(zhì)資源現(xiàn)狀、問(wèn)題進(jìn)行介紹并對(duì)未來(lái)發(fā)展提出建議。

1 黑龍江省作物種質(zhì)資源現(xiàn)狀

1.1 作物種質(zhì)資源豐富 黑龍江省有豐富的野生資源，全省有野生高等植物2000余種，占全國(guó)植物總量3萬(wàn)余種的1/15，東北地區(qū)3000余種的2/3。豐富多樣的植物組成了世界上著名的黑龍江大森林、大草原、大沼澤、大農(nóng)田等植被景觀，不但是我國(guó)重要的生態(tài)屏障，也是各類(lèi)作物重要的“基因庫(kù)”。其中，野生大豆、春小麥近緣野生種等種質(zhì)資源不僅是黑龍江省而且是全世界獨(dú)有的，這些種質(zhì)中蘊(yùn)含的特早熟、耐寒、光溫不敏感等珍貴基因，這些基因是億萬(wàn)年進(jìn)化選擇的結(jié)果，非常寶貴。

1.2 寒帶黑土特色突出 黑龍江省地處我國(guó)最東北，南北跨溫帶和寒溫帶，東西跨濕潤(rùn)區(qū)、半濕潤(rùn)區(qū)、半干旱區(qū)；境內(nèi)河流、平原、丘陵、山地呈復(fù)合與鑲嵌分布。獨(dú)特的自然生態(tài)條件為多種植物提供了適宜的生存、擴(kuò)展種群的環(huán)境，不可取代的生態(tài)環(huán)境形成了黑龍江省野生植物及植被資源種群大、生物量高的突出特點(diǎn)與明顯優(yōu)勢(shì)。黑龍江省三江平原和美國(guó)密西西比河流域、歐洲烏克蘭同屬世界著名的三大黑土帶，因此，黑龍江省作物種質(zhì)資源研究具有非常顯著的寒帶、黑土特色。由于黑龍江省特殊的氣候和土壤條件，資源的區(qū)域特征特性突出，在作物育種工作中，外來(lái)種質(zhì)資源直接利用的局限性大，對(duì)自有種質(zhì)資源依賴性強(qiáng)。

1.3 研究基礎(chǔ)較好 種質(zhì)資源保存庫(kù)被稱為“植物諾亞方舟”、“世界末日穹頂”，是種質(zhì)資源保護(hù)和利用的重要設(shè)施。黑龍江省于1982年在黑龍江省農(nóng)科院建設(shè)了我國(guó)東北地區(qū)作物種質(zhì)資源保存庫(kù)，通過(guò)收集農(nóng)家種、征集育種家培育的新品種和創(chuàng)造的特異材料，共整理保存各類(lèi)作物種質(zhì)資源1萬(wàn)余份，目前這些資源已經(jīng)成為珍貴的財(cái)富。2008年由黑龍江省政府投資建設(shè)的寒地植物資源保存庫(kù)和配套設(shè)施落成投入使用，種質(zhì)資源保存和研究能力均得到較大提升?，F(xiàn)建有綜合性實(shí)驗(yàn)樓1座，低溫種質(zhì)保存庫(kù)4個(gè)，其中長(zhǎng)期庫(kù)1個(gè)、中期庫(kù)2個(gè)、臨時(shí)庫(kù)1個(gè)。借鑒國(guó)家?guī)斓谋４娼?jīng)驗(yàn)，在種子清潔、干燥、包裝、數(shù)據(jù)庫(kù)管理和低溫處理等方面的保存工藝技術(shù)已基本成熟，為資源的直接和間接利用打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

擁有一支專(zhuān)業(yè)的種質(zhì)資源研究隊(duì)伍，在玉米、水稻、大豆、春小麥、馬鈴薯、食用豆、牧草等作物領(lǐng)域均具有較強(qiáng)科研實(shí)力和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。不但保存了一批瀕臨滅絕的珍貴地方資源，而且鑒定評(píng)價(jià)出許多優(yōu)良的種質(zhì)資源，并已經(jīng)在育種中發(fā)揮了非常重要的作用。中華人民共和國(guó)成立初期，黑龍江省大豆產(chǎn)量一直徘徊在40~50kg/667m2，大豆育種家劉忠堂等利用農(nóng)家品種小粒豆9號(hào)育成的合豐25，其后又衍生出的“綏農(nóng)號(hào)”和“北字號(hào)”等品種，使黑龍江省大豆每667m2的產(chǎn)量提高了60~80kg，處于全國(guó)領(lǐng)先地位。小麥育種家肖步陽(yáng)等利用小麥近緣種屬與農(nóng)家種雜交，選育出了“克字號(hào)”和“龍字號(hào)”不同類(lèi)型的小麥新品種，使黑龍江省小麥產(chǎn)量每10年增產(chǎn)50kg左右，現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到300kg以上。玉米育種家蘇俊等利用玉米矮源和熱帶種質(zhì)導(dǎo)入，篩選出“龍字號(hào)”自交系，解決了20世紀(jì)90年代困擾本省的“水苞米”問(wèn)題；高粱育種家鄢錫勛等利用黑龍11A矮稈資源，解決了黑龍江省乃至全國(guó)高粱雜交育種問(wèn)題等，育成了一大批農(nóng)作物品種，使生產(chǎn)上的品種不斷得以更新，大大提高了作物產(chǎn)量。與此同時(shí)，我們也與國(guó)家和各地種質(zhì)資源庫(kù)、育種單位、甚至農(nóng)民朋友進(jìn)行廣泛的種質(zhì)交流，累計(jì)向外提供各種作物種質(zhì)資源2000余份，既為選育優(yōu)良品種奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為國(guó)家種質(zhì)資源庫(kù)建設(shè)作出了重要貢獻(xiàn)。

2 存在的問(wèn)題

2.1 作物種質(zhì)資源研究工作未得到足夠的重視長(zhǎng)期以來(lái)，政府對(duì)新品種選育工作給予很大支持，但是對(duì)作物種質(zhì)資源研究的支持力度明顯不足。種質(zhì)資源研究的公益性沒(méi)有得到應(yīng)有重視。目前，黑龍江省寒地種質(zhì)資源庫(kù)目前為地方省級(jí)種質(zhì)庫(kù)，沒(méi)有被列入國(guó)家級(jí)種質(zhì)庫(kù)，由于缺少持續(xù)穩(wěn)定的財(cái)政科技經(jīng)費(fèi)投入與支持，加之種質(zhì)庫(kù)在水、電、設(shè)備維護(hù)、資源鑒定和繁種更新、活體資源圃建設(shè)管理、資源采集、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)及配套實(shí)驗(yàn)室等方面運(yùn)行成本不斷加大，種質(zhì)庫(kù)運(yùn)行艱難，存在寒地農(nóng)作物種質(zhì)資源消失、滅絕等風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 大量的作物資源滯留在育種研究部門(mén) 當(dāng)前，由于省內(nèi)各單位的育種團(tuán)隊(duì)均為封閉運(yùn)作，育種部門(mén)與種質(zhì)資源庫(kù)之間沒(méi)有建立起高效、信用的溝通機(jī)制，以致形成了育種部門(mén)不愿意把好的資源上交給資源庫(kù)，育種團(tuán)隊(duì)之間也很少開(kāi)展原始材料交換的現(xiàn)狀。由此產(chǎn)生了兩方面問(wèn)題：一方面，收集到的資源得不到及時(shí)整理研究，存在大量名不副實(shí)的現(xiàn)象，有的甚至系譜來(lái)源不清；另一方面，由于育種工作者更重視目的基因的有無(wú)及其利用的可能性，往往忽視非目的基因的保存，絕大多數(shù)非目的基因在選種過(guò)程中被淘汰，導(dǎo)致形成的一些中間育種材料遺傳基因狹窄。特別是各種作物的農(nóng)家種被淘汰，使大量?jī)?yōu)異基因喪失。水稻農(nóng)家種星火白毛、玉米農(nóng)家種五霜等優(yōu)良農(nóng)家種丟失，就是很好的例證，令人痛心疾首。

2.3 作物資源研究手段落后 由于研究經(jīng)費(fèi)不足，種質(zhì)資源評(píng)價(jià)與利用技術(shù)落后，本省作物品種創(chuàng)新依然基于原有種質(zhì)資源基礎(chǔ)上，沒(méi)有對(duì)種質(zhì)資源潛在的核心基因或性狀優(yōu)勢(shì)進(jìn)行深度分析與發(fā)掘，大量?jī)?yōu)勢(shì)基因資源沒(méi)有被挖掘和利用，有用基因偏窄，育成突破性優(yōu)勢(shì)品種寥寥無(wú)幾，導(dǎo)致育成品種多而不精、多而不優(yōu)、推而不廣。不獲得基因、不獲得知識(shí)產(chǎn)權(quán)就無(wú)法保護(hù)資源和利用資源。盡管這些植物生長(zhǎng)在我國(guó)的國(guó)土上，公民對(duì)其享有主權(quán)，但沒(méi)有知識(shí)產(chǎn)權(quán)，既痛心又尷尬。

3 發(fā)展建議

3.1 將種質(zhì)資源研究工作提升到維護(hù)國(guó)家糧食安全的高度，并提供穩(wěn)定資金支持 2016年5月25日習(xí)近平總書(shū)記視察黑龍江時(shí)發(fā)表重要講話，對(duì)黑龍江現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展給予了高度評(píng)價(jià)與充分肯定，他指出“黑龍江是農(nóng)業(yè)大省和糧食主產(chǎn)區(qū)，長(zhǎng)期以來(lái)為國(guó)家糧食安全作出了重要貢獻(xiàn)。近5年，糧食總產(chǎn)量、商品量、調(diào)出量保持全國(guó)第一，成為維護(hù)國(guó)家糧食安全的一塊‘壓艙石’”，這是對(duì)黑龍江的一個(gè)重大鼓勵(lì)和鞭策，同時(shí)也賦予了黑龍江現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展新的要求和新的使命。要實(shí)現(xiàn)總書(shū)記的期望，最有效的途徑就是加強(qiáng)作物種質(zhì)資源搜集、整理、評(píng)價(jià)及綜合利用，培育出適應(yīng)不同生態(tài)環(huán)境、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的植物新品種。作物種質(zhì)資源研究作為新品種選育與創(chuàng)新的基礎(chǔ)，是一項(xiàng)連續(xù)性、系統(tǒng)性的純公益性、基礎(chǔ)性科研工作，亟需納入財(cái)政預(yù)算，穩(wěn)定支持。

3.2 加強(qiáng)種質(zhì)資源平臺(tái)建設(shè)，完善基礎(chǔ)設(shè)施 “工欲善其事，必先利其器”。未來(lái)需要加強(qiáng)種質(zhì)資源平臺(tái)建設(shè)，主要包括：（1）改造升級(jí)種質(zhì)資源保存庫(kù)，擴(kuò)大資源的搜集和保存；（2）加強(qiáng)對(duì)珍稀、野生寒地種質(zhì)資源的收集和保護(hù)，對(duì)國(guó)外優(yōu)異種質(zhì)資源的引進(jìn)；（3）攻克種質(zhì)資源保護(hù)和利用的關(guān)鍵技術(shù)，發(fā)掘一批有重要育種價(jià)值的新基因，創(chuàng)制一批突破性的新種質(zhì)；（4）構(gòu)建由種質(zhì)資源保存庫(kù)、保存圃、鑒定評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室、信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)組成的種質(zhì)資源保護(hù)、鑒定評(píng)價(jià)和共享利用體系。

3.3 開(kāi)展針對(duì)性的種質(zhì)資源專(zhuān)項(xiàng)普查和系統(tǒng)收集（1）對(duì)松嫩平原和三江平原等進(jìn)行普查、系統(tǒng)收集，使許多珍貴的野生資源得到及時(shí)的研究利用和妥善保存。（2）廣泛征集省內(nèi)科研單位、種業(yè)公司等在育種過(guò)程和學(xué)術(shù)活動(dòng)中創(chuàng)新和引進(jìn)的優(yōu)異種質(zhì)資源。（3）開(kāi)展種質(zhì)資源聯(lián)合考察、技術(shù)交流，加大優(yōu)異資源引進(jìn)和交換力度，重點(diǎn)引進(jìn)俄羅斯等氣候相近地區(qū)的優(yōu)異種質(zhì)資源，豐富本省寒帶植物基因資源遺傳多樣性，拓寬研究領(lǐng)域和研究對(duì)象。（4）對(duì)新收集的資源進(jìn)行編目、入庫(kù)（圃）保存，對(duì)特異資源和重要的無(wú)性繁殖作物種質(zhì)資源通過(guò)試管苗、超低溫、DNA等方式進(jìn)行復(fù)份保存。（5）開(kāi)展不同形式的國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)交流和技術(shù)培訓(xùn)，培養(yǎng)作物種質(zhì)資源研究人才，建立起創(chuàng)新能力較強(qiáng)的，穩(wěn)定的研究隊(duì)伍。

3.4 建立成果共享機(jī)制，促進(jìn)資源與育種研究協(xié)同創(chuàng)新 通過(guò)建立成果共享和成果轉(zhuǎn)化效益的分配機(jī)制，調(diào)動(dòng)作物種質(zhì)資源研究工作者的積極性，與新品種選育相結(jié)合，更加瞄準(zhǔn)育種目標(biāo)和市場(chǎng)需求，促進(jìn)種質(zhì)資源與育種研究協(xié)同創(chuàng)新。