山西省農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)利用現(xiàn)狀與展望

□康國帥，穆志新，王海崗，秦慧彬

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)基因資源研究中心 山西 太原 030031）

山西省地處我國華北地區(qū)西部、黃土高原東部、黃河中游東岸，南北長約682 km，東西寬約384 km，地形地貌種類多樣，有山地、丘陵、臺地、平原、盆地等。境內(nèi)有大小河流1 000 余條，河谷交錯縱橫。山西省屬于溫帶大陸性氣候，但南北氣候區(qū)別明顯，光照資源豐富，晝夜溫差大，造就了適宜多種農(nóng)作物生長的生態(tài)環(huán)境[1］。山西是華夏文明的“搖籃”，農(nóng)耕歷史悠久，漫長的自然演變孕育了特色鮮明、品質(zhì)優(yōu)良、豐富多樣的農(nóng)作物種質(zhì)資源。其中，雜糧種類多、數(shù)量大，位于全國前列。據(jù)統(tǒng)計，山西省的燕麥、高粱地方品種均居全國第一，分別為74.4%和68.4%；黍稷、谷子地方品種均居全國第二，分別為22.6%和21.1%。此外，山西省的小豆、飯豆、普通菜豆地方品種居全國第一，綠豆、豇豆居全國第三，蕎麥地方品種數(shù)占全國的12.8%[2]。

農(nóng)作物種質(zhì)資源承載著遺傳信息，是加快實現(xiàn)我國種業(yè)跨越式發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。培育優(yōu)異品種本質(zhì)上就是對種質(zhì)資源進(jìn)行再加工[3]。2020 年，習(xí)近平總書記在中央經(jīng)濟(jì)工作會議上強(qiáng)調(diào)，“開展種源‘卡脖子’技術(shù)攻關(guān)，立志打一場種業(yè)翻身仗”[4]。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《全國農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)與利用中長期發(fā)展規(guī)劃（2015—2030 年）》、國務(wù)院辦公廳《關(guān)于加強(qiáng)農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護(hù)與利用的意見》等文件，都體現(xiàn)了國家對種質(zhì)資源的高度重視。

近年來，種質(zhì)資源流失現(xiàn)象十分嚴(yán)重，環(huán)境污染和城市化擴(kuò)張進(jìn)程加快，使得一些珍稀物種瀕臨滅絕，甚至已經(jīng)滅絕。高產(chǎn)品種的推廣和農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，使得地方栽培品種被淘汰進(jìn)而消失。農(nóng)作物種質(zhì)資源的流失，使得許多作物存在遺傳脆弱性，容易引發(fā)突發(fā)的毀滅性病害[5]。

1 山西省農(nóng)作物種質(zhì)資源保存和利用的成就

1.1 資源保護(hù)工作位居全國前列

山西省是我國開展種質(zhì)資源保護(hù)與利用最早的省份之一，種質(zhì)資源工作成效位居全國前列。

新中國成立后，山西省共開展了4 次大規(guī)模的種質(zhì)資源征集。1956—1957 年，全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查收集到地方品種和農(nóng)家種15 000 余份。1979—1983 年，全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查在全省征集到作物種質(zhì)資源16 958 份。2011—2016 年，西北干旱區(qū)農(nóng)作物種質(zhì)資源調(diào)查，收集數(shù)量為686 份。2020 年，開展全國第三次農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與系統(tǒng)調(diào)查工作。經(jīng)過4 次征集發(fā)現(xiàn)和搶救了一批瀕臨滅絕的稀有珍貴資源，基本上查清了山西省農(nóng)作物種質(zhì)資源的分布規(guī)律和數(shù)量規(guī)模。在征集調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過研究農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀及相關(guān)特征，編寫了《山西省農(nóng)作物品種志》《山西省農(nóng)作物品種資源目錄》《山西省黍稷品種資源目錄》《山西高粱品種志》等資料。

山西省是全國最早建立省級農(nóng)作物品種資源（舊稱種質(zhì)資源）專業(yè)研究所的省份。1984 年成立的山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物品種資源研究所（2020 年更名為山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)基因資源研究中心）是黃土高原7 個省區(qū)唯一從事農(nóng)作物種質(zhì)資源收集、保存、鑒定、評價和創(chuàng)新利用工作的專業(yè)研究所。2003 年由中國農(nóng)科院牽頭申報的“中國農(nóng)作物種質(zhì)資源收集、保存、評價與利用”成果獲國家科技進(jìn)步一等獎，山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院排名第二，主要工作由農(nóng)業(yè)基因資源研究中心完成。

山西省種質(zhì)庫是山西省唯一的中期貯存庫，可貯存50 萬份種質(zhì)資源。目前貯存了7 萬份農(nóng)作物種質(zhì)資源，涉及35 種作物，保存量居全國前列；貯存雜糧近4 萬份，居全國第一位；累計為國家?guī)焯峁┝私?萬份種質(zhì)資源，上交資源數(shù)量居全國之首。同時，為科研人員提供資源免費(fèi)保存服務(wù)，免費(fèi)保存量超過2.8 萬份。山西省種質(zhì)庫的科研工作者在種質(zhì)保存技術(shù)方面積累了豐富的經(jīng)驗，建立了山西省中期庫種子活力跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)，確定了中期庫不同類型庫存種質(zhì)安全貯存的預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)和更新標(biāo)準(zhǔn)，避免了寶貴遺傳基因得而復(fù)失，也減少了庫存資源頻繁更新造成的資金投入和基因資源的遺傳漂變。種質(zhì)庫保存技術(shù)的研究成果“作物種質(zhì)資源持久安全貯存及預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研究”于2004 年獲山西省科技進(jìn)步二等獎。

除了山西省種質(zhì)庫，山西省還有國家級棗、葡萄種質(zhì)資源圃以及黃芪、草蓯蓉、鹿黨參等藥材作物的原生境保護(hù)區(qū)。2020 年，山西省人民政府辦公廳頒布了《關(guān)于加強(qiáng)農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護(hù)與利用的實施意見》，依托農(nóng)業(yè)基因資源研究中心建立了山西省作物種質(zhì)資源保護(hù)與利用中心，隨后將逐步完善山西省農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)體系。

1.2 開發(fā)利用成效顯著

多年來，山西省種質(zhì)庫為科研人員、育種家、企業(yè)提供利用1.5 萬份次，有力推動了基礎(chǔ)科學(xué)研究、育種和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

在服務(wù)基礎(chǔ)科學(xué)研究方面，積極服務(wù)科研機(jī)構(gòu)。例如山西農(nóng)大高粱所、資環(huán)學(xué)院等機(jī)構(gòu)利用山西省種質(zhì)庫提供的資源開展不育系轉(zhuǎn)育、基因篩選等研究。種質(zhì)庫收集保存的興縣灰布支黑豆、五寨黑豆兩個高抗抗源材料，不僅抗胞囊線蟲4 號小種，同時兼抗1、3、5 號生理小種，成為開展大豆抗胞囊線蟲研究的重要材料，基因資源中心大豆課題組的科研人員利用這些材料首次探明了抗源品種的遺傳規(guī)律。

在服務(wù)育種方面，利用收集的資源，育成了玉米品種晉單8 號、晉黑糯3 號，谷子品種晉品谷1 號、晉品谷2 號等。黍稷資源提供給全國科研機(jī)構(gòu)后，共育成32 個黍稷新品種，并在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。部分收集到的資源則作為抗病育種的親本，例如高抗黑穗病的黑軟谷、小黑谷等種質(zhì)。

在服務(wù)生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)方面，征集到的特色資源有效帶動了產(chǎn)業(yè)發(fā)展。例如生產(chǎn)上種植面積比較大的東方亮和沁州黃谷子。其中，突出代表是利用征集資源育成的黑豐1 號苦蕎品種，現(xiàn)已成為山西省及周邊省份種植面積最大的品種之一，并且是苦蕎產(chǎn)業(yè)的支柱品種，用其制成的苦蕎茶、苦蕎醋深受大眾喜愛。

2 山西省農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)利用存在的問題

2.1 種質(zhì)資源消失速度加快，征集工作緊迫

在全國第三次農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與系統(tǒng)調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)，征集到的資源數(shù)量在迅速減少。一些名優(yōu)地方品種由于產(chǎn)量較低，農(nóng)民已不再種植，主要糧食作物也少有農(nóng)家種。2020 年山西省啟動第三次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集工作，截至目前共搶救性收集農(nóng)作物種質(zhì)資源480 份，普查征集收集種質(zhì)資源3 936 份，收集和征集的資源遠(yuǎn)低于前兩次資源收集的數(shù)量。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、現(xiàn)代化進(jìn)程加快和育成品種的廣泛推廣，地方品種、野生種生存空間越來越受到擠壓，資源普查收集工作愈發(fā)緊迫。

2.2 資源鑒定評價深度不夠

目前，資源鑒定工作主要以表型鑒定為主，抗性鑒定只是對部分資源的部分抗性（抗病性、抗寒性、耐鹽堿等）進(jìn)行評價，表型與基因型精準(zhǔn)鑒定評價不足，分子指紋圖譜庫構(gòu)建欠缺，高通量鑒定、等位基因規(guī)?；l(fā)掘等技術(shù)還未廣泛應(yīng)用，種質(zhì)資源中蘊(yùn)藏的優(yōu)異基因資源還未挖掘，一些具有地方特色的種質(zhì)資源的食用、藥用、文化特性有待評價整理[6]。目前的鑒定結(jié)果不能有效滿足育種工作的需求，也難以應(yīng)對日趨激烈的國內(nèi)外種業(yè)競爭。

2.3 缺少穩(wěn)定的經(jīng)費(fèi)支撐

目前，科研管理考核體制要求在較短時間內(nèi)創(chuàng)制突破性的種質(zhì)。但種質(zhì)資源的創(chuàng)制利用，不容易在短時間內(nèi)有成果和經(jīng)濟(jì)效益，因此必須強(qiáng)化種質(zhì)資源工作公益性、基礎(chǔ)性、長期性的觀念[7]。

種質(zhì)資源保護(hù)利用是一項系統(tǒng)工程，開展種質(zhì)資源工作需要地方政府有長期、穩(wěn)定且成規(guī)模的財政支持，但目前山西省科技廳、農(nóng)業(yè)廳等均尚未設(shè)立種質(zhì)資源保護(hù)利用專項項目。在繁殖更新方面，受勞動力成本上升、自然災(zāi)害等因素影響，近年來田間繁殖更新成本急劇升高[8]；在儀器設(shè)備方面，缺乏專用的抗旱、耐鹽、抗病和品質(zhì)鑒定等方面的基礎(chǔ)設(shè)備；在信息化建設(shè)方面，應(yīng)維護(hù)和更新現(xiàn)有的數(shù)據(jù)管理、共享利用平臺。

2.4 機(jī)制制度不全，工作面臨梗阻

種質(zhì)資源工作因涉及作物種類多，有專業(yè)性強(qiáng)的特點(diǎn)。工作中涉及的行政部門、科研機(jī)構(gòu)和高校也較多，業(yè)務(wù)交叉重復(fù)不可避免，工作成果難以共享。在開展工作期間發(fā)現(xiàn)，部分單位和工作人員認(rèn)為種質(zhì)資源保護(hù)只是科研單位的工作，因而擔(dān)當(dāng)作為不夠，沒有按照標(biāo)準(zhǔn)完成布置的工作。由此可見，同種質(zhì)資源相關(guān)的行政、科研機(jī)構(gòu)亟待建立良好的溝通協(xié)作和權(quán)責(zé)機(jī)制。

目前，缺乏公正合理的有關(guān)種質(zhì)資源知識產(chǎn)權(quán)界定和利益分享的反饋機(jī)制?？蒲袡C(jī)構(gòu)、育種家、企業(yè)利用從種質(zhì)庫（圃）獲得的種質(zhì)資源選育出新品種或產(chǎn)生效益后，種質(zhì)資源工作者無法參與成果的分配，無法體現(xiàn)出種質(zhì)資源科研人員的基礎(chǔ)性工作。另外，許多育種家將核心材料保存在課題組里，不愿保存在種質(zhì)庫，隨著課題組人員調(diào)動或新老交替，很可能出現(xiàn)材料喪失的情況。

2.5 種質(zhì)資源工作力量亟待加強(qiáng)

由于歷史原因，多年來對種質(zhì)資源工作重視不足，從事種質(zhì)資源工作的專業(yè)人才儲備不夠，種質(zhì)資源工作人員的積極性沒有得到充分發(fā)揮。

目前，在職稱評審工作中，沒有把種質(zhì)資源科技工作者所做的收集、保存、鑒定、分發(fā)等基礎(chǔ)性工作作為評審條件[9]。

3 加強(qiáng)山西省農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)利用的措施

3.1 建立收集長效機(jī)制，完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

建立有效的種質(zhì)資源收集普查長效機(jī)制。一是爭取專項征集經(jīng)費(fèi)，常態(tài)化開展資源征集，特別是加強(qiáng)收集保存珍稀、瀕危、特色資源和作物野生近緣植物；二是從國內(nèi)外其他種質(zhì)資源機(jī)構(gòu)引進(jìn)資源；三是面向社會采取有償征集；四是政府、科研機(jī)構(gòu)、學(xué)校等部門，通過標(biāo)語、宣傳單和網(wǎng)絡(luò)新媒體等形式，宣傳種質(zhì)資源法律法規(guī)，提高全民保護(hù)農(nóng)作物種質(zhì)資源的意識，動員群眾參與到種質(zhì)資源征集工作中[10]。

根據(jù)種質(zhì)資源工作實際進(jìn)程，按照國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，新建種質(zhì)資源庫（場、區(qū)、圃），對原有的種質(zhì)資源庫（場、區(qū)、圃）進(jìn)行改造擴(kuò)建，對作物野生近緣種集中分布區(qū)加強(qiáng)保護(hù)，逐步完善異地保存和原位保護(hù)相結(jié)合的全方位保護(hù)體系[11]。完善種質(zhì)資源評價鑒定基礎(chǔ)設(shè)施，例如旱棚、鹽池、隔離鑒定網(wǎng)室、病圃等。在保存手段上還可采取試管苗庫、超低溫庫、DNA 庫等手段。

3.2 開展精準(zhǔn)鑒定和基因挖掘

開展基因型精準(zhǔn)鑒定，搭建鑒定評價和基因發(fā)掘技術(shù)平臺。運(yùn)用SNP 標(biāo)記、基因芯片、重測序、高通量鑒定、等位基因規(guī)?；l(fā)掘、分子指紋圖譜庫構(gòu)建等技術(shù)，深度挖掘控制產(chǎn)量、品質(zhì)等性狀的功能基因，創(chuàng)制育種家想用、生產(chǎn)中好用的適宜機(jī)械化、高產(chǎn)、高抗的種質(zhì)[12]。積極參加國家農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源鑒定評價體系建設(shè)，通過全面提升種質(zhì)資源評價水平，讓種質(zhì)資源更好地有效利用，將資源轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，服務(wù)有機(jī)旱作農(nóng)業(yè)。

3.3 加大支持力度，拓寬經(jīng)費(fèi)渠道

山西省要從種質(zhì)資源大省邁向種業(yè)強(qiáng)省，要把資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，應(yīng)確保種質(zhì)資源工作有穩(wěn)定持續(xù)的經(jīng)費(fèi)。省級科研和財政部門應(yīng)設(shè)立專項資金，開展山西省地方種質(zhì)資源保護(hù)與利用工作，用于保障種質(zhì)資源收集、保存、鑒定、評價、創(chuàng)新利用，以及對種質(zhì)資源研究的重大發(fā)現(xiàn)進(jìn)行獎補(bǔ)。同時，積極向農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、科技部申請作物保種、重點(diǎn)研發(fā)、種業(yè)提升等項目，參與兄弟省份種質(zhì)資源研究課題，努力拓寬經(jīng)費(fèi)的獲得渠道。

種業(yè)企業(yè)開展商業(yè)化育種需要大量種質(zhì)資源作為支撐[13]，因此可以鼓勵種業(yè)企業(yè)參與到農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護(hù)與利用工作中，合作開展種質(zhì)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化推廣工作，逐步實現(xiàn)政企同步驅(qū)動的投入機(jī)制[14]，有效解決鑒定和利用脫節(jié)的問題。

3.4 推進(jìn)建章立制，實現(xiàn)規(guī)范化管理

制定符合山西省特點(diǎn)的地方法規(guī)，將山西省種質(zhì)資源保護(hù)和利用納入法制化管理，明確各級政府的主體責(zé)任，同時制訂種質(zhì)資源中長期發(fā)展規(guī)劃。成立山西省種質(zhì)資源保護(hù)利用管理領(lǐng)導(dǎo)小組，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)、科技、財政、高校各部門，打通各部門之間的工作壁壘，協(xié)商攻關(guān)種質(zhì)資源工作重大問題。

對各農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源庫（場、區(qū)、圃）實行認(rèn)證、掛牌、考核評估制度[15]。鼓勵有關(guān)單位和個人把種質(zhì)資源交由種質(zhì)庫（場、區(qū)、圃）保存；檢疫和海關(guān)部門構(gòu)建便利的引進(jìn)種質(zhì)資源的檢疫和通關(guān)機(jī)制；立法保護(hù)種質(zhì)資源庫（場、區(qū)、圃），對于非法采挖野生珍稀、瀕危種質(zhì)資源，或在種質(zhì)資源工作中不作為、亂作為、私藏種質(zhì)資源導(dǎo)致滅失等行為，追究相關(guān)單位和人員的責(zé)任[16]。

建立健全農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源管理規(guī)章制度，使種質(zhì)資源收集、保存、鑒定、評價、登記、利用各環(huán)節(jié)有標(biāo)準(zhǔn)、有遵循、有依據(jù)。探索建立資源交流共享機(jī)制，例如在品種審定、項目結(jié)題之前必須有種質(zhì)庫出具的入庫證明，采用生物技術(shù)對種質(zhì)資源進(jìn)行產(chǎn)權(quán)界定等措施，使種質(zhì)資源的共享利用具有可持續(xù)性[17]。

3.5 加強(qiáng)種質(zhì)資源隊伍建設(shè)

采取多種措施充分調(diào)動種質(zhì)資源工作者的工作積極性，穩(wěn)定種質(zhì)資源工作隊伍，促進(jìn)種質(zhì)資源保存利用能力和水平的提高[18]。對參與種質(zhì)資源工作的行政、科研部門，將種質(zhì)資源工作作為重要的績效考核指標(biāo)，作為職務(wù)、職稱晉升的重點(diǎn)考核內(nèi)容，作為申報項目和獎勵的評分依據(jù)，為人才發(fā)展預(yù)留空間。對從事種質(zhì)資源保護(hù)利用的優(yōu)秀團(tuán)隊和優(yōu)秀人才進(jìn)行重點(diǎn)支持，培養(yǎng)和引進(jìn)種質(zhì)資源工作的領(lǐng)軍人物，發(fā)揮領(lǐng)軍人物的引領(lǐng)作用。與國家種質(zhì)庫和發(fā)達(dá)省區(qū)種質(zhì)資源機(jī)構(gòu)加強(qiáng)學(xué)術(shù)交流溝通，學(xué)習(xí)先進(jìn)的種質(zhì)資源安全保存和創(chuàng)新利用經(jīng)驗。

4 結(jié)束語

經(jīng)過多年的鑒定研究和生產(chǎn)實踐發(fā)現(xiàn)，山西省農(nóng)作物種質(zhì)資源中蘊(yùn)藏著豐富多彩、彌足珍貴的遺傳基因，這是山西省調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)，實施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和有利條件。必須做好組織和制度保障，從資金、項目、人才、政策方面加大保護(hù)和開發(fā)利用力度，打造“保、育、繁、推”緊密結(jié)合的發(fā)展模式，將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，助力鄉(xiāng)村振興，最終實現(xiàn)種質(zhì)資源以保護(hù)促進(jìn)利用、以利用帶動保護(hù)的良性循環(huán)。