湖南永州市農(nóng)作物種質(zhì)資源調(diào)查收集與分析

蔣 藝 雷干農(nóng) 王 明 吳岳庭 孫洪波 王 慶 王松柏 王 恒

（湖南省永州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，永州 425000）

農(nóng)作物種質(zhì)資源是作物品種選育和基因型鑒定等研究的基礎(chǔ)，對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展起著關(guān)鍵作 用[1]。我國農(nóng)作物種質(zhì)資源保存數(shù)量在國際上名列第二，但隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步、環(huán)境污染等原因，植物的生存環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，很多擁有重要基因資源的地方品種因受抗性弱、產(chǎn)量低、經(jīng)濟(jì)價(jià)值低等因素影響而遭淘汰[2-3]。因此，開展種質(zhì)資源調(diào)查工作，搶救性收集地方古老及年代久遠(yuǎn)的育成品種、瀕危野生近緣種等資源，對(duì)保障我國農(nóng)作物種質(zhì)資源多樣性和地方農(nóng)業(yè)發(fā)展尤為重要[4]。

永州市地處湖南省南部，雅稱“瀟湘”，地跨24°39′～26°51′N，111°06′～112°21′E，地勢三面環(huán)山，土壤以紅壤和黃棕壤為主，年均降水量介于1000～1900mm 之間，年均氣溫17.6～18.6℃，無霜期286～311d[5]。距上次種質(zhì)資源普查與收集工作已過去30 多年，隨著永州市經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)發(fā)展，種質(zhì)資源發(fā)生巨大改變，為了解永州市種質(zhì)資源情況，進(jìn)一步保護(hù)和利用種質(zhì)資源，湖南省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳于2021 年安排永州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所開展種質(zhì)資源征集與調(diào)查收集工作。此次種質(zhì)資源的收集調(diào)查能為永州市果蔬、糧食、茶葉等農(nóng)作物生產(chǎn)和良種繁育提供更多的優(yōu)質(zhì)材料。

1 調(diào)查內(nèi)容與方法

1.1 調(diào)查內(nèi)容根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《關(guān)于開展全國農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源普查的通知》（農(nóng)種發(fā)〔2021〕1 號(hào)）安排，湖南省各市區(qū)農(nóng)業(yè)部門全面開展農(nóng)作物種質(zhì)資源普查保護(hù)利用工作，精確、完整地記錄收集資源的地理分布情況、種植歷史、栽培利用、品種更替等基本信息。依據(jù)普查結(jié)果，將實(shí)物和信息及時(shí)按要求上交省種質(zhì)資源庫，優(yōu)先收集和保護(hù)利用珍稀、瀕危、野生、古老、特有資源，突出資源特性、農(nóng)民認(rèn)知、開發(fā)利用情況。

根據(jù)湖南省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳下達(dá)的文件，由永州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所牽頭組織專家調(diào)查隊(duì)，集合各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，重點(diǎn)調(diào)查江華縣農(nóng)作物種質(zhì)資源。江華，古稱馮乘，至今已有2100 多年歷史，位于南嶺北麓，地處湘、粵、桂三?。▍^(qū)）結(jié)合部，地理坐標(biāo)24°38′～25°15′N，110°25′～112°10′E，海拔高度一般處于200～800m 之間。結(jié)合普查資料，專家調(diào)查隊(duì)分別在2021 年11 月、2021 年12 月、2022 年3 月、2022 年6 月對(duì)江華縣10 個(gè)重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)分別確定3 個(gè)行政村展開調(diào)查。

1.2 調(diào)查與收集方法根據(jù)《湖南省農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集指南》《湖南蔬菜種質(zhì)資源》《湖南地方特色茶樹種質(zhì)資源》等資源專著以及湖南省普查與收集行動(dòng)管理網(wǎng)站了解普查內(nèi)容，下載調(diào)查表格、培訓(xùn)材料并進(jìn)行系統(tǒng)填報(bào)，查閱檔案館的縣志、技術(shù)報(bào)告、論文、專著、國家/地方種質(zhì)庫庫存資源等。通過走訪鄉(xiāng)鎮(zhèn)，咨詢當(dāng)?shù)丶夹g(shù)人員、種植農(nóng)戶等收集資源的種植信息，完成普查表。

參考鄭殿升等[6]《農(nóng)作物種質(zhì)資源收集技術(shù)規(guī)程》規(guī)范填寫種質(zhì)資源普查表，詳細(xì)記錄采集資源樣本的學(xué)名、采集時(shí)間、地點(diǎn)、GPS 定位經(jīng)緯度和海拔高度，以及每份資源提供者的身份信息、聯(lián)系方式、家庭住址等，并對(duì)采集點(diǎn)和樣本進(jìn)行攝影。拍攝內(nèi)容須具有代表性，包括采集點(diǎn)的生境、伴生植物等整體生長環(huán)境，典型單株需突出花、果實(shí)、種子、葉片、莖等部位特點(diǎn)，以及樣本采集編號(hào)、時(shí)間、地點(diǎn)、拍攝者等。每份資源需排列征集編號(hào)，樣本標(biāo)簽注明編號(hào)、種質(zhì)名稱、收集者、收集地點(diǎn)和時(shí)間等信息。征集樣品取樣量需保證遺傳多樣性與完整性，樣品保存方式參考盧新雄等[7]《作物種質(zhì)資源安全保存原理與技術(shù)》。

將收集的農(nóng)作物種質(zhì)資源分別送于湖南省蔬菜研究所、湖南省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳等單位進(jìn)行品種鑒定。為充分利用地方農(nóng)作物種質(zhì)資源，永州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所實(shí)施種質(zhì)資源的適應(yīng)性鑒定（海拔280m，26°22′N，111°63′E），采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)，小區(qū)面積20m2，每份材料每個(gè)小區(qū)種植20～30 株。鑒定包括生育期、田間農(nóng)藝性狀、品質(zhì)和抗性調(diào)查，明確每份資源的科屬等分類，并對(duì)地方資源特性進(jìn)行分析[6]。

2 調(diào)查結(jié)果與分析

2.1 蔬菜種質(zhì)資源分類截至2022 年6 月，江華縣種質(zhì)資源系統(tǒng)調(diào)查與搶救性收集工作共收集到種質(zhì)資源140 份，隸屬19 個(gè)科34 個(gè)屬52 個(gè)種（表1），已通過湖南省蔬菜研究所鑒定資源100 余份。本次收集的種質(zhì)資源主要包括旱糧、瓜類、豆類、薯芋類、茄果類、野生果等，其中占比最大的是豆類（41份），占收集資源總量的29.29%。豇豆（13 份）和大豆（14 份）構(gòu)成豆類資源的主體，因商品種普及，飯豆、狗爪豆資源在市場上幾乎銷聲匿跡，只能在深山中的農(nóng)戶家中收集到少量資源。薯芋類以番薯和芋頭為主，番薯品類有紅心薯、白心薯、紫薯、紫白相間薯，其中，紅薯品種最多，白薯單個(gè)重量大，外型獨(dú)特；收集到的紫薯比商品薯顏色更深。芋頭品類有田芋、旱芋、白梗芋、芭蕉芋，農(nóng)戶種植以田芋和旱芋為主，白梗芋抗旱性極強(qiáng)，芭蕉芋兼?zhèn)溆^賞性和食用性。

表1 江華縣收集的種質(zhì)資源種類

2.2 區(qū)域分布江華縣收集的種質(zhì)資源區(qū)域分布如表2所示，其中包括地方品種121份、野生資源19份。從資源收集的數(shù)量來看，以湘江鄉(xiāng)、碼市鎮(zhèn)和涔天河鎮(zhèn)區(qū)域?yàn)橹?。湘江鄉(xiāng)收集的種質(zhì)資源種類最豐富，數(shù)量最多，占比約26%。該區(qū)域耕地面積占總面積的13%，地貌以山地類型為主，坡度多在30～40°，糧食作物以水稻、玉米、紅薯為主，該區(qū)的趕集習(xí)俗一直保留至今，使蔬菜資源種類保存較多。碼市鎮(zhèn)地處湘、粵、桂三?。▍^(qū)）交界之地，交通十分便利，蔬果產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢明顯，收集的資源種類豐富，主要包括茄果類、野果、薯芋類、旱糧、豆類、瓜類等資源。涔天河鎮(zhèn)是湖南省水利一號(hào)工程——涔天河水庫擴(kuò)建工程壩址所在地，該區(qū)自然環(huán)境優(yōu)異，野果、高山野生古茶樹等資源豐富，江華高山苦茶資源主要采于此處。

表2 江華縣農(nóng)作物種質(zhì)資源調(diào)查類別

2.3 海拔分布收集的資源分布區(qū)域海拔范圍為264m（白芒營鎮(zhèn)）到739m（湘江鄉(xiāng)）。其中海拔300～500m 中山地區(qū)收集到101 份資源，占總收集資源的72.14%（圖1），這些資源主要集中在湘江鄉(xiāng)、碼市鎮(zhèn)、涔天河鎮(zhèn)等，收集種類以豆類、旱糧、薯芋類為主；海拔300m 以下的河流平壩地區(qū)收集到10 份資源，占總數(shù)的7.14%，主要集中在白芒營鎮(zhèn)，以糧食作物、瓜果類資源為主；海拔500m 以上的中高山地區(qū)收集到29 份資源，占資源總數(shù)的20.72%，集中在蔚竹口鄉(xiāng)和湘江鄉(xiāng)，以豆類、瓜類、旱糧類資源為主。

圖1 江華縣收集的資源海拔分布

2.4 人口密度分布據(jù)江華縣第七次全國人口普查，全縣總?cè)丝?4 萬，人口密度166 人/km2，本次收集到的資源數(shù)量主要來自人口密度100 人/km2以下的地區(qū)（圖2），資源占比70.71%，人口密度101～300 人/km2的地區(qū)資源占比12.86%，人口密度301～400 人/km2的地區(qū)資源占比16.43%。人口密度較小的地區(qū)收集到的資源越多，如蔚竹口鄉(xiāng)、湘江鄉(xiāng)、碼市鎮(zhèn)、涔天河鎮(zhèn)等，境內(nèi)生態(tài)植被好，有水庫及原始次生林，生態(tài)環(huán)境相對(duì)密閉，人口密度較小，經(jīng)濟(jì)發(fā)展較落后，大多數(shù)地方農(nóng)民以自留種耕作為主，種質(zhì)資源豐富。人口密度較大的地區(qū)，如濤圩鎮(zhèn)、白芒營鎮(zhèn)、界牌鄉(xiāng)等，經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)快速，商品種普及范圍廣，地方品種極易被商品種取代。

圖2 江華縣人口密度與收集資源數(shù)量關(guān)系

2.5 優(yōu)異農(nóng)作物種質(zhì)資源根據(jù)不同的種類對(duì)收集的農(nóng)作物資源分別開展形態(tài)學(xué)、生態(tài)學(xué)性狀調(diào)查和田間自然抗病性鑒定，共發(fā)現(xiàn)優(yōu)異資源43 份，占總收集資源的30.71%（圖3）。優(yōu)異性狀主要表現(xiàn)為高產(chǎn)、抗病蟲害、抗逆、優(yōu)質(zhì)等方面，地方品種、農(nóng)民自留種以口感好、風(fēng)味獨(dú)特為考慮的第一要素，收集的優(yōu)異資源中，以口感好且符合地方飲食習(xí)慣的豆類、瓜類、薯芋類品種資源為主，共收集34 份，占總優(yōu)異資源的79.07%。在抗逆性方面，薯芋類的白梗芋、腳板薯，豆類的狗爪豆的抗旱性極強(qiáng)。在抗病蟲害和高產(chǎn)方面，以飯豆、十月豆為代表的菜豆類，以棱角絲瓜、喜籽瓜為代表的瓜類，以紅薯、白薯為代表的番薯類田間表現(xiàn)優(yōu)良，其中，白薯產(chǎn)量6670kg/667m2。由于江華縣氣候溫和，雨量充沛，冬寒期短，夏無酷暑，無霜期長，病蟲害集中在6 月、7月、10 月、11 月，這幾個(gè)月份高溫多雨，病蟲害嚴(yán)重，瓜類、茄果類、豆類等在此時(shí)期正值結(jié)果初期，需要有較強(qiáng)的抗病蟲性，早熟品種的選擇可以避過病蟲害高峰期。列舉8 個(gè)適應(yīng)性強(qiáng)、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗性強(qiáng)、有特色的地方品種。

圖3 江華縣優(yōu)異資源類別、數(shù)量與占比

（1）喜籽瓜（圖4A）：采集編號(hào)2022433761，屬于葫蘆科喜籽瓜屬，采集于海拔383m 的界牌鄉(xiāng)伍家寨村，有40 年的種植歷史。該品種集中在江華、江永、道縣等區(qū)域，瓜皮綠色，圓形，瓜面色澤較暗沉，果肉有白馕、黃馕，瓜馕芯清甜可口，糖分低，水分多，瓜籽為紅色，曬干可食用，連續(xù)結(jié)瓜能力強(qiáng)，抗根結(jié)線蟲、枯萎病、疫病和病毒病等。以瓜籽為主要商品形式出售，可直接推廣應(yīng)用，也可作為育種材料研究。

（2）桐禾（圖4B）：采集編號(hào)2021433629，屬于禾本科稻屬，采集于海拔272m 的白芒營鎮(zhèn)社灣村，有百年的種植歷史，俗稱“圖騰稻”。該品種產(chǎn)量200kg/667m2，口感香糯，抗性強(qiáng)，主要用于節(jié)日祭祀。

（3）苦茶（圖4C）：采集編號(hào)2021433620，屬于山茶科山茶屬，采集于涔天河鎮(zhèn)東峰村海拔580m的高山，有80 多年種植歷史。該品種制做的紅茶湯色紅艷，金圈厚，滋味濃強(qiáng)，具有獨(dú)特的香型，可與國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)紅茶媲美。

圖4 江華特色種質(zhì)資源

（4）南瓜（圖4D）：采集編號(hào)2021433676，屬于葫蘆科南瓜屬，采集于海拔739m 的湘江鄉(xiāng)廟子源村，有50 多年的種植歷史。該品種外形似葫蘆，瓜皮色澤較淺，肉質(zhì)脆粉香甜，單株結(jié)果高達(dá)7 個(gè)，單果約重700g，內(nèi)部空心體積小。

（5）小香姜（圖4E）：采集編號(hào)2021433659，屬于姜科姜屬，采集于海拔520m 的蔚竹口鄉(xiāng)張家洞村，有40 多年的種植歷史。該品種有獨(dú)特的香味，口感辛辣。

（6）腳板薯（圖4F）：采集編號(hào)2021433732，屬于薯蕷科薯蕷屬，采集于海拔386m 的涔天河鎮(zhèn)下降村，有30 多年的種植歷史。該品種外形獨(dú)特，塊根有腳掌形、長棍形、橢圓形，根須較多，抗性強(qiáng)，產(chǎn)量高，口感甜糯。

（7）小籽花生（圖4G）：采集編號(hào)2021433739，屬于豆科落花生屬，采集于海拔365m 的濤圩鎮(zhèn)龍山村，有30 多年種植歷史。該品種品質(zhì)優(yōu)良，抗病、抗蟲性好，產(chǎn)量高達(dá)350kg/667m2，籽粒飽滿，種皮黑色有光澤，口感清甜。

（8）珍珠椒（圖4H）：采集編號(hào)：2021433601，屬于茄科茄屬，采集于海拔390m 的水口鎮(zhèn)，種植歷史悠久。該品種果型如燈籠，肉質(zhì)較厚，產(chǎn)量高，口感鮮美，深受廣大群眾喜愛，但因種植環(huán)境苛刻，異地種植會(huì)破壞其風(fēng)味，因此，年產(chǎn)量較低，供應(yīng)量有限。

3 討論

農(nóng)作物種質(zhì)資源普查保護(hù)利用是農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的基礎(chǔ)[8]，對(duì)地方資源遺傳育種、野生資源多樣性保護(hù)等起著關(guān)鍵作用[9]。湖南省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳分別于1956-1957 年、1979-1983 年進(jìn)行過兩次資源普查工作，但涉及范圍不全面，偏遠(yuǎn)山區(qū)瀕危、珍稀、野生資源較少[10]。本次調(diào)查收集工作涉及到永州市江華縣10 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，搶救性收集了一批珍稀、特色種質(zhì)資源，基本了解了當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物種質(zhì)資源的種類、分布、多樣性等信息，初步了解了該縣區(qū)農(nóng)作物種質(zhì)資源的家底。由于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展快速，經(jīng)濟(jì)效益好、產(chǎn)業(yè)化高的商品種普及率高，地方品種逐漸消亡，保存下來的品種多具有易種植、耐儲(chǔ)藏、抗性強(qiáng)、風(fēng)味獨(dú)特等特點(diǎn)。本次收集的種質(zhì)資源以豆類、瓜果類、薯芋類為主，以紅薯為例，薯塊適合農(nóng)民自留種，紅薯葉片和葉莖可作為蔬菜食用，薯塊可作為糧食食用或是制做成干果類食品，其栽培管理粗放，抗逆性強(qiáng)，耐儲(chǔ)藏，在農(nóng)村屋前屋后、坡地均可種植，在資源總量中占比較重。永州大部分地區(qū)屬山地、丘陵地帶，夏秋季燥熱，春冬季濕冷，人們喜食辣椒，在茄科作物中，辣椒占比較大，以線椒、朝天椒、珍珠椒為主要類型，特別是珍珠椒，市場上供不應(yīng)求。喜籽瓜屬永州市獨(dú)有種質(zhì)資源，具有地方性標(biāo)志屬性，其瓜馕芯甘甜可口，瓜籽作為主要食用產(chǎn)品，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，深受當(dāng)?shù)厝藗兿矏邸?/p>

4 結(jié)論

綜上所述，本次資源調(diào)查共收集種質(zhì)資源140份，為永州市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展提供了物質(zhì)保障。經(jīng)初步鑒定和田間試驗(yàn)分析，篩選出高產(chǎn)、抗逆、抗病蟲、優(yōu)質(zhì)等方面表現(xiàn)優(yōu)異的資源43 份，其中8 份適宜大面積推廣，分別是喜籽瓜、桐禾、苦茶、南瓜、小香姜、腳板薯、小籽花生、珍珠椒，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其進(jìn)行開發(fā)利用研究。

農(nóng)作物種質(zhì)資源對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和保護(hù)資源攜帶的重要基因起著關(guān)鍵作用。建議加強(qiáng)永州市特色種質(zhì)資源的保護(hù)利用、收集整理、鑒定評(píng)價(jià)等方面的工作，充分研究利用攜帶重要基因的種質(zhì)資源，選育和推廣更多高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的地方特色品種，促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。