中國苧麻種質資源利用研究進展

揭雨成，邢虎成，陳建芳，佘　瑋，王賢芳，康萬利

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中國苧麻種質資源利用研究進展

揭雨成，邢虎成，陳建芳，佘瑋，王賢芳，康萬利

(湖南農業大學苧麻研究所 湖南省作物種質創新與資源利用重點實驗室 長沙 410128 )

簡要總結了中國苧麻種質資源(栽培種和野生種)收集、整理、保存、鑒定、評價與利用等方面的研究進展，分析了中國苧麻種質資源利用研究的特點、分歧與問題，明確提出了中國苧麻種質資源的研究方向、重點任務及加強苧麻種質資源研究和利用的保障措施。

苧麻；種質資源；收集；保存；鑒定；利用；中國

世界120種苧麻主要分布于熱帶、亞熱帶，少數在溫帶，其中有75種分布于亞洲，約30種分布于美洲，也有少數分布在大洋洲和非洲。雖然印度、日本、菲律賓、馬來西亞、印度尼西亞、越南、巴西、古巴零星保存一些栽培品種資源，但尚未對苧麻屬野生資源做系統的搜集，也未見其苧麻種質資源圃建設的報道。在資源利用方面，日本專家在馬來西亞利用現代生物技術創造出了纖維細度2 500支以上的苧麻品種“潘卜爾”，菲律賓、印度、巴西等也培育出高產、優質、抗風、抗病等抗逆性特強的品種及組合。中國苧麻種質資源(栽培種和野生種)收集、整理、保存、鑒定、評價與利用研究等方面取得主要進展，但也存在諸多不足，現簡要總結如下。

1 中國苧麻種質資源收集、保存、鑒定及利用進展

中國約有31種12變種苧麻種質資源，主要分布在西南、華中、華南、華北、東北地區的21省(區)，其中多數分布在云南、廣西、廣東、四川、貴州等省(區)，向北呈逐減趨勢，北界達河北省北部和遼寧省南部，其中特有種有12種和5變種，廣布于云南、貴州、廣西等省(區)；有8種與喜馬拉雅山南麓諸國共有，2種與泰國、越南共有，另8種與日本共有。中國苧麻屬5個組群及其分布是：腋球苧麻組有3種1變種，分布于云南省南部和廣西壯族自治區西南部；苧麻組有1種3變種，在秦嶺以南各省(區)廣布；帚序苧麻組有2種1變種，分布于云南省南部；葉苧麻組有4種1變種，多分布于西南各省；大葉苧麻組有21種6變種，種數占全國苧麻屬種的67.75％，該組內有6種2變種為中國所特有，其中懸鈴葉苧麻和細野麻兩個種分布北界達遼寧省南部。云南、廣西、廣東3省(區)是中國苧麻屬分布最多的省(區)，中國特有的9個種3個變種分布于此。

1.1 苧麻屬野生種質資源考察搜集

1980年起，開展了6次較大規模地考察、收集，從云南、海南、廣東、福建、浙江、河南、陜西、廣西西部山區、重慶、三峽庫區、貴州及湖南、四川共搜集到苧麻野生種質資源27種(變種)400余份。

1.2 苧麻栽培品種資源收集、整理

自1959年建所以來，中國農業科學院麻類研究所與湘、鄂、川、黔、贛、粵、閩、浙、皖等省(區)的苧麻科技人員合作，共收集、整理出1 600余份苧麻栽培種質。

1.3 苧麻種質保存

在“七五”期間，建成國家種質沅江苧麻圃，“十五”期間，建成了國家種質長沙苧麻圃。從“八五”開始，湖南、四川、江西、貴州、湖北等有條件的科研和教學單位也組建了苧麻種質資源保存圃。

1.4 苧麻栽培品種種質資源鑒定、評價與利用

在對苧麻種質進行全面系統鑒定的基礎上，各主產麻區先后評選出30余個地方良種在生產上推廣并成為當家品種。以這些優異種質資源為育種親本材料相繼培育出苧麻新品種40個。地區間的引種也取得了良好的經濟效益。

1.5 苧麻野生種質資源鑒定、評價、利用

現已搜集的的野生資源中存在許多特異種質，對其部分特優性狀進行了鑒定和評價，并探討了育種利用的方法和途徑，滿足了苧麻生產和遺傳育種利用的急需。

2 中國苧麻種質資源利用研究的特點、分歧與問題

中國苧麻屬32個種12個變種中目前已搜集到的種與變種僅約占全國苧麻屬植物種類的60%。其種質資源利用研究具有以下特點、分歧與問題。

2.1 苧麻屬植物的分類尚屬起步階段

國外學者C L Blume根據葉、花序、子房等植物學特征將苧麻屬植物74種分為，，，，，6群；而H A Weddel根據團傘花序腋生或組成穗狀或圓錐狀花序以及葉互生或對生的特征對苧麻屬植物47種進行了分類[1,9]。王文采[1,2,10]在研究中國苧麻屬植物32種11變種的葉序、花序、雄花與瘦果等外部形態演化趨勢時，采用C L Blume等人的分組方法將中國苧麻屬植物劃分為5個組，其5組間的親緣關系如下：

張波等[11]觀察到該屬植物根、莖、花序、花粉與雄花等外部形態方面表現出的專化趨勢，并在C L Blume、王文采等人的分類方法基礎上提出苧麻屬植物5組間的親緣演化關系為：

臧鞏固[13]對苧麻屬苧麻組、大葉苧麻組、序葉苧麻組(序葉苧麻)3組5種植物核型進行了研究，結果表明3組植物在核型上的差異主要表現為染色體數目不同和染色體長度比不同。3組的核型不對稱性遞增的趨向為：序葉苧麻組→苧麻組→大葉苧麻組。同時推測苧麻屬染色體基數為=7，異源多倍化是苧麻屬植物的主要進化途徑之一。

2.2 苧麻屬植物的起源中心觀點不一

Vavilov認為苧麻起源于中國的中部和西部[4]。中國學者對苧麻起源中心也進行了長期研究，提出了下列三種不同的觀點。

(1) 長江流域起源中心。王文采[1]在分析大葉苧麻組的細野麻、赤麻、小赤麻、大葉苧麻和懸鈴葉苧麻時，推測中國長江流域中游一帶可能是其起源地；舒金樹[5]認為神農架及三峽地區可能正處在序葉苧麻、細野麻、赤麻、小赤麻、大葉苧麻和懸鈴葉苧麻等種起源地的重要位置上。

(2) 長江流域、黃河中下游并列起源中心。趙崇耀等[6]認為秦巴山區是野生苧麻資源豐富的地區，同時文獻中關于苧麻的最早記載絕大部分都涉及這一地區。據此推測，黃河中下游地區可能與長江流域并列為栽培苧麻的起源地。

(3) 云貴高原起源中心。中國苧麻屬植物種的分布明顯由西南、華南向北逐漸減少的趨勢。廣西、云南分別有18種7變種和16種6變種，中國特有分類種群也有9種3變種在滇、桂境內生長；因此，張波[7,8]提出云貴高原可能是中國苧麻屬植物的多樣性中心。

2.3 不同生態區的多點和系統評價缺乏

苧麻種質資源某些植物學、農藝學、品質、抗逆等性狀在各生態區表現有所不同，而目前的苧麻種質資源鑒定大多是在某個生態區進行而且不夠系統，因此，有必要開展苧麻種質資源不同生態區的多點評價和系統評價。

2.4 苧麻種質資源基礎與應用研究薄弱

苧麻的雜合性使得其遺傳育種工作難度加大，而苧麻本身是小作物，國家投入力度有限，限制了苧麻基礎和應用研究。如種質資源優異性狀遺傳評價及其基因鑒定、分離、克隆和利用方面還很薄弱。采用傳統技術與現代生物技術相結合構建特色苧麻核心種質；應用基因組學、遺傳學、生物信息學等方法對特色苧麻特優基因進行分子標記、定位研究等方面的工作剛剛起步。苧麻植物資源的原生境保護研究尚屬空白。由于某些種適應異地環境能力差，異地環境保存很困難，迫切需要利用原生境保護這些資源。苧麻資源纖維多用途研究等有待進一步加強，現在生產上只有5%的苧麻生物產量在利用(纖維)，其他95%的生物產量都浪費了。

2.5 種質資源保護與利用基礎性平臺建設滯后

中國苧麻等多年生麻類作物種質資源收集、整理、保存、利用、核心種質構建及優異基因發掘、利用及其相關分子生物學研究等苧麻種質資源保護與利用的國家科技資源基礎性平臺與相關地方平臺還應進一步配套。國外苧麻種質資源豐富其收集和引進工作急待啟動。

3 中國苧麻種質資源的研究方向及重點任務

3.1 實施苧麻作物種質遺傳多樣性保護工程

中國是苧麻的原產地，也是苧麻種質變異類型和苧麻屬野生種最多的國家，野生種遍布黃河以南各地。有必要對苧麻屬植物主要分布區進行考察搜集，研究其遺傳多樣性分布區域，結合國家植物保護區進行原生境保護。進一步加強苧麻屬野生資源收集，并弄清苧麻屬5組間和組內種間的起源、演化的基本規律。選擇苧麻屬野生瀕危資源分布集中的地點建立6個左右苧麻屬瀕危野生資源原生境保存圃或保存點，確保入圃容量達1 000份以上，并對入圃苧麻屬野生瀕危資源的生長狀況等加強監測并錄入其監測數據，建立苧麻屬野生瀕危資源數據庫，同時對入圃瀕危野生資源進行農藝性狀、品質、抗性、生殖方式等鑒定以及染色體分析，建立中國苧麻屬瀕危野生資源憑證標本陳列室，提出苧麻屬瀕危野生資源的利用評價報告。強化苧麻栽培品種資源的收集、整理和保護。中國苧麻的種植區域廣泛，苧麻品種類型多樣，許多珍稀優異資源尚待收集。

3.2 深化苧麻屬植物親緣關系研究

加強苧麻屬植物起源中心的研究。今后應繼續加強對中國苧麻屬植物野生近緣種的全面、系統考察、搜集和研究，以弄清中國苧麻屬植物的起源中心。同時加強苧麻屬植物組間親緣關系研究。隨著遺傳學和分子生物學的發展，應以DNA分子標記技術為依托，全面了解苧麻屬植物組間的遺傳與演化關系，并開展苧麻分子遺傳進化、基因資源分子身份證構建研究。大葉苧麻組為苧麻屬植物最大的組，中國有21種6變種，很多具有很高的利用價值，如專性自主性全雌無融合生殖種質。苧麻組內含有超細度、抗病、抗蟲、抗逆與飼用等優異性狀種質等[20]。應重點研究大葉苧麻組內和苧麻組內的親緣關系。

3.3 加強種質創新及其基礎與技術研究

創造有利條件，開展遠緣雜交、組織培養、無性系變異、人工誘變等手段，獲取突變材料，創造新的變異類型。利用外源基因導入進行種質創新,以豐富變異類型，增大苧麻資源遺傳多樣性。開展苧麻種質資源品質等優異性狀遺傳評價、優異基因的鑒定、分離、克隆和利用等研究，通過現代分子生物學技術與傳統技術相結合，研究苧麻優異基因定位、克隆、分離和功能，加強苧麻基因組學和蛋白質組學的基礎研究。基于苧麻等多年生麻類作物種質資源和核心種質構建，開展苧麻遺傳圖譜的研究，充分利用現有的分子標記技術與形態標記結合構建核心種質和苧麻遺傳圖譜，為進一步發掘新基因和苧麻分子標記輔助育種技術研究奠定基礎。同時在中國多個生態區進行苧麻種質資源某些植物學、農藝學、品質、抗逆等性狀的多點和系統評價，組織多年生麻類作物種質資源的抗重金屬污染的綜合鑒定和評價。啟動不同生態區的多點評價和系統評價等系列標準的研究。進一步完善和驗證《苧麻種質資源描述規范和數據庫標準》和《苧麻種質資源鑒定技術規程》，建立有關苧麻種質資源收集整理保存保護及植物學、農藝學、品質、抗逆等性狀的不同生態區的多點評價和系統評價等系列標準。

3.4 開展苧麻多功能開發利用研究

苧麻韌皮纖維是紡織工業的優質原料和中國重要的出口物資，麻葉、麻根、麻骨、麻殼作為副產物均可利用，麻葉可飼用、食用和藥用，麻根可藥用、食用，麻骨可造紙、制糖、釀酒和生產纖維板，麻殼可提取短纖維，生產麻地膜等。

3.5 構建和完善種質資源保護與利用基礎平臺與研究協作網

構建和完善國家苧麻種質資源保護與利用的科技資源基礎性平臺，支持其開展多年生麻類作物種質資源收集、整理、保存、鑒定、評價利用研究，并建立性狀鑒定評價數據庫和國家圃種質資源電子查詢索取系統。充分利用數據庫健全種質資源高效分發利用網絡平臺系統，向科研、教學和生產等有關單位分發利用種質資源。在此基礎上構建多年生麻類作物種質資源收集、整理、保存與利用研究協作網。支持基礎平臺引進與消化國外苧麻優異種質。力爭從巴西等苧麻種質資源遺傳多樣性中心引進300～600份，從印度、日本、菲律賓、馬來西亞、印度尼西亞、越南、古巴、美國等引進100～200份。

4 加強苧麻種質資源研究和利用的保障措施

4.1 完善國家經費支持和項目運行機制

種質資源工作是一項基礎性、公益性事業，國家應給予充足經費支持，以穩定種質資源基礎工作的機構和人員。應按照公益性事業單位進行定任務、定合同、定人員、定經費的管理模式，保證穩定的機構和穩定的科技人員。采取項目主持人負責制，項目管理、監督、檢查等專家咨詢制，項目工作交流年度總結及學術交流會議制及項目工作激勵機制。

4.2 在穩定基本科研隊伍的基礎上，實行新的用人機制

國家苧麻種質圃研究人員采用聘任制，現場管理人員保持相對穩定，工作人員實行嚴格的考核制度。根據其方向和任務，吸收聘用一批從事相應種質資源的高級科技人員，開展種質資源的相關深入研究。

4.3 推進苧麻種質圃聯動及其工作科學化，實現成果共享

實行國家苧麻種質圃內部不同研究人員間的聯合；國家苧麻種質圃與依托單位的聯合，國家苧麻種質圃與其它單位的聯合。國家苧麻種質圃應與國家種質資源研究牽頭單位，各主產省、區、市的麻類種質資源單位以及相關國際機構等聯合開展工作。國家苧麻種質圃種質資源數據庫(包括圖象數據庫)及其資源信息共享系統定期或不定期給高等院校、科研院所、企業和其他相關單位提供種質利用及其相關信息收集、發布、反饋等，按有關規定提供種質資源。經國家部委及其授權的農作物種質資源對外交流審批單位批準，采用對等交換等方式，提供種質資源，引進國外重要種質資源。通過苧麻種質資源目錄、名錄及其相關資料等形式提供給有關種質資源需求單位和個人。作為苧麻國家和地方育種中心或其他育種單位的基礎，不斷地提供育種親本材料，為育種服務。同時對不斷地育成的新品種或特異新種質，按國家苧麻種質圃管理規程入圃保存。

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責任編輯：趙佳榮

2011-08-12

揭雨成(1966-)，男，湖南桃源人，博士，研究員，博士生導師，主要從事生理生化、生物技術與品種資源科研工作， Email：ibfcjyc@vip.sina.com

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1001-5280(2011)06-0630-04

10.3969/j.issn.1001-5280.2011.06.26