黑龍江高緯寒區作物種質資源現狀問題及建議

韓微波 孫德全

（黑龍江省農業科學院草業研究所，哈爾濱150086）

作物種質資源包括作物的新老品種、近緣種和野生種的植株、種子、無性繁殖器宮、花粉及某些特殊的遺傳育種材料，是作物育種的基礎。沒有種質資源，作物育種工作將成為“無源之水”、“無米之炊”。從近代育種的發展歷史來看，突破性品種的育成，幾乎無一不取決于優異種質資源的發現和利用。因此，擁有作物種質資源的數量及利用作物種質資源的能力，已經成為衡量一個國家種業實力的重要標志。我國發布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020）》中，將種質資源發掘、保存和創新列為優先支持。

黑龍江省位于43°~53°N，南北跨寒帶和寒溫帶，是我國緯度最高、最寒冷的省份。同時，黑龍江省擁有遼闊的黑土帶，農業機械化水平位居全國第一，農業生產資源稟賦極好。但是，由于土壤、氣候有別其他省份，導致種質資源的區域特征特性突出，是我國作物資源中的一塊珍寶，農業生產和作物新品種培育對當地種質資源的依賴性較強。本文主要對黑龍江省作物種質資源現狀、問題進行介紹并對未來發展提出建議。

1 黑龍江省作物種質資源現狀

1.1 作物種質資源豐富 黑龍江省有豐富的野生資源，全省有野生高等植物2000余種，占全國植物總量3萬余種的1/15，東北地區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、大農田等植被景觀，不但是我國重要的生態屏障，也是各類作物重要的“基因庫”。其中，野生大豆、春小麥近緣野生種等種質資源不僅是黑龍江省而且是全世界獨有的，這些種質中蘊含的特早熟、耐寒、光溫不敏感等珍貴基因，這些基因是億萬年進化選擇的結果，非常寶貴。

1.2 寒帶黑土特色突出 黑龍江省地處我國最東北，南北跨溫帶和寒溫帶，東西跨濕潤區、半濕潤區、半干旱區；境內河流、平原、丘陵、山地呈復合與鑲嵌分布。獨特的自然生態條件為多種植物提供了適宜的生存、擴展種群的環境，不可取代的生態環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與明顯優勢。黑龍江省三江平原和美國密西西比河流域、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，資源的區域特征特性突出，在作物育種工作中，外來種質資源直接利用的局限性大，對自有種質資源依賴性強。

1.3 研究基礎較好 種質資源保存庫被稱為“植物諾亞方舟”、“世界末日穹頂”，是種質資源保護和利用的重要設施。黑龍江省于1982年在黑龍江省農科院建設了我國東北地區作物種質資源保存庫，通過收集農家種、征集育種家培育的新品種和創造的特異材料，共整理保存各類作物種質資源1萬余份，目前這些資源已經成為珍貴的財富。2008年由黑龍江省政府投資建設的寒地植物資源保存庫和配套設施落成投入使用，種質資源保存和研究能力均得到較大提升。現建有綜合性實驗樓1座，低溫種質保存庫4個，其中長期庫1個、中期庫2個、臨時庫1個。借鑒國家庫的保存經驗，在種子清潔、干燥、包裝、數據庫管理和低溫處理等方面的保存工藝技術已基本成熟，為資源的直接和間接利用打下了堅實基礎。

擁有一支專業的種質資源研究隊伍，在玉米、水稻、大豆、春小麥、馬鈴薯、食用豆、牧草等作物領域均具有較強科研實力和技術優勢。不但保存了一批瀕臨滅絕的珍貴地方資源，而且鑒定評價出許多優良的種質資源，并已經在育種中發揮了非常重要的作用。中華人民共和國成立初期，黑龍江省大豆產量一直徘徊在40~50kg/667m2，大豆育種家劉忠堂等利用農家品種小粒豆9號育成的合豐25，其后又衍生出的“綏農號”和“北字號”等品種，使黑龍江省大豆每667m2的產量提高了60~80kg，處于全國領先地位。小麥育種家肖步陽等利用小麥近緣種屬與農家種雜交，選育出了“克字號”和“龍字號”不同類型的小麥新品種，使黑龍江省小麥產量每10年增產50kg左右，現在已經達到300kg以上。玉米育種家蘇俊等利用玉米矮源和熱帶種質導入，篩選出“龍字號”自交系，解決了20世紀90年代困擾本省的“水苞米”問題；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高粱雜交育種問題等，育成了一大批農作物品種，使生產上的品種不斷得以更新，大大提高了作物產量。與此同時，我們也與國家和各地種質資源庫、育種單位、甚至農民朋友進行廣泛的種質交流，累計向外提供各種作物種質資源2000余份，既為選育優良品種奠定了堅實的基礎，也為國家種質資源庫建設作出了重要貢獻。

2 存在的問題

2.1 作物種質資源研究工作未得到足夠的重視長期以來，政府對新品種選育工作給予很大支持，但是對作物種質資源研究的支持力度明顯不足。種質資源研究的公益性沒有得到應有重視。目前，黑龍江省寒地種質資源庫目前為地方省級種質庫，沒有被列入國家級種質庫，由于缺少持續穩定的財政科技經費投入與支持，加之種質庫在水、電、設備維護、資源鑒定和繁種更新、活體資源圃建設管理、資源采集、數據庫建設及配套實驗室等方面運行成本不斷加大，種質庫運行艱難，存在寒地農作物種質資源消失、滅絕等風險。

2.2 大量的作物資源滯留在育種研究部門 當前，由于省內各單位的育種團隊均為封閉運作，育種部門與種質資源庫之間沒有建立起高效、信用的溝通機制，以致形成了育種部門不愿意把好的資源上交給資源庫，育種團隊之間也很少開展原始材料交換的現狀。由此產生了兩方面問題：一方面，收集到的資源得不到及時整理研究，存在大量名不副實的現象，有的甚至系譜來源不清；另一方面，由于育種工作者更重視目的基因的有無及其利用的可能性，往往忽視非目的基因的保存，絕大多數非目的基因在選種過程中被淘汰，導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家種被淘汰，使大量優異基因喪失。水稻農家種星火白毛、玉米農家種五霜等優良農家種丟失，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 由于研究經費不足，種質資源評價與利用技術落后，本省作物品種創新依然基于原有種質資源基礎上，沒有對種質資源潛在的核心基因或性狀優勢進行深度分析與發掘，大量優勢基因資源沒有被挖掘和利用，有用基因偏窄，育成突破性優勢品種寥寥無幾，導致育成品種多而不精、多而不優、推而不廣。不獲得基因、不獲得知識產權就無法保護資源和利用資源。盡管這些植物生長在我國的國土上，公民對其享有主權，但沒有知識產權，既痛心又尷尬。

3 發展建議

3.1 將種質資源研究工作提升到維護國家糧食安全的高度，并提供穩定資金支持 2016年5月25日習近平總書記視察黑龍江時發表重要講話，對黑龍江現代農業發展給予了高度評價與充分肯定，他指出“黑龍江是農業大省和糧食主產區，長期以來為國家糧食安全作出了重要貢獻。近5年，糧食總產量、商品量、調出量保持全國第一，成為維護國家糧食安全的一塊‘壓艙石’”，這是對黑龍江的一個重大鼓勵和鞭策，同時也賦予了黑龍江現代農業發展新的要求和新的使命。要實現總書記的期望，最有效的途徑就是加強作物種質資源搜集、整理、評價及綜合利用，培育出適應不同生態環境、高產、優質的植物新品種。作物種質資源研究作為新品種選育與創新的基礎，是一項連續性、系統性的純公益性、基礎性科研工作，亟需納入財政預算，穩定支持。

3.2 加強種質資源平臺建設，完善基礎設施 “工欲善其事，必先利其器”。未來需要加強種質資源平臺建設，主要包括：（1）改造升級種質資源保存庫，擴大資源的搜集和保存；（2）加強對珍稀、野生寒地種質資源的收集和保護，對國外優異種質資源的引進；（3）攻克種質資源保護和利用的關鍵技術，發掘一批有重要育種價值的新基因，創制一批突破性的新種質；（4）構建由種質資源保存庫、保存圃、鑒定評價實驗室、信息網絡平臺組成的種質資源保護、鑒定評價和共享利用體系。

3.3 開展針對性的種質資源專項普查和系統收集（1）對松嫩平原和三江平原等進行普查、系統收集，使許多珍貴的野生資源得到及時的研究利用和妥善保存。（2）廣泛征集省內科研單位、種業公司等在育種過程和學術活動中創新和引進的優異種質資源。（3）開展種質資源聯合考察、技術交流，加大優異資源引進和交換力度，重點引進俄羅斯等氣候相近地區的優異種質資源，豐富本省寒帶植物基因資源遺傳多樣性，拓寬研究領域和研究對象。（4）對新收集的資源進行編目、入庫（圃）保存，對特異資源和重要的無性繁殖作物種質資源通過試管苗、超低溫、DNA等方式進行復份保存。（5）開展不同形式的國內外學術交流和技術培訓，培養作物種質資源研究人才，建立起創新能力較強的，穩定的研究隊伍。

3.4 建立成果共享機制，促進資源與育種研究協同創新 通過建立成果共享和成果轉化效益的分配機制，調動作物種質資源研究工作者的積極性，與新品種選育相結合，更加瞄準育種目標和市場需求，促進種質資源與育種研究協同創新。