海南熱帶農業科技創新

文/海南省科學技術廳農村處

“熱帶”賦予了海南農業鮮明的特色。圍繞黨中央、國務院及省委、省政府關于“三農”工作的決策部署和海南自由貿易港建設要求，海南加快推進農業科技進步，打造熱帶特色高效農業“王牌”產業，以科技創新支撐引領熱帶特色農業高質量發展。

加強熱帶農業科研攻關部署

自2016年以來，圍繞熱帶農業和種業創新重大關鍵技術，堅持問題導向和目標導向，先后組織實施了“檳榔黃化災害防控及生態高效栽培關鍵技術研究與示范”“胡椒提質增效生產關鍵技術研究與集成應用”“海南海洋離岸大型網箱養殖產業園區關鍵技術集成示范應用”“夏秋季設施渡淡蔬菜生產關鍵技術研究與示范”“海南芒果、柑橘品質提升關鍵技術研究與示范”等15個省重大科技計劃熱帶特色高效農業項目；聚焦新品種培育、優良品種選育、高效栽培、病蟲害防控、綠色健康養殖、農副產品加工等領域，組織實施了306個省重點研發計劃現代農業項目，解決了一批農業生產技術問題，促進了農業增效，農民增收。

據不完全統計，依托項目，攻關和集成了自動化割膠裝備、檳榔黃化災害防控及生態高效栽培、芒果柑橘品質提升、主要水果和瓜菜減肥減藥、深遠海網箱養殖等300多項先進技術，選育和推廣了高產矮化椰子、早熟特高產橡膠、熱帶睡蓮等優質新品種100多項，申請專利近200件。

構建熱帶農業科技創新體系

基本建立起學科齊全、功能完備、特色鮮明的熱帶農業科技創新體系。中國熱帶農業科學院、中國農業科學院、中國水產科學研究院、中國科學院、海南大學、海南省農業科學院等科研機構在海南省建有省部級以上科技平臺114個，種質資源庫（圃）19個，野外觀測臺站8個，大型儀器設備400多臺套，“熱帶農業科技創新中心”國家重大科技基礎設施已基本成型。聚集熱帶農業、深藍漁業等領域專業技術人才3000余人，其中高級職稱人數近1500人，國家級人才400多人，國家現代農業產業技術體系首席科學家3人和崗位科學家50人。涉及天然橡膠、木薯、香蕉等作物領域，以及熱帶農業生物技術、植物保護、土壤肥料、農產品加工、深藍漁業和信息技術等學科領域，形成了學科門類較為齊全的人才支撐隊伍。

注重熱作基礎性工作

國以農為本，農以種為先，種以資源為根，種質資源是農業的根本。熱帶作物種質資源的收集保存、鑒定評價和管理體系建設等取得較大成效。2019年6月，科技部、財政部正式批準成立國家熱帶植物種質資源庫，標志著熱帶植物種質資源的保護與開發利用作為一個獨立領域被納入國家戰略，開啟了新的發展階段。該資源庫構建了以種質庫集中保存與種質圃適度分布相結合的保存體系，匯聚和整合南方7省區2個國家中期庫（備份庫）、25個種質圃，4萬多份種質資源，保存量居世界第一位，解決了我國熱帶作物資源儲備不足、優異資源匱乏等問題。構建了種質資源保存、基礎技術標準、基礎工作三大體系，推動了熱作種質資源工作科學化、規范化和現代化發展。強化種質挖掘利用，系統評價種質資源，篩選和創制出優異種質3000多份，為熱作產業創建和升級奠定了基礎。

強化熱帶農業基礎研究

初步創建了熱帶農業基因組學、蛋白質組學、代謝組學與天然產物化學以及主要熱作遺傳轉化技術等核心技術平臺，全面提升了相關學科的創新能力，在木薯、橡膠樹、椰子及香蕉B基因組測序與注釋，香蕉枯萎病基因密碼破譯，橡膠樹產排膠機理等領域取得了重要進展。

熱帶作物基因組學方面，完成了橡膠樹、木薯、甘蔗、香蕉B基因組、菠蘿、椰子、胡椒等10余種重要熱帶作物的全基因組測序與注釋，預測基因模型和主要結構基因序列，創建了基因組學數據庫，為主要熱帶作物的基因挖掘和分子育種奠定了基礎。

熱帶作物基因工程與生物技術方面，建立了甘蔗、番木瓜、木薯、香蕉、橡膠等重要熱帶作物的遺傳轉化體系，應用于基因功能驗證和具有經濟價值突變體的創制，獲得了一批抗除草劑、抗旱、抗病、抗蟲和高糖分的甘蔗轉基因株系。

基因組選擇育種技術方面，創建了一種基因組簡化重測序的方法-AFSM，獲得國家發明專利該方法低成本、高通量，一次性解決大群體的基因型分析，同時檢測群體的甲基化位點，為結合表型分析挖掘物種遺傳變異的基因差異提供了新的工具，迄今應用于橡膠樹、麻風樹、馬鈴薯、可可等20余種作物的大群體基因型及甲基化分析。

熱帶農業微生物及基因工程方面，從熱帶地區收集、鑒定并保藏功能微生物、大型真菌總計1萬余份，鑒定出100余屬600余種，發表新種26個，中國新記錄種35個。

熱帶農業分子病毒學方面，鑒定出甘蔗花葉和線條花葉病毒、檳榔壞死環斑和梭斑病毒、番木瓜環斑和畸形花葉病毒、香蕉束頂病毒等熱帶重要特色果蔬和經濟作物DNA和RNA病毒30余種，建立了適合實驗室和田間檢測應用的病毒檢測技術，完成了多個病毒全基因組測序和序列分析及遺傳變異研究，建立了快速構建侵染性cDNA克隆的方法，利用RNA干擾、雙鏈RNA分解酶基因、基因編輯等策略創建了甘蔗和番木瓜抗病毒新種質。

支撐熱帶農業快速發展

經過70多年的發展，熱帶作物產業迅速發展，從無到有，從零星化到產業化，形成了多種熱帶作物產業體系，熱帶農業科技對熱帶作物產業可持續發展發揮了重要的支撐作用。

支撐國家戰略產業——天然橡膠產業建立和發展。構建良種培育和割膠技術體系。突破形成北緯18°～24°大面積植膠技術，種植面積已占世界植膠面積的第四位，產量也占世界第四位，是世界上唯一在緯度最北范圍內大面積種植成功的國家。先后培育出熱研73397、熱研879等主栽品種，創建了“誘導愈傷反應”“動態平衡反饋調控”等產排膠理論，建立起減刀、淺割、增肥、產膠動態分析、全程連續遞進刺激割膠、低濃度短周期刺激割膠、復方乙烯利刺激割膠等割膠技術體系。研發了國產高性能特種工程專用膠，打破了國產天然橡膠不如進口天然橡膠的論斷。

支撐世界主糧作物——木薯產業發展。先后選育出華南205、華南124、華南5號（高產高淀粉）、華南9號（鮮食）、華南14號（耐采后腐爛）、華南16號（適合機械化采收）等具有自主知識產權的新品種15個，占我國同期選育、推廣木薯新品種的90%以上，使全國木薯品種更新兩代。華南系列品種在我國木薯區保持覆蓋率80%以上，實現了我國木薯產業發展主栽品種良種化。研發出鮮木薯淀粉“高粉、高提、多儲”加工新工藝，形成年產值200億元的木薯加工產業。

支撐主要熱帶水果香蕉、芒果、荔枝產業提質增效。香蕉產業。創建“體細胞誘變-突變單株－突變株系－新品種”技術體系，選育出巴西蕉、南天黃、寶島蕉、巴貝多、“熱粉1號”、海貢蕉等多個優良新品種，其中巴西蕉、南天黃是主栽品種，推廣面積占全國的70%，顯著提高了我國香蕉產業的良種覆蓋率。建立了香蕉組培苗快繁技術體系和病毒檢測技術，研發了以高效施肥、雙膜防寒栽培、無傷采收和貯運保鮮為核心的品種配套生產技術。

構建了我國芒果種質資源鑒定評價技術體系，系統評價鑒定芒果種質資源680份；利用篩選創制的優異種質和“五步雜交育種法”培育新品種14個，占全國芒果種植面積的72%。通過種質資源的創新利用以及系列新品種的選育和配套產期調節等技術的推廣，良種覆蓋率達90%以上，促進了芒果早熟、中熟、晚熟優勢區域布局的形成，構建了周年供應產業技術體系。

圍繞荔枝成花難問題，深入研究了荔枝花芽分化的機理，探明了荔枝花芽分化的進程與階段變化特點，闡明了不同階段溫度、水分、梢期等內外因子對成花的影響，從內源激素、碳素營養、脅迫信號和基因表達多維度揭示了成花生理與分子機制。在此基礎上，研發了早熟、中熟、晚熟品種，培養適時優良結果母枝、冬梢處理、環割、環剝及螺旋環剝、促進花芽萌動等措施，尤其研發了乙烯利、多效唑等生長調節劑在控梢促花中的綜合應用技術體系，開發荔枝專用促花劑產品。使荔枝栽培面積穩定在55萬公頃左右，年產量穩定在200萬噸左右。

支撐特色熱作產業的建立與發展。構建椰子種質評價技術體系，篩選出抗風、抗寒、高產、矮化優良種質39份。培育了我國第一個椰子雜交新品種，選育了一系列高產、早結、矮化、鮮食優良新品種，推動椰子主栽品種的更新換代。創新育苗新技術，縮短育苗期；建立苗期鑒定技術，實現早期篩選；構建低產椰園改造技術，提高椰園經濟效益。創新椰子加工新工藝，突破椰子粉、椰子糖、椰子餅相關技術；建立了椰殼活性炭、椰衣纖維等配套加工技術，推動椰子產品的換代升級。

在香辛料產業發展上，選育出具有自主知識產權的“熱引1號”胡椒、“熱研3號”咖啡等新品種7個。其中，攻克胡椒生態高值加工、咖啡熱泵節能干燥和變溫梯度烘焙增香等綠色生態高值化加工關鍵技術。

在熱帶牧草產業方面，培育的以柱花草為主的豆科牧草及綠肥已成為南方牧草的重要當家品種，在南方9省區推廣面積累計達200余萬畝；培育的“熱研4號”王草，年畝產鮮草量2萬～3萬千克以上，超越了國內的其他品種，在國內大面積推廣種植，累計推廣面積達2000萬畝以上，成為我國熱區推廣種植面積最大的牧草品種，有效促進我國南方熱區的草牧業健康穩定的發展。

在熱帶花卉產業方面，建立熱帶花卉種質資源評價技術體系，對三角梅、蝴蝶蘭、石斛蘭等種質資源進行了植物學和農藝學評價，對重要種質資源進行了細胞學、分子生物學、花色和花香、抗寒性等全面系統的評價，篩選出石斛蘭抗寒品種14個、紅掌抗病性品種12個。建立包括木本花卉、蘭科、天南星科、蕨類等一大批植物/品種在內的無菌播種、無性繁殖的技術體系，為育種后代培育、種苗大規模生產等提供了技術保障。