中國特色熱帶植物種質資源庫

文/劉永花 李瓊 中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所

熱帶作物種質資源種類繁多，分布在世界138個熱帶國家（地區），其中94個屬于典型熱帶國家（地區）。我國熱帶植物資源約占我國植物種類的1/3。

熱帶作物種質資源整合與共享

為整合全國植物種質資源，規范植物種質資源的收集、保存、鑒定、評價、研究利用，實現植物種質資源的充分共享和可持續利用，科技部于2003年啟動了國家自然科技資源平臺建設項目，該項目是一項連續性、需長期積累的基礎性工作，其根本出發點就是使全社會獲得永續利用的自然資源。

熱帶作物種質資源的整合與共享，是國家自然科技資源平臺的重要組成部分，中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所從2003年開始立項，此后歷經了2003～2009年的平臺建設、2011～2016年的運行服務階段兩個發展階段。

經過10多年發展建設，熱帶作物種質資源保存量擴大了10倍，鑒定準確率達99%以上，資源信息共享效率提高了23倍，實物共享效率提高了10倍，年有效利用種質資源數提高了12倍，為科技創新、產業發展、知識普及發揮了重要作用。

2016年12月24日，科技部、發展改革委、外交部、商務部聯合印發《推進“一帶一路”建設科技創新合作專項規劃》，實施熱帶農業“走出去”戰略，明確“與沿線國家廣泛開展作物種質資源聯合收集與共享”；2017年，農業部、發展改革委、商務部、外交部聯合發布《共同推進“一帶一路”建設農業合作的愿景與行動》。

2018年4月13日，習近平總書記在慶祝海南建省辦經濟特區30周年大會上指出，要支持海南建設全球動植物種質資源引進中轉基地。2019年中央一號文件強調，加快推進并支持農業“走出去”，加強“一帶一路”農業國際合作，主動擴大國內緊缺農產品進口，拓展多元化進口渠道，培育一批跨國農業企業集團，提高農業對外合作水平。同年，科技部、財政部對原有國家平臺開展了優化調整工作，批復了由中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所牽頭實施的國家熱帶植物種質資源庫，主管部門為農業農村部。

中國熱區小，世界熱區大，我國與熱帶國家在農業產業領域具有明顯的互補性和廣闊的合作空間。開展熱帶農業技術轉移轉讓，既是響應國家政策支持也是為“走出去”涉農企業提供本土化技術的重要手段，中國熱帶作物產業在品系培育、病蟲害防控、加工與產品流通等全產業鏈的各個環節技術成熟，具有示范帶動效應，通過交流培訓、技術轉化，可以有效地將我國先進的農業技術傳播給廣大熱帶國家，建立技術示范點，帶動當地經濟發展，保障糧食安全，減少貧困，進而不斷擴大我國在“一帶一路”熱帶國家的影響力和軟實力。

熱帶作物種質資源基礎性工作圖

全球最大熱帶作物種質資源綜合保存基地

國家熱帶植物種質資源庫建設圍繞學科前沿和國家需要，遵循“自愿參與、屬權不變、服從規則、共享共贏”原則，立足現有工作基礎，統籌規劃，分步實施, 以熱帶作物種質資源為核心載體，融合圃、庫、實驗室，對資源進行有效的整理整合、共享服務；構建了相對獨立和完整的保存、基礎工作、基礎技術三大體系；建成全球最大的熱帶作物種質資源綜合保存基地，形成統一、規范的熱帶作物種質資源保護與利用技術體系。

資源庫凝聚了一支穩定的具有一定規模的熱帶作物種質資源研究隊伍，形成了一個中國熱區互助互利的協作研究網絡，其熱帶作物種質資源科技創新團隊包括7省23家科教單位，專家由58名增加到現在的359名，其中研究員52名、副研究員143名，博士70名、碩士169名。此團隊獲得“2008年度神農中華農業科技獎創新團隊”稱號。

資源庫構建了主要熱帶作物種質資源鑒定評價技術體系，系統研制了68種主要熱帶作物種質資源描述規范、數據質量控制規范和數據規范，研究工作共出版專著25部，制定農業行業標準48項；采用統一的技術規范，對1.65萬份種質的植物學、農藝、品質、抗逆、抗病蟲等性狀進行了系統評價，獲得201萬項次有價值的數據，篩選出優異種質2000多份，并培育出50個新品種；構建了以種質庫集中保存與種質圃適度分布相結合的熱帶作物種質資源保存體系，已建設完善了26個活體資源保存圃和熱帶作物種質資源中期庫，保存熱帶作物種質資源2.9萬份，占全國熱帶作物種質資源保存總量的81%；構建了覆蓋全國甚至全世界、集數據信息、服務和工具為一體的綜合性熱帶作物種質資源信息網和共享服務平臺；通過互聯網，實現了20多萬項數據資源的全社會共享，為熱帶作物種業科技創新、熱區農民增收、扶貧攻堅戰略、“一帶一路”建設、國家熱帶農業科學中心提供了基礎支撐。

助力脫貧攻堅 服務“一帶一路”

通過國內外合作研究、品種推廣等方式，向我國福建、廣東、廣西、海南、云南、貴州、湖南、湖北、上海、山東等省市科研和生產單位以及泰國、哥倫比亞、柬埔塞、老撾及非洲等國家和地區提供了11.9萬多份次資源實物材料，應用于科學研究、生產種植、產業扶貧。支撐科技項目514項、論文510篇、論著23部、標準23項、專利100項、科技成果及獲獎40項；項目培育出的“熱研7-33-7”橡膠樹、“文椰2號”椰子、“華南9號”木薯、中粒種咖啡“無性系興28號”“熱研17號”爪哇葛藤、“卡蒂姆CIFC7963（F6）”咖啡、Own Choice澳洲堅果、“桂熱芒284號”芒果等50個新品種，在國內外輻射推廣面積達337萬公頃，對國家脫貧攻堅和“一帶一路”建設、農業供給側結構性改革發揮了重要作用。

與品種相配套，結合海南、廣西和云南不同生態區的技術需求，按照全產業鏈進行技術熟化、組裝、整合，形成三大技術和標準體系；通過農業科技110、科技創新團隊、標準示范園等政府搭建的推廣轉化平臺，針對海南、廣西和云南芒果產區特點，在海南建立“農業科技110+標準示范園+企業（農民專業合作社 ）+農戶”，在廣西建立“政府+科技創新團隊+標準示范園＋企業＋農戶”，在云南建立“政府 +專家智能系統+標準示范園＋企業＋農戶”的具有區域特色的高效推廣模式，通過這些推廣模式，促進了芒果優良品種和關鍵技術的快速推廣應用，解決了科技與生產脫節的問題，支撐了我國芒果由零星種植到產業規模化發展。項目實施以來，累計推廣5000多萬畝，推動種植區北擴4個緯度，形成全國早熟、中熟、晚熟優勢區域布局，鮮果采收期從5～8月延展到周年，近10年種植面積、產量、產值分別增加 135%、180%、279%，躍居世界第三位。支撐老少邊窮地區鄉村振興和脫貧攻堅，近3年果農人均純收入從4969元增至1萬元以上。“攀枝花模式”和“廣西模式”分別于2015年、2016年被國務院扶貧辦確定為全國產業精準扶貧三大范例之一。

典型案例3. 世界第五大果樹作物芒果攀枝花模式助力精準扶貧

“一粒種子可以改變一個世界，一個品種可以造福一個民族”。中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所有關芒果優良品種篩選培育項目的實施，有力地支撐了四川省攀枝花市和貴州省黔西南州的芒果產業崛起壯大。

芒果基因組解析研究

芒果是漆樹科芒果屬熱帶常綠大喬木，是世界第五大果樹作物，也是第二大熱帶果樹作物。芒果種質資源豐富，但現代育種實踐中對芒果資源的利用極為有限。長期以來，芒果育種主要依賴實生選種、雜交育種等方式，其育種周期長、限制因素較多。芒果基因組的解析，為芒果種質資源研究及其分子設計育種打開全新窗口。

2014年，中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所啟動了芒果基因組解析研究，聯合中國科學院微生物研究所等10家單位，繪制了芒果染色體級別精細基因組圖譜，并從基因組水平揭示了芒果物種進化機制和栽培品種馴化歷史，我國芒果種質資源起源進化及重要性狀鑒定研究居于世界領先水平。相關研究成果在線發表在基因組領域國際頂級雜志《Genome Biology》（IF=14.028）上。

研究團隊通過對傳統芒果品種阿方索進行深度測序和組裝，得到了大小為393Mb的芒果精細基因組圖譜。對組裝和注釋結果進行分析，結果表明，芒果祖先于3300萬年前發生了全基因組復制事件，而復制后的雙拷貝基因

中，與能量代謝相關的基因被選擇性保留了下來，這些基因可能為該時期芒果應對大氣二氧化碳濃度急劇降低和全球氣候變冷提供了適應性優勢。同時，研究團隊在眾多擴張的基因家族中，發現一個名為CHS的家族，其可能與漆酚合成相關。漆酚，是芒果等漆樹科物種中特有物質，該物質能引起人體強烈的致敏反應。該發現將為闡明漆酚合成的分子機制提供基礎。該項目還對48個芒果品種和4個同為芒果屬的近緣物種進行了重測序。進一步分析表明，芒果傳統品種分為印度和東南亞兩大類群，而多數商業品種出現了等位基因混雜。存在于中國南部和東南亞國家的芒果農家品種，在東南亞類群中形成了獨特的亞類群；有趣的是，海南等部分區域的農家種資源也出現了和商業品種類似的等位基因混雜。

芒果種質資源與攀枝花模式

我國芒果研究始于20世紀50年代末，90年代芒果產業迅速發展。海南、廣東、廣西、云南等芒果主產區均有芒果研究機構，但科研力量分散、薄弱，隨著2003年國家科技基礎條件平臺項目子項目“熱帶作物種質資源標準化整理、整合及共享試點”的實施，作為主要熱帶作物之一，芒果凝聚了來自不同主產區芒果研究機構科研力量的協作攻關，中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所作為項目牽頭單位，借此契機聯合中國熱帶農業科學院南亞熱帶作物研究所、環境與植物保護研究所、廣西壯族自治區亞熱帶作物研究所和云南省農業科學院熱帶亞熱帶經濟作物研究成立芒果創新團隊。

熱帶作物品種資源研究所所長、國家熱帶植物種質資源庫牽頭人陳業淵，長期致力于種質資源研究，帶領芒果創新團隊發展芒果產業從海南到四川攀枝花再到貴州興義，每一片芒果地都留下了他們的足跡。

四川攀枝花芒果從無到有，開創了世界緯度最北（26°～27°）、海拔最高（1200～1500米）的坡地果園生產模式，打造了我國唯一的優質、晚熟芒果生產基地，成為國家地理標志產品，享譽全國。

作為攀枝花助農增收的支柱產業，攀枝花芒果產業的崛起壯大，離不開中國熱帶農業科學院提供品種、技術等方面支撐。產業發展初期，區域性適宜優良品種的匱乏是其遇到的第一個難題。中國熱帶農業科學院先后引進十幾個優良品種進行試種篩選，經過10余年的努力，終于篩選出適合當地種植的優質、晚熟、豐產、穩產的凱特、金煌、吉祿等品種，并逐漸受到了消費者的青睞，迅速成為攀枝花的主栽品種。同時，中國熱帶農業科學院的專家聯合當地科研、農技部門研發出“輪換修剪”“果實套袋”“病蟲害防控”等一批與品種相配套的栽培技術，為當地芒果產業的發展提供了技術保障。

助力貴州“兩江一河”流域脫貧

2014年，中國熱帶農業科學院的專家們在貴州黔西南州調研發現，“兩江一河”流域（南盤江、北盤江、紅水河）光、熱、土地等資源豐富，具有發展芒果產業得天獨厚的優勢；而且貴州省黔西南州是我國石漠化典型代表區，也是我國“十三五”精準扶貧的主戰場之一。該地區屬老少邊窮地區，是典型的低緯度、高海拔山區和酸性、微酸性紅黃土壤及喀斯特地貌，在這塊土地上生活的老百姓收入來源少、生活水平極低，種植作物以傳統的玉米為主，畝產值千元左右，僅能保障溫飽。

由此，陳業淵研究員帶領專家團隊，協同貴州省農業科學院亞熱帶作物研究所骨干人員組建聯合攻關與示范推廣團隊，在系統研究石漠化山地綠色高效熱帶農業發展路徑的基礎上，以優良芒果品種為重點，集成構建“果－草－畜－肥”一體化生態循環農業，取得了顯著的經濟、社會和生態效益。累計展示、示范推廣優良品種22個，選出適合當地主栽的金煌、紅玉、“桂熱82號”等優良品種6個，新品種及技術示范推廣5萬畝以上，畝產值3000元以上，戶均年純收入達1.5萬元右，帶動4000戶家庭脫貧致富，初步探索出科技推進石漠化貧困地區經濟發展的新模式，支撐熱帶山地綠色高效農業可持續發展，助推廣大石漠化地區農民早日脫貧致富。產業的發展，對該地區400多萬農村人口的脫貧致富具有重大意義，為具有潛力的黔西南芒果產業發展奠定了基礎。

典型案例4.世界第六大糧食作物木薯我國在“一帶一路”建示范基地

木薯

木薯是世界第六大糧食作物，是非洲、南美洲熱帶地區老百姓的主糧。我國自1954年開始收集引進資源，如今建立了全國唯一的國家木薯種質資源圃，保存850份種質和2000多份育種材料，核心種質占85%；培育出自主知識產權的品種15個。世界上有99個國家種植木薯，平均鮮薯產量約15噸/公頃，我國種植面積40萬公頃，平均單產30噸/公頃，每年進口木薯產品（淀粉、變性淀粉、干片、顆粒等）折合鮮薯1800萬噸。隨著國家“一帶一路”倡議的實施，我國企業紛紛“走出去”，然而急需品種資源和技術支撐。

多年來，中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所儲備了良種及栽培、加工和綜合利用實用技術，通過提供種質資源、信息服務、培訓服務、科普服務等方式，為50多個國家和地區提供服務，為5個國家派出援外專家，為中國企業海外發展種植木薯提供技術支持。

為實現我國熱帶農業技術“走出去”、提升當地熱帶作物生產技術能力、提高我國熱帶作物種質資源研究水平，中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所已為PPM亞洲林業有限公司、中興能源公司、中地海外公司、坦桑尼亞時代集團、香港金鏗集團等20多家企業“走出去”提供了技術支撐，在東南亞國家柬埔寨、菲律賓、老撾，以及非洲國家剛果（布）、剛果（金）、尼日利亞、安哥拉、赤道幾內亞和坦桑尼亞等“一帶一路”國家建立了10余個示范基地；與此同時，建立了中國-尼日利亞木薯中心、中國熱帶農業科學院-柬埔寨農業試驗站、中國-巴西木薯蛋白質組聯合實驗室、中地海外阿布賈農業試驗站等國際合作平臺。

目前“華南5號”“華南8號”“華南14號”等華南系列木薯新品種在“一帶一路”國家累計推廣面積1000萬畝，平均產量達35～45噸/公頃，提高當地單產2～3倍。