黃國弟 陳永森 蘇美花 羅世杏 李日旺 王運儒
摘 要:廣西芒果種質資源豐富,多年來在芒果種質資源保護政策法規體系和資源保護體系建設、保護成果產出、種質利用創新、新品種培育等方面為產業發展做出了巨大貢獻,芒果種質資源保護與利用成效顯著,但仍然存在保護制度不健全、長效機制未形成,共享意識薄弱、共享機制缺乏,鑒定評價滯后、開發利用效率低,管理體制尚不健全、統籌規劃力度不大等問題。建議建立長期芒果種質資源保護和創新發展目標,全面普查收集芒果種質資源,加強廣西芒果種質資源保護體系建設,加大芒果種質資源鑒定評價工作力度,構建合理的芒果種質資源共享機制,成立芒果育種聯合攻關組,加大財政支持力度,調動科技人員積極性,健全種質資源保護管理體系,為廣西芒果產業的健康發展打下堅實基礎。
關鍵詞:廣西;芒果種質資源;保護體系;發展
中圖分類號:S667.7 文獻標志碼:A
Protection, Utilization Status Quo and Development Path of Mango Germplasm Resources in Guangxi
Abstract: Guangxi has plentiful mango germplasm resources. Over the years, Guangxi had made great contributions to the industrial development in the aspects of mango germplasm resources protection policy and regulation system, resource protection system establishment, outcome protection, utilization and innovation of germplasm and new variety cultivation, thus achieving remarkable results. But there were still some problems, such as incomplete protection system, lack of long-term mechanism, short of sharing consciousness and sharing mechanism, belated identification and evaluation, low development and utilization efficiency, flawed management system and insufficient overall planning. It is suggested to establish long-term mango germplasm resources protection and innovative development goals, comprehensively survey and collect mango germplasm resources, strengthen the establishment of mango germplasm resources protection system in Guangxi, facilitate the identification and evaluation of mango germplasm resources, build a reasonable mango germplasm resource sharing mechanism, establish a joint research group of mango breeding, increase financial support, mobilize the enthusiasm of scientific and technological personnel and improve the germplasm resources protection management system, so as to lay a solid foundation for the healthy development of mango industry in Guangxi.
Keywords: Guangxi; mango germplasm resources; protection system; development
種子是農業的“芯片”,種質資源則是農業的“核心芯片”。作物種質資源又稱作物品種資源、遺傳資源、基因資源,它蘊藏在作物各類品種(系)、類型、野生種和近緣植物中,是改良農作物的基因來源[1]。作為農業生物多樣性的重要組成部分,作物種質資源是種業科技創新的物質基礎,是實現農業可持續發展,保障國家糧食安全、生態安全和能源安全的戰略資源。加強種質資源保護利用,旨在保護農業生物多樣性的同時,為促進科技自立自強、保障種源自主可控夯實基礎。芒果(Mangifera indica Linn.)是重要的熱帶果樹,系漆樹科芒果屬植物,原產印度、馬來西亞一帶,距今已有四千多年栽培歷史。目前,世界上有一百多個國家栽培芒果[2]。在熱帶、亞熱帶水果中,芒果產量僅次于柑桔和香蕉,位居第三[3]。我國在海南、廣東、廣西、云南、四川、貴州、福建及臺灣等地都有栽培。2021年,我國芒果種植面積3.746萬hm2,收獲面積2.86萬hm2,產量395.8萬t,已躍居世界第二大芒果主產國[4]。廣西是我國第二大芒果產區,種植面積約85540 hm2,總產量約128.74萬t,總產值約55.29億元,芒果是廣西特色農業支柱產業之一。
1 廣西芒果種質資源保護現狀
1.1 芒果種質資源保護政策法規體系逐步完善
1995年7月29日廣西壯族自治區第八屆人民代表大會常務委員會第十六次會議通過《廣西壯族自治區農作物種子管理條例》,并于1997年12月4日修正并頒布實施。2019年11月20日廣西農業農村廳印發了《自治區農業農村廳關于印發廣西農業種質遺傳資源保護與利用三年實施方案的通知》(桂農廳發〔2019〕253號),文件根據《國務院辦公廳關于加強農業種質資源保護與利用的意見》(國辦發〔2019〕56號)精神,要全面加強我區農業種質資源保護,健全種質資源保護利用體系。《自治區農業農村廳等九部門關于加強廣西農業種質資源保護與利用的實施意見》(桂農廳發〔2020〕157號)對種質資源的保護與管理也提出要求和重點任務,重點開展系統收集保護,完善基礎設施建設,建立鑒定評價體系,發掘優異種質和基因,構建保護網絡,開展整理登記,推進開發利用,加快地方特色品種產業化。廣西于2020 年 10 月啟動了自治區級作物種質資源圃(庫)申報工作;2021年,認定了一批自治區級作物種質資源圃(庫)。為進一步加強政策支持,做好基礎保障,《自治區農業農村廳等八部門關于印發廣西農業種質資源保護與利用規劃 (2021—2035年)的通知》(農廳發〔2021〕153號))要求進一步加大種質資源保護力度。芒果產業作為廣西地方特色品種產業,種質資源保護得到進一步加強。
1.2 芒果種質資源保護體系初步形成
廣西位于我國亞熱帶地區,已有三百多年芒果種植歷史,是我國芒果種質資源多樣性最豐富的區域之一,野生近緣種資源位居全國前列,擁有得天獨厚的資源優勢。經過多年努力,廣西已基本形成以國家級種質資源圃為核心、自治區種質資源圃為輔、各科研院校為補充的芒果種質資源保護體系。目前大型種質資源圃有國家芒果種質資源圃(田東)、廣西果樹質資南寧芒果資源圃。此外,廣西大學、百色國家農業科技園區、南寧良鳳江樹木園等單位和相關研究團隊或項目組也收集保存了部分芒果種質資源。
1.3 芒果種質資源保護成果
芒果種質資源圃收集、保存、整理國內外特有、瀕危和有重要經濟價值及科學價值的芒果種質資源,為我國芒果種質資源的保護、研究、開發利用,提供種質資源物資基礎和重要試驗材料及信息支持。截至目前,在廣西壯族自治區亞熱帶作物研究所內建立芒果種質資源圃,收集保存國內外芒果品種、農家種、野生近緣種等種質資源近 600份;在田陽區百育鎮廣西百色國家現代農業科技園區建立 1.33 hm2 芒果種質備份圃,保存種質資源 110 份;在廣西田東國家芒果種質資源圃結合利用分子標記技術,完成460 份資源特性性狀的描述及評價鑒定,以及親緣關系和遺傳多樣性分析[5]。廣西保存芒果種質資源保存量和保存種類位居全國前列。如冬芒(M.hiemalis J.Y. Liang)、扁桃芒(桃葉芒)(M.persiciforma C.Y. Wu et T.L. Ming)、林生芒(M.sylvatica? Roxb.)等資源在我國占據特殊地位。國家芒果種質資源圃設在廣西,經統計廣西保存的資源份數居全國首位,種類最齊全[6]。
2 廣西芒果種質資源利用現狀
2.1 芒果種質資源利用創新
廣西自20世紀60年代開始,通過引進、收集國外優良芒果品種資源進行試種篩選,選出秋芒、泰國芒14號、黃象牙芒和斯里蘭卡芒811號等優良品種,并在生產中推廣應用,促進了廣西早期芒果生產發展。其后又從黃象牙芒、秋芒、泰國芒14號、象牙芒26號和呂宋芒等品種資源的實生后代變異中分別選育桂熱芒3號[7]、桂熱芒4號[8]、桂熱芒10號[9]、桂熱芒60號、桂熱芒71號[10]、桂熱芒82號[11]、桂熱芒120號[12]、桂熱芒284號、紫花芒、紅象牙芒、田陽香芒等新品種。通過用秋芒為母本,分別以黃象牙芒、印度芒903號、斯里蘭卡芒811號為父本進行雜交,獲得一批雜交后代單株,并進行培育篩選,從秋芒與斯里蘭卡芒811號雜交后代中培育出果實外觀、品質優于雙親,花期遲、早結豐產、穩產、遲熟、矮生的新品種桂熱芒80-17號。以秋芒為母本,鷹嘴芒為父本的雜交后代中培育出桂香芒、綠皮芒;從秋芒為母本與柳州呂宋芒雜交后代培育出農院8號芒等新品系;從象牙芒22號芽變中選育出晚熟新品系串芒[13]。
2.2 培育芒果新品種
“十一五”以來廣西育成經廣西壯族自治區農作物品種審定委員會審定或登記的芒果品種有16個,包括廣西壯族自治區亞熱帶作物研究所選育出的桂熱芒3號、桂熱芒4號、桂熱芒10號、桂熱芒71號、桂熱芒284號、桂熱芒120號、桂熱芒60號、桂熱芒82號(桂七芒)、桂熱芒80-17號、南逗邁4號,廣西大學農學院(原廣西農學院)培育出的紫花芒和桂香芒;百色市水果辦培育出的百優-1號,廣西職業技術學院選育出的紅蘋芒,廣西農業科學院培育出的金桂香芒、桂芒一號。其中,桂熱芒71號、桂熱芒3號、桂七芒、桂熱芒10號、南逗邁4號等5個品種還通過了全國熱帶作物品種審定委員會審定。新品種的選育和推廣為廣西芒果產業發展提供重要的基礎。特別是繼桂熱芒120號被原農業部推薦為“十二五”主導品種后,桂熱芒3號、桂熱芒71號、桂七芒(桂熱芒82號)被原農業部推薦認為“十三五”主導品種。其中桂七芒(桂熱芒82號)可溶性固形物含量約為21.8%,香氣成分羅勒烯含量約占88.3%,味甜蜜,香氣濃郁,是我國大陸地區推廣面積最大的自育品種[11]。
3 廣西芒果種質資源保護與利用工作面臨的困難與挑戰
3.1 保護與利用研究投入不足,未能形成持續長效機制
2019年前,芒果種質資源保護有農業農村部及廣西農墾局“芒果種質資源標準化整理、整合”“芒果種質資源保護廣西創新基地”和廣西科技廳“農業良種培育中心建設示范—廣西芒果良種培育中心建設示范”等行業和地方種質資源保護專項項目經費支持,各科研院所、廣西大學農學院等機構建設的種質圃均能正常開展新品種創制,培育出了桂七芒等16個新品種,占全國規模化栽培自育芒果新品種的90%以上。2019年后,芒果種質資源保護專項退出,各種質圃的運行陷入困境。廣西建設有種質資源圃為了保護現有種質資源,只能從其他科研項目經費中列支,如國家產業技術體系廣西芒果實驗站、國家農業產業技術體系廣西芒果創新團隊建設、廣西田東國家芒果種質資源圃項目、廣西科技廳科技重大專項“芒果優異種質挖掘與新品種選育及示范應用”等。然而,受現有項目經費管理制約,能在現有項目中列支的經費極少,無法滿足種質圃運行需要。部分種質存在丟失的風險。
種質圃人員隊伍不穩定。廣西建有芒果種質圃的機構包括廣西壯族自治區亞熱帶作物研究所、廣西農科院園藝所、廣西大學農學院、百色芒果研究院、中國熱科院品資所、廣西百色國家農業科技園區、廣西農業職業技術學院等,參與種質資源保護的人員基本為機構中的芒果育種團隊人員,種質資源保護經費專項的退出,使得研究人員成果產出變得困難,部分人員轉而從事栽培或者其他果樹研究,個別種質圃已處于失管狀態。
芒果種質資源保護政策法規體系缺少實施具體方案,未形成持續的長效機制。隨著金煌芒、臺農1號芒等品種的引進,在大力促進全區芒果的發展的同時,也使得地方品種受到擠壓,紫花芒、金穗芒和田陽香芒等本地自育品種逐漸在生產上消失,部分地方種質資源如紅象牙芒、白象牙芒、呂宋芒、秋芒等缺乏有效保護,存在丟失的可能。
3.2 共享意識薄弱,缺乏共享機制
廣西各種質圃間缺少有效交流溝通機制。由于品種知識產權的問題,種質圃間的交流共享基本限于已獲得品種登記的種質,缺少雜交優異種質交流,導致各種質圃間種質資源大部分重復,造成資源浪費,無法利用自然雜交和人工雜交創制出更多優異新品種。總的來說,芒果資源收集、保存缺乏統籌規劃,參與種質資源保護的單位之間存在各自為政、缺乏信息溝通、工作重復的現象,造成資源分散、保存利用效率不高等情況
3.3 鑒定評價技術手段單一、裝備落后,資源開發利用效率低
廣西現有芒果種質圃基礎設施落后,缺少先進種質保護、利用、評價和創制技術裝備。從現有廣西芒果種質圃來看,廣西壯族自治區亞熱帶作物研究所芒果種質資源圃保存有600多份種質資源,是當前廣西最大的種質資源圃。 然而,該圃基礎設施落后,道路破舊,沒有滴灌系統和無人機等先進施藥設備。種質評價以性狀觀察為主,缺少以無損糖度檢測儀、PCR擴增儀、高效能體視鏡、光合熒光測量系統、液相色譜-質譜/質譜聯用儀等先進設備為依托的創制手段。廣西田東國家芒果種質圃,現已評價400多份種質資源,是新建的國家級種質圃,基礎設施好,規劃和布局先進,但仍然缺少先進的評價設備,不能滿足基因精準定位、定向雜交、蛋白鑒定等分子育種需求。
4 廣西芒果種質資源保護與創制發展思路
4.1 加大科技投入,加快創制優異新種質
加大芒果優異種質創制科技投入,一是支持廣西芒果重大病蟲害抗病抗蟲基因挖掘,建立芒果抗病抗蟲品種鑒定方法,篩選抗病抗蟲種質,特別是抗“四病四蟲”(炭疽病、細菌性角斑病、白粉病、露水斑病,茶黃薊馬、桔小實蠅、花癭蚊、橫線尾夜蛾)的種質,為雜交育成抗病蟲品種提供支撐。二是支持高效矮化栽培基因挖掘,篩選具備矮化、高產穩產的性狀基因,培育矮生易管優異新種質。三是支持種質加工性狀基因研究,篩選具備果汁、果干、果酒等優異加工性狀基因,培育加工型品種。四是支持種質資源營養品質研究,挖掘果皮果肉顏色、香氣、膳食纖維、維生素等品質定位基因,培育品質優異新種質。五是支持種質圃開展自然雜交、基因精準定位的定向人工雜交,縮短育種時間,加快創制新品種。
4.2 加大種質資源收集、引進投入,擴大種質資源保存數量和質量
加大種質資源的收集、引進投入,支持種質資源收集地域范圍擴大。一是結合廣西區第三次農業種質資源普查,摸清廣西現有種質“家底”外,支持全區野生芒果種質收集。二是在全國范圍收集優異種質,特別是云南、貴州、四川、臺灣等芒果野生資源豐富的省份,加大種質收集力度,確保資源保存完備和不丟失。三是引進國外優異種質,特別是印度、澳大利亞、泰國、美國等芒果生產歷史悠久國家的優異種質,擴大種質資源保存的數量和質量。
4.3 建立芒果育種聯合攻關聯盟,確定種質創新目標
以職能部門為指導,在芒果種質資源保護機構間成立芒果育種攻關聯盟,進行種質資源和信息有償或協議共享,鼓勵種質保護機構科技人員,充分利用全區現有種質資源,開展核心種質構建、功能基因挖掘和優異種質的篩選、創制等研究,通過野生種質收集、自然雜交等傳統品種培育方法與現代分子育種技術相結合的方式,創制一批適合廣西氣候條件、遺傳穩定、品質優良、豐產穩產的新品種,擴大全區芒果品種結構,延長收獲期,滿足廣西“果盤子”政策對新品種、新技術的研究和應用需求,促進芒果產業健康可持續發展。爭取在5年內選育3~5個目標性狀突出、綜合性狀優良的新品種應用于生產。
4.4 加強廣西芒果種質資源保護體系建設
持續開展廣西自治區級種質資源圃(庫)分級申報認證工作,爭取對通過認證且年度考核合格的種質圃按級別持續給予專項運行經費支持,確保芒果種質資源圃運轉,保證芒果育種“核心芯片”穩定、可持續發展。對種質資源保存數量多,年度工作優秀的種質圃,優先安排技術裝備(包括無損糖度檢測儀、PCR擴增儀、高效能體視鏡、光合熒光測量系統等),發揮芒果育種聯合攻關聯盟的作用,通過級別高的種質圃帶領級別低的種質圃開展研究工作,形成全區芒果種質數據庫,提高信息化水平和利用效率,加快育種進程。
4.5 鼓勵加快廣西芒果種質資源鑒定評價
建立激勵機制,鼓勵種質資源保護科技人員對現有種質的鑒定評價,除傳統的生物學鑒定外,尚應包括經濟性狀評價、抗逆性鑒定和抗病蟲能力鑒定。對缺少高層次裝備的機構,依托芒果育種攻關聯盟,利用廣西農科院、廣西大學農學院、中國熱科院等現有裝備平臺,開展遺傳特征、光合能力、營養需求、耐逆性等評價,提升評價結果應用價值,為定向雜交提供技術支撐。
4.6 引進和留住高端育種人才
人才是育種的關鍵,特別是現代分子水平種質評價和育種人才,高端人才是芒果種質保護與創新的突破口,需要全區芒果種質資源保護與創制機構重視人才隊伍建設,為科技人才營造良好的創新環境。科研單位對高端人才制定特別的引進和激勵政策,在完成年度或者階段創新目標的前提下,在崗位管理、職稱職務晉升等方面給予傾斜,吸引更多的高端人才從事芒果種質資源保護與創制研究工作,確保科研單位能留住高端人才,各級科研人員專注于種質資源基礎性研究工作,為全區種質資源保護與創制服務,為全區芒果育種和產業發展打下良好基礎。
4.7 繼續建立健全廣西種質資源保護管理體系
應在廣西自治區農業農村廳建立農業種質資源保護與利用、新品種審定(含芒果等小宗地方特色作物)和保護工作部門,負責種質資源和新品種統籌工作,加快出臺《廣西自治區級作物種質資源圃庫管理辦法》等相關文件。以《中華人民共和國種子法》等法律法規為基本依據,根據《國務院辦公廳關于加強農業種質資源保護與利用的意見》文件要求,結合廣西實際,加快修訂《廣西壯族自治區農作物種子管理條例》中有關農業種質資源保護與利用、新品種審定與保護的相關內容,全面落實法律法規對種質資源保護、開發利用的規定,為廣西芒果種質資源保護和利用提供法律保障。
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