熱帶作物種質資源是中國生物多樣性的重要組成部分,是中國熱帶作物產業持續發展的物質基礎。
印度農業研究委員會(The Indian Council of Agricultural Research,ICAR),原稱皇家農業研究委員會,于1929年7月16日成立,隸屬印度農業部農業研究和教育司,總部位于新德里。農業和農民福利部長是ICAR的主席,漁業、畜牧業和乳業部聯盟部長是高級副主席,ICAR的總干事兼首席執行官同時也是印度政府在DARE中的秘書。下設113個ICAR機構(72個研究所,6個國家局,23個項目局和農業技術應用研究所,12個國家研究中心),82個全印度協調研究項目和網絡研究項目,74所農業大學(63所州立農業大學,4所認可大學,3所中央農業大學和4所中央農業大學)遍布全國,這是世界上最大的國家農業研究系統之一。ICAR的主要職責是制定印度農業科研與教育政策、規劃和執行農業科研項目、與各大學合作開展農業研究與教育。
1不同機構種質資源保存現狀
1.1 ICAR-中央種植園作物研究所
ICAR-中央種植園作物研究所(ICAR-Cen‐tral Plantation Crops Research Institute)位于印度喀拉拉邦Kasaragod,是印度農業研究委員會(ICAR)下屬的農業研究機構,主要負責研究椰子、檳榔和可可作物研究。ICAR-CPCRI建有世界上最大的椰子種質資源圃,其保存了455份椰子(323份本地資源、132份國外資源),國外資源主要來自南亞、東南亞、非洲、加勒比群島、印度洋群島和太平洋島嶼等28個國家。保存了178份檳榔(155份本地資源和23份國外資源)。保存了515份可可(40份本地資源和475份國外資源)。ICAR-CPCRI育成椰子品種15個(Chandra Kalpa、Kera Chandra、Chowghat Orange Dwarf、Kalpa Pratibha、Kalpa Dhenu、Kalpa Mitra、Kalparaksha、Kalpasree、Kalpatha‐ru、Kalpa Jyothi、Kalpa Surya、Kalpa Haritha、Kera Keralam、Kalpa Shatabdi、Kalpa Ratna),其中Chowghat Orange Dwarf、Kalpa Jyothi和Kal‐pa Surya是矮種椰子,矮種椰子主要作為鮮食;還育成椰子高產雜交種6個(Chandra Sankara、Kera Sankara、Chandra Laksha、Kalpa Samrudhi、Kalpa Sankara和Kalpa Sreshta);另Kalpa Prat‐ibha、Kalpa Haritha、Kalpa Samrudhi、Chandra Sankara、Kalparaksha、Kera Chandra、Chandra Laksha、Kalpasree、Kalpa Shatabdi、Kalpa Sanka‐ra和Kalpa Sreshta是加工和鮮食兩用品種。ICAR-CPCRI育成檳榔優良品種11個,主要包括Mangala,Sumangala,Sreemangala,Mohitna‐gar,Swarnamangala,Kahikuchi,Madhuramanga‐la,Nalbari,Shatamangala和矮化雜交種2個(VTLAH1和VTLAH2)已被應用于生產。ICAR-CPCRI育成可可高產品種8個,其中可可雜交種5個(VTLCH-1、VTLCH-2、VTLCH-3、VTLCH-4和VTLCH-5)、3個優質無性系。
1.2 ICAR-中央塊莖作物研究所
ICAR-中央塊莖作物研究所(ICAR-Central Tuber Crops Research Institute)總部位于印度喀拉拉邦,它在印度奧里薩邦的布巴內斯瓦爾設有1個區域站。ICAR-CTCRI主要開展熱帶薯類作物遺傳資源管理、作物改良、可持續生產和利用的基礎性、戰略性和應用性研究。ICAR-CTCRI總部保存薯類種質資源4 437份,包括木薯(cassava)1 216份、甘薯(sweet potato)1 110份、山藥(yams)1 121份、芋(taro)429份,大磨芋(elephant foot yam)203份,紫柄芋(tan‐nia)48份,海芋屬3份和小型塊莖作物307份(圓葉鞘蕊花、豆薯等)。在奧里薩邦的區域站共收集了塊莖作物1 248份。ICAR–CTCRI育成優良品種68個,包括木薯19個、甘薯21個、山藥17個、芋8個、大磨芋2個和圓葉鞘蕊花1個。育成的木薯品種H-165、H-226、Sree Athu‐lya,Sree Apoorva和三倍體品種Sree Harsha在印度淀粉產業的發展中發揮了重要作用。2017~2018年育成的3個高產、抗木薯花葉病品種Sree Reksha,Sree Sakthi和Sree Suvarna是木薯育種研究的一個突破。
1.3 ICAR-中央沿海農業研究所
ICAR-中央沿海農業研究所(ICAR-Central Coastal Agricultural Research Institute)位于印度果阿邦,主要從事沿海地區自然資源保護與管理、遺傳資源的保護與利用、主要農作物生產技術的開發、畜牧業和漁業生產技術的開發等等。ICAR- CCARI收集保存芒果144份(地方品種94份、引進品種12份、其他38份)、腰果88份(特大果10份、大果40份、其他38份)、菠蘿蜜24份。腰果資源中有一份優異大果種質Tudal-1,堅果年產量8.88 kg/棵,堅果單果重8.4 g,出仁率28.1%,果梨平均單果量88.6 g、可溶性固形物含量10.8°Brix。
1.4 ICAR-印度園藝研究所
ICAR-印度園藝研究所(ICAR-India Insti‐tute of Horticultural Research)總部位于印度卡納塔克邦班加羅爾,2個區域中心設在布巴內斯瓦爾和切塔利,主要從事主要園藝作物種質的收集、保存和改良工作。ICAR-IIHR總部保存了園藝作物種質資源12 564份,其中果樹資源1 988份(芒果種質779份、石榴269份、木橘119份、羅望子80份、番石榴74份、番木瓜54份、人心果53份、柚子35份、番荔枝24份、鱷梨10份、火龍果6份等)、蔬菜資源9 553份(辣椒2 010份、黃秋葵1 704份、番茄700份、茄子361份、胡蘿卜180份、甜椒79份、甜瓜113份等)、花卉資源848份(玫瑰326份、萬壽菊75份、菊花122份等)、藥用作物80份、蘑菇95份。布巴內斯瓦爾中心收集保存了芒果103份、菠蘿17份、菠蘿蜜24份、羅望子41份、其他作物45份(龍眼、油梨、雞蛋果、楊桃、星蘋果等)等等,辣椒140份、茄子42份、豆類蔬菜175份、莧菜285份、辣木86份、食用葉菜類26份、其他作物67份。ICARIIHR培育芒果雜交品種2個(Arka Udaya,Arka Su‐prabhath),其中,Arka Udaya是Amrapali×Arka Anmol,單果重230~250 g,果肉可食率68%~70%;Arka Udaya是Amrapali×Arka Anmol,單果重230~250 g,果肉可食率68%~70%。番荔枝雜交品種1個(Arka Sahan),是Atemoya cv. Island Gem×Custard apple cv. Mammoth的后代,平均果重410 g,果皮綠色且厚(0.5 cm),高可溶性固形物(≥30°Brix),較少的種子(9顆/100 g果肉),在輔助授粉下每公頃產量達8 t。番石榴品種4個(Arka Mridula,Arka Poorna,Arka Kiran,Arka Rashmi),其中,Arka Poorna,Arka Kiran,Arka Rashmi是雜交品種,Arka Kiran是Kamsari和Purple Local雜交,果實呈圓形,中等大小(230 g),果肉呈深紅色,可溶性固形物為12°Brix,茄紅素含量高(5~7 mg/100 g);Arka Rashmi是Ka‐msari和Purple Local雜交,單果重200~220 g;可溶性固形物為12.0°Brix,富含抗壞血酸(235 mg/ 100 g)和茄紅素(4 mg/100 g),果肉深粉色。番木瓜雜交品種2個(Arka Surya,,Arka Prabhath)。
1.5 ICAR-印度香料研究所
ICAR-印度香料研究所(ICAR-India Insti‐tute of Spices Research)總部設在印度喀拉拉邦科日科德,是印度農業研究委員會(ICAR)的組成機構,是一個致力于香料研究的主要研究所,擁有世界上最多的香料種質資源。ICAR-IISR在印度喀拉拉邦科日科德Peruvannamuzhi實驗農場保存了各種香料種質資源,其中,胡椒3466份、小豆蔻625份、姜668份、丁香223份、肉桂408份、藤黃屬61份、肉豆蔻482份、姜黃899份、香草蘭77份(Vanilla planifolia 65份和Vanil‐la sp 12份)。香料是世界市場上低產量高價值的商品,具有極大的潛力來提高農民的收入。印度被稱為“香料之鄉”,種植了多達70種香料。ICAR-IISR自1970年代以來一直在選育香料品種,第一個商業品種發布是在1987年。ICAR-IISR選育胡椒品種10個,包括Sreekara、Subhakara、Panchami、Pournami、PLD-2、IISR Thevam、IISR Girimunda、IISR Malabar Excel、IISR Shakthi、Arka Coorg Excel,其中,胡椒品種Sreekara含有高百分比的胡椒堿(5.1%)和高揮發油(7%);選育小豆蔻4個,包括Appangla 1、IISR Avinash、IISR Vijetha、Appangala 2,其中,小豆蔻品種Appangla 1含有高含量的揮發油(7.9%),而Appangala 2含有高含量的α-桉酸酯(40.32%);姜品種4個,包括IISR Varada、IISR Rejatha、IISR Mahima、IISR Vajra,其中富含揮發油的姜品種有IISR Rejatha(2.36%)和IISR Vajra(2.15%);姜黃品種8個,包括Suvarna、Su‐guna、Sudharsana、IISR Prathibha、IISR Prabha、IISR Kedaram、IISR Alleppey Supreme、IISR Pragati,其中品種IISR Prathibha和IISR Prabha含有超過6.5%的姜黃素;肉桂選育品種2個,包括IISR Nithyashree、IISR Nanashree;肉豆蔻品種2個,包括IISR Viswashree、IISR Keralashree,其中,IISR Keralashre是第一個通過農民參與育種開發的肉豆蔻品種,具有大顆粒、厚實的肉外殼。
1.6 ICAR-國家香蕉研究中心
ICAR-國家香蕉研究中心(ICAR-National Research Centre for Banana)位于印度泰米爾納德邦蒂魯吉拉伯利,該中心致力于4個主要的研究重點領域,即作物改良、作物生產、采后管理和作物保護,中心愿景是提高香蕉和芭蕉的生產和產量,以滿足印度日益增長的需求。ICAR-NRCB建立了56份Musa屬野生近緣種單獨基因庫,該基因庫包括11個芭蕉屬( Musa spp.)和1個近緣屬( Ensete ),克隆數最多的是Musa balbisiana ( 36個),其次是Musa flaviflora( 6個),Musa acuminata、Musa thomsonii、Musa ochracea、Musa velutina各克隆2個,其余5個Musa spp,即M. itinerans、M. cheesmani、M. na‐gensium、M. aurantiaca、M. rubra各克隆1個,這是印度的首個此類基因庫。ICAR-NRCB保存了195份香蕉種質資源,其中ABB型88份、AAB型72份、AAA型15份、AB型12份、ABBB型6份、AA型1份、Musa balbisiana 1份。
2展望
熱帶作物種質資源是農業種質資源的重要組成部分,主要包括橡膠樹、木薯、香蕉、芒果、甘蔗、椰子、胡椒等,如,橡膠是重要的戰略物質,木薯是世界10億人口的口糧等等。由于熱帶作物種質資源具有分布地域廣闊、生物種類豐富、資源優勢明顯、特色鮮明等特點,是發達國家競相爭奪的寶貴資源。尤其中國熱帶作物產業的起步,除荔枝、龍眼等本土起源作物外,其他作物產業依靠從國外引進優良品種從小到大,從弱到強發展壯大起來。因此,為了可持續發展熱帶作物產業,首先,以拉丁美洲、東南亞、非洲等作物起源中心為重點,利用海南自貿港和全球動植物種質資源引進中轉基地優勢,加強境外優異種質資源交流交換工作,豐富我國熱帶作物種質資源數量和多樣性;其次,完善重要性狀鑒定評價技術、規程和標準,開展種質資源植物學性狀、農藝性狀、品質性狀的規模化表型鑒定,篩選目標性狀優良的種質資源,為種質創新工作奠定堅實的基礎;再次,搭建熱帶作物遺傳資源科技合作協作網絡,構建熱帶作物遺傳資源可持續合作機制,促進熱帶作物遺傳資源交流、科技合作研究,提升熱帶農業可持續發展能力。
本文由國家科技資源共享服務平臺:國家熱帶植物種質資源庫資助。
[中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所何云,洪青梅,濮文輝(通信作者)]