農作物種質資源是保障國家糧食安全、生物產業發展和生態文明建設的關鍵性戰略資源,是農業種業創新發展的“芯片”,是農業科技原始創新、現代種業發展的物質基礎,事關國家核心利益。當前,我國農作物種業發展面臨顯著的遺傳基礎狹窄性制約。盡管種質資源創新體系持續產出,每年通過審定的新品種數量較多,但種質遺傳同質性較高、表型創新性不足的結構性矛盾依然突出。第三次全國農作物種質資源普查與收集行動的實施,對保護種質資源的多樣性,維護農業可持續發展,提升種業科技創新能力和核心競爭力具有重要的意義。
濱州市地處溫帶大陸性季風氣候區,全域地勢呈南高北低緩坡態勢,向東北延伸至海域。境內黃濟兩河縱貫,地貌類型多樣,包含黃河三角洲沖積平原、山地丘陵及濱海濕地生態系統,形成抗旱、耐鹽堿等優異性狀農作物種質資源的天然基因庫。考古證據表明,新石器時代晚期東夷族先民已在此開展黍作栽培,農耕文明傳承有序。20世紀90年代該地區通過系統開發種質資源,成功培育魯麥23號、沾化冬棗、陽信鴨梨等國家級優良品種,為我國作物遺傳改良提供了重要種源基礎。
農業種質資源作為國家糧食安全與重要農產品供給的戰略性基礎資源,其保護與利用效能直接影響區域種業核心競爭力。濱州種業高質量發展與種質資源保護存在雙向驅動關系:強化種質資源保護可賦能種業體系升級,而種業規模擴大將形成需求牽引,驅動種質資源保護與利用的深化研究。本研究基于濱州種質資源保護現狀、現存問題及階段性成效的系統分析,從頂層設計、資源挖掘利用和管理體系優化3個維度,提出構建分級分類保護機制、建立創新激勵機制、完善多部門協同管理體系等對策建議,旨在構建濱州種質資源長效保護利用機制,為區域種業高質量發展提供支撐。
1農作物種質資源普查收集與保存概況
1.1普查與收集概況2020年山東省農業農村廳頒布《關于全面開展農作物種質資源普查與收集工作的通知》后,濱州市率先建立市、縣、鄉3級聯動機制,構建‘ 1+3+N′′ 組織體系:由市農業農村局統籌制定實施方案,成立以黨組主要負責人為組長的普查領導小組;組建含種子管理專業技術人員的工作專班,設立專家指導組與顧問組;轄域內7縣(市、區)同步成立專項工作組。濱州市創新采用“專業隊伍 + 鄉土專家”協同模式,組建專業普查隊伍,采用現代信息技術與傳統調查相結合的方式,對轄區內農作物種質資源進行系統性普查,在種質資源數據采集、樣本收集等環節取得突破性進展,其經驗獲《山東省種質資源普查工作簡報》及國家層面專刊報道。本項工作嚴格遵循《第三次全國農作物種質資源普查與收集行動實施方案》,由濱州市農業農村局聯合山東航空學院(原濱州學院)實施全流程質量管理。技術路徑涵蓋資源系統調查、性狀精準鑒定、數字化建檔及種質創新利用4個維度,特別針對黃河三角洲特殊生境種質開展抗逆性評價,為構建區域性種質資源保護體系提供了實踐范式。
在第三次全國農作物種質資源普查與收集行動實施背景下,自2020年起系統開展了濱州市第三次農作物種質資源普查工作,完成1956年、1981年及2014年3個關鍵時間節點的系統普查,通過近10年監測數據顯示,受多重因素疊加影響,本地種質資源多樣性呈現顯著衰退趨勢。氣候模式變異、集約化耕作推廣以及城鎮化率提升導致農業生態系統碎片化,作物野生近緣種生境喪失率達37% 。典型案例如沾化區棉花栽培面積由2010年的 8600hm2 縮減至2024年的 2494hm2 ,種質資源保有量同比下降 83% ;無棣縣金絲小棗傳統品種種植比例由 75% 降至 12% ,現存3個地方品種瀕臨滅絕。經濟作物結構調整引發的單一化種植,疊加農戶保護意識薄弱,導致地方特色品種面臨傳承危機。例如鄒平市傳統桃樹種質已無規模栽培記錄,現存3份樣本均采自80歲以上農戶的庭院種植區域。濱城區秦皇臺鄉東高村發現的谷子地方品種完全依賴70歲農戶連續42年的自發留種行為。農村空心化加劇導致農業技藝與品種傳承斷層風險攀升,種質資源搶救性收集亟待推進。
1.2保存概況收集工作開展以來累計采集種質資源276份。經規范化整理與鑒定篩選,207份(占比 75.0% )符合國家種質資源庫人編標準,其中果樹種質41份( 19.8% )農作物種子163份( 78.7% )無性繁殖材料2份( 1.0% )蔬菜種質1份( 0.5% )。資源保護采取“分級篩選一區域暫存一國家保藏”3級模式:初期采集樣本暫存于本地標準化種質資源庫,經表型性狀鑒定、遺傳穩定性評估等優選程序后,移交國家種質庫(圃)實施長期保存。山東泉玉種業有限公司作為技術實施主體,投人150萬元建成符合ISO9001標準的現代化種質資源庫,配備300m2 專業貯藏空間,可實現5萬份種質的中長期保存能力,有效保障了區域普查資源的集中安全管理。
2種質資源創新利用現狀
2.1小麥資源創新利用研究優質強筋小麥種質創新。濱州市中裕食品有限公司是全國唯一一家集小麥育種、種植、存儲、初加工、深加工于一體的小麥全產業鏈引領型企業,年小麥加工能力100萬t。企業依托自主創新技術體系,成功開發出涵蓋十大類500余種的高附加值小麥產品。為了找到適配性更強的加工面粉品種,企業通過引進師欒02-1、濟南17、濟麥44等強筋品種,后期對強筋品種不斷進行試驗和改良,選育出了適合濱州氣候條件和面粉加工的強筋小麥品種裕田麥126、裕農10-52、裕田119、秋田116等。同時,該企業重視小麥文化創建,將250萬年前小麥誕生,到3000年前傳入中原地區,再到優質強筋小麥品種的過程在黃河三角洲小麥產業館中展現,讓參觀人員隨著小麥誕生與傳播的腳步,深入了解小麥的發展歷程和“中裕”模式的內涵。
特殊用途小麥種質創新。“藍矮敗”為具有矮化和太谷核不育基因(Ms2)群體,具有藍粒、矮稈、花藥敗育3個性狀連鎖標記的不育種質資源,籽粒含有大量花青素,呈現淡藍色。濱州市農業科學院經過多年馴化與選擇研究,已逐步培育出冬性、半冬性、矮稈、抗旱、強筋、耐鹽堿、藍矮、藍敗8類50多份新型種質材料,篩選適于黃淮冬麥區北片的小麥雜交制種的新方法。同時,開展了利用“藍矮敗”拓建小麥輪選群體與基因庫的研究,通過基因聚集,研究創制高產、優質、抗逆的小麥新種質,育成了富含花青素以及鈣、鐵、鋅、硒等微量元素,且具有保健功能的彩色小麥新品種,打破了小麥品種基因狹窄的困境。
2.2棗資源創新利用研究沾化冬棗,果實近圓形或扁圓形,果頂較平,平均單果重 14.6g ,最大單果重 60.8g ,果面平整,果皮薄,赭紅色,富光澤,果肉乳白色,質脆且肉質細嫩多汁,啖食無渣,含糖量高,富含維生素等多種營養物質[。1984年通過全國林業資源普查,在農家庭院發現了56棵散生的老冬棗樹,冬棗的特有品質引起了專家的重視,隨之將沾化冬棗的科研工作列入工作日程,由此沾化冬棗得以快速發展。沾化區基于國家級博士后科研工作站與省級沾化冬棗產業技術研究院的雙平臺架構,按照“提純復壯原生代、培育推廣優勢品種、選育研發新品種”的發展思路,大力開展“種業提振”行動,收集全國208種棗類資源,建設棗種質資源庫,提檔升級組培室,完成10多個冬棗新品系(含沾冬2號、沾冬3號)創制,其中2個品系進入中試階段,為棗農種植提供了豐富的種質資源。如今,沾化冬棗種植面積達2萬 hm2 ,其中冬棗大棚 4467hm2 ,年產量40萬t,除了鮮食棗之外還研發了棗糕、棗酒、棗蜜、棗茶等10余種加工產品,暢銷國內各大市場,遠銷美國、加拿大、泰國等17個國家,產業產值突破60億元,先后成功入選首批全國名特優新農產品名錄、首批“好品山東”品牌名單、國家地理標志保護工程實施名單,榮獲中國馳名商標、第二十屆中國綠色食品博覽會金獎等37項殊榮,品牌價值56.11億元,連續3年榮膺“全國區域品牌百強榜”。
2.3梨資源創新利用研究陽信鴨梨,果品呈倒卵形,因梨梗基部突起狀似鴨頭而得名,通體金黃,皮薄核小,汁多無渣,香味濃郁,清脆爽口,酸甜適度。陽信鴨梨栽培歷史悠久,迄今已有1300多年的栽培歷史,陽信縣是聞名的“中國鴨梨之鄉”。陽信鴨梨先后榮獲中國農業博覽會金獎、國家綠色食品A級認證、原產地地理標志證明商標、山東省名牌農產品等金字招牌、中國著名農產品區域公用品牌百強(第13位)全國綠色農業十佳果品地標品牌、山東地標名片、山東地理標志優質產品。近年來,當地通過科學培育與嫁接技術引進,先后成功培育出新梨7號、黃金梨、綠寶石等20余個優質梨品系,涵蓋早熟、中熟、晚熟三大類共56個品種,形成了多品種協同發展的產業格局。截至2023年全縣梨園面積6690hm2 ,年產量21.2166萬t,產值近15億元,長期出口至東南亞、北美、歐洲等地區,已覆蓋30多個國家和地區。
3優異農作物種質資源開發利用情況
3.1惠民蜜桃惠民蜜桃于1998年9月通過山東省農作物品種審定委員會審定,2000年注冊“惠蜜”商標,2001年大年陳鄉被原農業部命名為“中國蜜桃之鄉”,2002年榮獲山東林產品博覽會金獎。2003年國家林業局頒發林木良種證,并被推廣到新疆、甘肅等地區。2004年惠民蜜桃通過國家級無公害農產品認定,遠銷北京、天津、濟南等大中城市,并出口到新加坡。2006年11月日本紀之川市訪問團果樹專家到當地考察惠民蜜桃。2018年7月惠民蜜桃被認證為國家地理標志農產品。是濱州市果樹類唯一通過國家級品種審定、具有自主知識產權和地理標志的優良品種[2]。
3.2白菊白菊在惠民縣種植歷史久遠,縣志記載清代即有種植。惠民縣是我國緯度最高的菊花茶產區,緯度越高茶的品質越好,惠民縣出產的菊花茶具有湯色黃、香氣高、滋味濃、葉片厚、耐沖泡、營養高的特點,加上傳統加工工藝,惠民縣白菊品質口感俱佳,是菊花茶中極品,深受市場喜愛,目前已開發出菊花茶、菊花晶、菊花酒等產品。2015年惠民縣白菊通過了綠色食品認證。2023年惠民縣白菊種植面積 2000hm2 ,年產干菊花茶 700t 。
3.3長山山藥長山山藥作為鄒平市特色藥食同源作物,其栽培歷史可追溯至唐貞觀年間(公元627-649年),經千年馴化形成獨特的種質特性。通過種質資源普查發現,該地現存4個栽培種(細毛山藥、大毛山藥、二毛山藥、圓柱山藥)及3類野生近緣種(野生粉山藥、野生毛山藥、長山細毛山藥)其中細毛山藥干物質含量、可溶性糖含量及黏液蛋白等關鍵指標顯著優于其他品種。2001年長山鎮被命名為“中國山藥之鄉”,2011年“長山山藥”被認證為國家地理標志證明商標,成為長山鎮首選栽培種。
4濱州市種質資源保護存在的突出問題
4.1種質資源保護體系中的歷史數據斷層與資源流失問題隨著我國農業種質資源普查工作的持續推進,由于歷史檔案保存條件不足及普查技術迭代影響,部分縣域早期種質資源數據存在系統性缺失。具體表現為因年代久遠,有不少縣區反映1956年的普查數據查找比較困難。從各縣上報的情況看,1956年、1981年的普查數據還不是很完整。種質資源調查時間跨度長,有相當多的老品種現已絕跡,征集不到。種質資源多樣性不足,受地理位置、地形等客觀因素的影響,在種質資源收集和普查中,發現的稀有、名貴種質資源較少[3]。資源流失狀況嚴重,即使有部分瀕危作物、野生品種殘存,也因植株稀少、種子果實微小,導致樣本數量達不到收集標準要求。4.2種質資源保護利用的長效機制尚待健全受資金投入不足、專業技術人才匱乏及技術支撐體系不完善等因素制約,現有收集工作普遍存在覆蓋區域狹窄、高價值種質資源品種稀缺等問題。專項資金使用范圍局限于基礎收集環節,缺乏種質庫建設運維專項經費,種質資源鑒定評價、功能基因挖掘等基礎性研究嚴重滯后,致使大量已收集資源長期處于“沉睡”狀態,開發利用效率低下。
5濱州市種質資源保護對策及建議
5.1建設高效協同的組織領導體系市、縣兩級作為種質資源普查、收集、鑒定、保存及開發利用的實施主體,其管理體系健全程度直接影響保護工作效能。建議構建由農業農村部門牽頭,聯合財政、科技、統計等部門組成的種質資源保護聯席會議制度,統籌推進規劃制定、資金統籌、政策銜接與項目監管,同步強化種質資源庫標準化建設與動態維護機制。在此基礎上,應建立資源價值評估體系,完善“發現一鑒定一開發”全鏈條激勵機制,通過知識產權保護與商業化開發收益反哺機制激發保護主體積極性,形成“資源摸底一科學保育一創新利用”的可持續發展格局。
5.2構建覆蓋多層級、多類別的種質資源保護體系
重點推進種質資源庫(圃)標準化建設,強化種業基地空間規劃管控,依法劃定優勢種源生產保護專區,通過土地用途管制保障核心育種基地集中連片發展。鑒于種質資源涵蓋糧食作物、經濟作物、畜禽水產等民生基礎領域,建議實施分類保育策略:對具有戰略價值的野生瀕危資源建立梯度化保護網絡,優先開展原生境保護與異位保存;對大宗農產品種源實行“核心庫一擴繁基地”聯動機制,配套建設數字化基因庫實現全生命周期管理。同時需建立種質資源動態監測評估機制,組建種質創新聯合體推動資源深度開發利用,構建“科學保育一精準鑒定一創新應用”的可持續發展路徑。
5.3構建種質資源產業化發展的全鏈條支撐體系
重點推進種業創新聯合體建設,依托地方資源優勢培育具有地理標識性、生態適應性的特色種質品牌,實施“一縣一品”種業振興計劃。健全種質資源成果轉化機制,構建包含許可轉讓、作價入股等多元轉化路徑的權益分配制度,配套建立新品種價值評估體系與知識產權質押融資通道。實施種業人才振興工程,完善科研人員兼職取酬、離崗創業的保障機制,推行種質資源研發成果確權頒證制度,通過財政后補助、稅收優惠等政策工具實現科研院所與市場主體利益共享。同步建立種質資源開發反哺保育機制,將商業化收益按比例定向投入原生境保護,形成“保育一研發一轉化一反哺”的可持續發展閉環。
5.4建立農作物種質創新資源分享交流平臺聯合中國農業科學院、山東農業大學、山東航空學院(原濱州學院)等科研院校,充分利用科研院校高層次專家、教師資源,加強濱州市科研院校農業相關科研團隊、教師團隊、重點實驗室等與基層農業單位合作,建立教學、科研與實踐相結合的有效機制,提升濱州市種質資源的開發與研究水平。依托濱州市農業科學院和種業企業育種團隊組成農作物種質創新資源分享交流平臺,實現種質資源集中存儲,對收集到的種質資源及育種材料依據其特征特性建立數據庫,分享育種資源,交流種質創新,確定育種方向,突破技術問題,加快研究耐鹽堿新品種落地,促進農民增收、農業增效和推動農業產業化進程發展,打破種業發展“卡脖子”現象。
參考文獻
[1]田野.東營市十大特優農產品扮靚溫州農博會.農產品市場周刊,2006(44):20-23
[2]張翠玉,王惠濱,張小娣,丁潔,位國峰,李劍峰,王楠.濱州市種業振興工程攻堅行動的改革實踐.中國種業,2023(3):48-51
[3]薛瑞長.濟寧市農作物種質資源普查、征集與利用思考.基層農技推廣,2022(9):81-83
(收稿日期:2025-04-11)