我国牧草种质资源发展策略

*通讯作者

收稿日期:2006 10 05;修回日期:2007 03 14

基金项目:国家科技基础条件平台工作项目 牧草种质资源描述规范和数据标准的制定与验证完善 子课题(2005DKA21007 6 9)

作者简介:王铁梅(1981 ),女,四川内江人,北京林业大学草业科学专业在读博士,主要从事草地植物遗传资源方面的研究

文章编号:1673 5021(2007)03 0104 05

我国牧草种质资源发展策略

王铁梅,张静妮,卢欣石*

(北京林业大学资源环境学院,北京 100083)

摘要:过去20年里,我国牧草种质资源研究取得了巨大成就,在 广泛搜集、有效保护、深入研究、积极创新、永续利用 的思想指导下,现已搜集到15000余份牧草种质;建立了一个中期库;完成鉴定材料4500余份;通过品种审定登记了336个牧草品种,其中134个为育成品种。随着现代生物科学理论、方法和技术在牧草资源研究中的应用,我国在牧草种质资源研究工作从研究利用阶段步入迅速发展阶段。今后研究策略的发展方向是:(1)利用遗传多样性取样策略进行牧草种质资源的采集;(2)构建牧草核心种质,以保存最少的种质份数最大程度代表整个遗传资源的多样性;(3)分子标记技术在种质遗传多样性研究、评价鉴定以及种质创新中的应用;(4)信息网络技术在种质资源信息共享中的应用。

关键词:牧草种质资源;发展策略;遗传多样性;核心种质中图分类号:S54 文献标识码:A

牧草种质资源(Forage g erm plasm resources)是长期演化过程中,由于突变、基因交流和生态遗传

分化,经自然选择和人工选择而形成的[1]。其类型主要包括野生材料、地方品种、选育品种、品系。与牧草遗传资源(For ag e genetic reso urces)同义[2]

。牧草种质资源研究的主要内容是运用相关学科理论和方法技术,通过对牧草资源全面的调查搜集和研究分析,发现并创造有价值的牧草种质资源,为草地农业、畜牧业以及生态建设事业提供有价值的种质材料;通过对种质材料的遗传多样性和种质资源进行安全保存研究,为制订牧草资源多样性保护策略提供科学依据,达到牧草种质资源的有效保存和永续利用。

1 我国牧草种质资源搜集、评价与利

用现状

我国有组织的牧草资源研究工作始于建国后,国家从20世纪50~80年代先后组织了西藏牧草资源考察搜集、内蒙古牧草资源考察搜集、我国重要草原牧区考察搜集以及南方热带亚热带牧草资源考察等资源搜集考察工作。在1986~1990年间,搜集到有栽培和利用潜力的牧草种质(包括品种)7389份,到1995年,全国搜集到的牧草种质近1万份,并建立了牧草种质资源中期库,库存可容两万号六万余份种质。1997年国家启动了农牧渔业种质资源保护项目,本着 广泛搜集、有效保护、深入研究、积极创新、永续利用 的原则,牧草种质资源收集保存和保护工作得到有效促进,建立了1个中心库、2个备份库、15个资源圃和10个生态区域技术协作组,组织制定了 牧草种质资源调查搜集技术规程 、 全国牧草种质资源重点保护名录 、 全国牧草饲料种质资源(材料)入库保存条件 等一系列技术标准和文件规程[3]。据2006年9月 全国牧草种质资源保护项目座谈会 统计,截至2005年底,中心库保存已鉴定的牧草种质材料9593份,其他各协作组还保存有15000余份种质材料。

对搜集的牧草种质材料进行鉴定和评价是牧草种质资源利用和深入研究的基础工作,我国最系统的一次牧草种质评价工作是在1986~1995年中国农科院畜牧所主持 牧草种质资源鉴定和筛选利用的研究 课题期间,对5个气候带的不同生态类型试验区进行了植物学及农艺学鉴定,完成鉴定材料4543份,抗逆材料鉴定1324份(抗寒、抗旱、耐盐碱、耐热及抗病虫),筛选出优良性状突出的材料213份,可直接用于生产的优良牧草种和品种65个,其中有15个品种先后通过全国牧草品种审定委员会的审定登记[4]。20年来,在多年种质资源搜集

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第29卷 第3期 中 国 草 地 学 报 2007年5月 V ol 29 N o 3 Chinese Journal of G rassland M ay 2007

保存的基础上,牧草种质资源和育种工作者通过引种及选育的方法,培育出各类牧草品种(见表1)。

表1 1986~2006年通过审定登记品种统计

Table1Registered forage varieties from1986to2006

年限Years

育成品种

Bred varieties

地方品种

Local cultivars

国外引进品种

Introduced varieties

野生栽培种

Domesticated cultivars

总计

T otal

1986 199876375033196 1999 20065845622140 1986 20061344110655336

注:1986~1998年依据中国牧草登记品种集(修订版),1999~2006年根据全国牧草品种审定委员会历年通过审定的品种名录及农业部的公告。

Notes:Date of1986~1998from th e China forage registered varieties collection(Revised edition),Date of1999~2006from the varieties registered by the China Forage Varieties Registration Committee and bulletin of the M in istry of Agricultu re

另一方面,利用现有种质资源进行生态遗传学、种群遗传学方面的深入研究,为今后种质资源搜集和引种及利用提供了科学依据。卢欣石利用形态学和等位酶分析方法对中国苜蓿品种资源进行遗传多样性分析的结果表明,我国苜蓿种质资源集中为极秋眠和秋眠基因型,缺乏非秋眠和极非秋眠基因型,从而制定了今后我国苜蓿资源的引种育种策略[5];车永和等基于醇溶蛋白对冰草属(A grop yr on)植物遗传多样性取样策略进行研究,结果表明混合取样量最低应保持在12个个体及以上方能代表居群的整体遗传特性[6]。此外,对披碱草(Ely mus dahur i cus)、老芒麦(Ely mus sibiricus)、狗牙根(Cy nodon dacty lon)等[7,8]牧草资源的遗传多样性研究也在持续开展,为牧草遗传资源搜集、鉴定及利用提供了理论方法基础。

2 我国牧草种质资源研究方法策略

2 1 牧草种质调查搜集的策略

我国牧草种质搜集工作遵循 普遍搜集 的原则,在综合资源调查的基础上展开全面搜集。目前,全国有组织的牧草搜集工作按片区进行划分,各生态区域协作组组织各地草原站工作人员对该地区牧草种质资源进行搜集整理,并上交中心库保存,中心库负责种质资源的鉴定保存,进一步规范牧草种质的鉴定和保存体系。

在国家有组织的搜集之外,各单位结合当地畜牧业及国家生态与工程建设发展需求,加强了对:

(1)热带、亚热带牧草种质资源的调查搜集研究[9];

(2)生态脆弱地区如干热河谷区、黄河源区牧草资源的研究[10,11];(3)对国家重大工程区如三峡库区的牧草资源引种评价[12];(4)对特殊区域如盐碱区、红壤区的牧草种质资源引种搜集[13,14]。在普遍搜集的基础上,将针对某些属和种开展集中重点搜集。如我国特有种羊草(L eym us chinesis);重要栽培作物的近缘种如小麦族中的冰草属(A gr op y ron)、赖草属(L ey mus)、披碱草属(Ely mus),以及紫花苜蓿的近缘种黄花苜蓿(M edicag o f alcata)、扁蓿豆(M edicago r uthenica)等牧草资源的搜集。在这些属种的野外收集中,需要重点研究考虑的问题有:居群的确定及其取样策略;生态型的划分等。

2 2 牧草种质安全保存策略

种质资源保存的目的是延长种质资源贮藏年限,减少世代更替,避免繁殖更新过程中发生变异和混杂,造成种质损失。我国牧草种质主要采用异地保存途径,建立低温种质库进行种子保存、种质圃进行植株保存。种子生活力下降以及诱导的遗传变化是种子保存中面临的问题;土地使用的限制使种质圃维持和扩展成为难题。目前,全国各单位搜集到的牧草种质已超过2万份,种质安全保存问题急需得到解决。

在保存技术方面,已解决牧草种子中期保存技术和中期库的低温低湿控制技术,野生和珍稀种子的繁殖技术[15],但短寿命种子的保存问题依旧存在。吴素琴对无芒雀麦(Br anus inennis)、塔落岩黄芪(H edy sarum f ruticosum v ar leave)和偃麦草(E ly trigia rep ens)三种牧草花粉超低温保存进行了初步研究[16],应用脱水体细胞胚进行苜蓿无性系保存技术在日本已得到解决[17]。离体保存技术有望解决短寿命种子及珍稀牧草种质保存问题。

2 3 牧草种质评价及利用策略

持续的田间评价是目前牧草种质评价中采用的

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