柳俊教授学术讲座综述

柳俊教授学术讲座综述

Potato Research in HZAU

为进一步提高学生的学习兴趣，增强对科学研究的了解，并且对以后进入实验室有足够的准备，生命科学研究进展系列学术报告第二场于3月8日晚在三教A403举行，华中农业大学的柳俊教授作了关于马铃薯研究方面的精彩讲座。，柳俊教授现任华中农业大学生命科学技术学院教授，博士生导师，还是国家马铃薯产业技术体系专家。柳俊教授正是在即作为科学研究领域有所作为的专家身份，也是在作为教书授业的老师身份，站在三尺讲台上，对有关土豆的育种、杂交、改良等方面做了生动介绍。首先，柳俊教授由于要照顾到大一、大二年级同学的理解与学习进度不同，因此对有关马铃薯有关问题做到尽量简单的讲述。

一、前言

大致介绍了马铃薯在中国的生产和育种方面的发展与问题。

种植分布：马铃薯主产区在中国，与贫困地区的地理范围重合度很高。

中国马铃薯的主产区是西南山区、西北、内蒙古和东北地区。其中以西南山区的播种面积最大，约占全国总面积的1/3。而西南五省市区，西北包括内蒙和山西在内的黄土高原，基本是国家规定的贫困地区。马铃薯是继小麦、玉米、水稻之后，第四大粮食作物，全世界有150多个国家都在种植马铃薯，而中国更是马铃薯的第一生产大国。

育种现状：柳俊教授向同学们解释了植物人工选择的凸显问题，她说：“物种灭绝，农业抗自然灾害能力下降，长期的人工选择导致植物多样性丧失等都是我们面临的巨大问题，全球每四天就有一种生物灭亡。”基于植物人工选择的缺陷性，野生资源成

为栽培植物遗传性状改良的宝贵资源，而体细胞杂交又是野生资源利用的有效途径，它没有亲缘关系的障碍，也没有花期调节，并且体细胞杂交可获大量染色体替换系、附加系。

为适应随着农业生产的需要以及现代人们生活对于马铃薯口感，营养等的需求，我国科研人员对马铃薯的改良取得了很大的发展，然而，马铃薯又是最容易感染病毒的作物，面临一系列生存问题，栽培种遗传背景狭窄，4X改良困难，繁殖系数低，种薯易退化等，我国对于马铃薯研究仍然任重而道远。

二、柳俊教授分别从以下几个方面介绍

1、马铃薯的共性问题以及在中国的问题。

马铃薯是重要的粮菜兼用和工业原料作物，由于它耐旱、耐脊薄、高产稳产、适应性广、营养成分全和产业链长而受到全世界的高度重视。在中国，马铃薯主要产区种植马铃薯季节大致相同，而且马铃薯鲜薯贮存保鲜期限短，供应旺季和淡季十分明显。我国马铃薯种植区域分--季作区(东北，西北)，二季作区(华北平原，长江流域)，西南混作区(云、贵、川、武陵山区)和南方冬作区(两广、台湾、海南和福建)，各省区几乎都有马铃薯种植，但分布不均匀，主要产区仍为北方一作区和西南混作区。随着食品加工工业的发展和研究方向的调整，不同用途的品种2000年后将全面上市，如高淀粉品种、炸片品种，菜用品种，食用品种和特殊用途的品种等。2010年将普及到各主产区。脱毒种薯的大面积应用由目前的20％发展到80％，特别以微型薯和试管薯为特色的种薯生产体系和检测体系将建立起来，从而为产量的大幅度提高提供技术支持。

2、马铃薯研究的重点领域。

马铃薯细胞与分子改良、马铃薯抗病毒基因工程研究、马铃薯脱毒、马铃薯育种

等，以及我校对马铃薯的研究领域：马铃薯试管薯发育与生产技术、马铃薯晚疫病水平抗性机理、块茎抗低温糖化调控、脱毒种薯生产体系及种薯质量控制等特色领域

3、马铃薯的改良与育种。

4、马铃薯体细胞杂交与资源创新。

体细胞杂交是细胞生物学与植物分子遗传学相结合发展起来的一项育种新技术。它是指将两种不同植物的体细胞用酶分解法除去细胞壁，分离成裸露的原生质体。再使两种原生质体融合成杂种细胞，然后利用细胞的全能性在培养基上重新增生细胞壁，并进行细胞的分裂、分化与生长发育，再经诱导形成杂种株，从中选优去劣．按育种目标要求培育出新品种，并创造出新物种。国外体细胞杂交育种进展近20年来， 70多个种内、种间、属间与族间的体细胞杂交种。其中最引人注目的成就是将番茄的叶肉细胞与马铃薯的块茎细胞相融合．选育成功“番茄薯”和“薯番茄”新品种，其中所育成的“番茄薯”新品种地上部分能结番茄，地下部分能结马铃薯。

5、试管薯产业化技术。

由病毒引起的马铃薯退化是影响产量和商品品质的重要原因，解决这一问题的首要途径是利用脱毒种薯。我们根据现代生物技术原理和块茎形成的生理学机制，通过组织培养诱导马铃薯脱毒试管苗形成试管薯。试管薯是利用现代生物技术，在组织培养条件下生产的脱毒种薯，故称为试管薯。并形成了试管种薯的产业化生产技术。该技术将试管薯的生产周期由通常的3个月缩短为2个月，实验室年生产试管薯达20万粒/m2左右，直接提供2.7~3.3hm2大田栽培使用。与现有同类技术相比，生产效率提高3~5倍，生产成本降低2/3以上。试管薯的应用将种薯繁殖周期从原有的4~6年缩短为1年，加速新品种推广；还能节约占马铃薯栽培面积1/10以上的种薯生产田和占商品薯总产量20%的种薯，提高马铃薯生产效益。试管薯生产完全在实验室进行，因而亦没有其它

种传病原，其栽培应用从根本上解决马铃薯退化问题，显著提高马铃薯产量。同时具有体积小，贮藏运输方便，就地生产等优点。

三、柳俊教授向同学展示了他们团队的马铃薯研究成果和马铃薯染色体工程

我校马铃薯研究室主要从事马铃薯遗传改良、脱毒种薯生产技术领域的相关研究、技术开发和人才培养工作。研究室由专家教授及十余名博士和硕士研究生组成，承担有涉及分子生物学、细胞生物学、生物化学和生理学等领域的国际合作、国家自然科学基金、国家“948”项目、以及其它多项省、部级和横向研究课题。研究室从我国马铃薯生产所面临的关键问题出发，以现代生物技术与常规技术有机结合为途径，重点进行马铃薯试管薯发育机理及试管薯在脱毒种薯生产中的应用、马铃薯淀粉代谢的基因调控及加工品质改良、马铃薯抗青枯病细胞工程育种及抗性基因的分子标记和定位、马铃薯晚疫病水平抗性的筛选及分子标记辅助育种等。

马铃薯染色体工程是通过将马铃薯染色体片段导入茄子中，利用茄子来建立一个大的染色体库，以此来解决马铃薯自交两代死亡问题，实现马铃薯1：10的常规产种率飙升至15亩/m2（即每平方米面积上的产种数量相当于15亩土地产常规薯种的数量）。

四、欢迎各位同学进入马铃薯实验室学习交流

柳俊教授还介绍了我校马铃薯研究室招收有意愿进入实验室的相关条件和好处。