廖文華,高小麗,尹中江
(西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)業(yè)研究所,西藏 拉薩 850032)
作物種質(zhì)資源作為生物資源的重要組成部分,是人類社會(huì)生存與發(fā)展的戰(zhàn)略性資源,是提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力,維系國家糧食安全的重要保證,是農(nóng)業(yè)得以持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)[1]。作物種質(zhì)資源不僅為人類的衣、食等方面提供原料,為人類的健康提供營養(yǎng)品和藥物,而且為人類幸福生存提供了良好的環(huán)境。由此可見,種質(zhì)資源的搜集保存與鑒定利用是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的基礎(chǔ)。進(jìn)入新世紀(jì)以來,西藏農(nóng)作物種質(zhì)資源保存與利用工作取得了長足的進(jìn)步,無論是保存條件還是鑒定手段都實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍,但仍存在資源保存數(shù)量不多、種類少、鑒定不夠深入、資源有效利用率不高等問題。因此,在新時(shí)期下,如何彌補(bǔ)和改善資源工作中存在的問題和不足,充分發(fā)揮作物種質(zhì)資源的優(yōu)勢,助力西藏鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略,是擺在我區(qū)資源工作者面前的重要課題。
種質(zhì)資源是作物育種的物質(zhì)基礎(chǔ)。在作物品種改良中,獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆的新品種,總是以豐富的遺傳變異材料為前提的,遺傳變異是任何作物育種工作的先決條件。在不同的品種中,某一特征的遺傳力、選擇強(qiáng)度和遺傳優(yōu)勢直接影響著遺傳變異的幅度,因此篩選高變異率的材料是非常重要的[2],而豐富的基因庫是這種選擇的先決條件。
青藏高原平均海拔4000 m,是世界最高的高原,有“世界屋脊”和地球的“第三極”之稱,與“第三極”相聯(lián)系的主要特征是地勢高亢和氣候高寒。因此,地勢(地形)是影響青藏高原諸多自然條件的首要因素,對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而言,氣候條件的重要性,不言而喻。對(duì)于青藏高原的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來說,海拔高度直接影響著農(nóng)牧業(yè)品種的類型和分布,該地區(qū)的農(nóng)作物品種必須具備較強(qiáng)的抗寒和抗逆性,以適應(yīng)當(dāng)?shù)靥厥獾牡乩須夂驐l件。由于受獨(dú)特高原性地理氣候條件的限制,絕大多數(shù)平原地區(qū)的品種資源無法在西藏應(yīng)用,而本地品種資源由于數(shù)量有限,使得遺傳基礎(chǔ)變得狹窄,品種資源的雷同與遺傳基礎(chǔ)的狹窄一直都是影響農(nóng)作物育種成效的重要原因,西藏農(nóng)作物新品種選育工作近年來很難實(shí)破性的進(jìn)展,主要原因是優(yōu)異育種材料匱乏,育種的遺傳基礎(chǔ)狹窄,親本來源單一,特別是優(yōu)質(zhì)專用型育種材料、高抗病蟲害和水肥資源高效利用型的育種材料嚴(yán)重短缺。
而全球范圍內(nèi),除青藏高原以外,位于亞洲的帕米爾高原(平均海拔4000 m)、位于南美洲的玻利維亞高原(平均海拔3800 m)、位于南美洲厄瓜多爾高原(平均海拔3000 m)、位于南極洲的南極冰雪高原(平均海拔2500 m)、位于非洲的埃塞俄比亞高原(平均海拔2200 m),位于北美洲的墨西哥高原(平均海拔2000 m)、位于亞洲的云貴高原(平均海拔2000 m)、位于亞洲的亞美尼亞高原(平均海拔2000 m)等高原地區(qū)平均海拔均在2000 m以上,與西藏的氣候有極大的相似性,均屬于高山高原氣候,其主要特點(diǎn)為低壓缺氧、日照時(shí)間長、太陽輻射強(qiáng)、高寒、氣溫低、日較差大、年較差小。根據(jù)農(nóng)業(yè)氣候相似理論,引種地與引種源地農(nóng)業(yè)氣候的相似程度越大,引種成功的可能性就越大。搜集和引進(jìn)這些高原地區(qū)的農(nóng)作物品種資源無論是直接利用還是作為遺傳親本間接利用,其成功率都遠(yuǎn)高于其他地區(qū)引進(jìn)的品種資源。因此,積極引進(jìn)國內(nèi)外高山高原地區(qū)優(yōu)質(zhì)品種資源,創(chuàng)新基因,擴(kuò)大品種資源,通過拓寬遺傳基礎(chǔ)提升育種的質(zhì)量是西藏農(nóng)作物育種的必然選擇。
綜上所述,積極開展全球高原地區(qū)農(nóng)作物品種資源的搜集、引進(jìn)與利用,不斷拓寬西藏農(nóng)作物遺傳基礎(chǔ)對(duì)西藏農(nóng)作物育種工作迫切而必要。西藏農(nóng)作物資源保護(hù)與開發(fā)利用,應(yīng)著眼于整個(gè)青藏高原、喜馬拉雅山區(qū)、安第斯山區(qū)、高加索山區(qū)等高山高原地區(qū),收集和保存適宜在高原高山地區(qū)種植的農(nóng)作物種質(zhì)資源,重點(diǎn)開展高原青稞資源的收集,不斷豐富西藏高原農(nóng)作物種質(zhì)資源的數(shù)量與種類,形成以青稞資源為優(yōu)勢的全球高原種質(zhì)資源保存和交流中心,為西藏高原地區(qū)極端環(huán)境的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)提供豐富的特異種質(zhì)資源基因庫,為西藏農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展提供物質(zhì)基礎(chǔ)。
科學(xué)系統(tǒng)的鑒定評(píng)價(jià)和遺傳多樣性研究是種質(zhì)資源研究的核心工作內(nèi)容,是種質(zhì)資源創(chuàng)新利用的基礎(chǔ)和前提[3]。但由于對(duì)現(xiàn)有保存的種質(zhì)資源缺少系統(tǒng)的鑒定,對(duì)資源缺乏深入的研究和了解,限制了種質(zhì)資源的廣泛應(yīng)用。致使我國目前作物種質(zhì)資源利用率僅為3.0 %~5.0 %,有效利用率僅為2.5 %~3.0 %,而西藏由于種質(zhì)資源鑒定利用起步較晚,資源有效利用率更低,收集的作物種質(zhì)中在育種上有突出貢獻(xiàn)的種質(zhì)并不多,從種質(zhì)資源中發(fā)掘新基因很少,尤其是從野生種質(zhì)中發(fā)掘新基因更少,不能滿足和適應(yīng)現(xiàn)代育種和生產(chǎn)發(fā)展的需求。因此開展現(xiàn)有資源的深入鑒定與評(píng)價(jià)利用,充分了解發(fā)揮現(xiàn)有資源的優(yōu)勢,使其更好地為科研和生產(chǎn)服務(wù)任務(wù)緊迫,前景廣闊,功在當(dāng)代,利在千秋。
根據(jù)西藏目前研究基礎(chǔ)和條件,西藏農(nóng)作物種質(zhì)資源鑒定應(yīng)從以下幾個(gè)方面逐步開展。
表型,顧名思義是指作物基因型和環(huán)境決定的形狀、結(jié)構(gòu)、大小、顏色等生物體的外在性狀。表型組學(xué)是挖掘種質(zhì)資源利用廣度和深度的有效手段,且不需要很高的軟硬件要求,因此鑒于西藏目前鑒定手段相對(duì)落后,實(shí)驗(yàn)室等專業(yè)人員缺乏,應(yīng)深入開展資源的表型鑒定,開展優(yōu)異資源的挖掘與利用。
西藏由于特殊的地理氣候條件,要求該地區(qū)的農(nóng)作物品種必須具備較強(qiáng)的抗逆性(抗寒、抗旱、抗病蟲等),因此,充分利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室條件,深入開展抗性鑒定,篩選出符合西藏地理氣候特點(diǎn)的優(yōu)異農(nóng)作物種質(zhì)資源供育種和生產(chǎn)利用。
隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn),對(duì)作物的品質(zhì),尤其是加工品質(zhì)的要求越來越高,應(yīng)不斷開展資源的加工品質(zhì)和營養(yǎng)功能成份的深入檢測與分析,篩選出適合產(chǎn)業(yè)化加工的優(yōu)異品種和資源,為西藏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化提供支撐。
種質(zhì)資源保存與鑒定的最終目的是資源利用,如何提高資源有效利用率,使其創(chuàng)造更大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,是資源工作的重中之重。
完善的種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫是資源精準(zhǔn)服務(wù)的基礎(chǔ)。因此,應(yīng)首先建立和完善西藏農(nóng)作物種質(zhì)資源信息庫,并通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的開放與共享,搭建起資源與用戶之間的信息平臺(tái),使資源用戶能夠利用共享的信息平臺(tái)便捷的查找到所需的資源。
“酒香也怕巷子深”資源工作除做好種質(zhì)資源的搜集、保存和鑒定外,還應(yīng)通過媒體宣傳、集中示范、現(xiàn)場展示的多種形式,加大對(duì)優(yōu)異資源的推介力度,改以往的被動(dòng)資源服務(wù)為主動(dòng)上門式資源服務(wù),為區(qū)內(nèi)外有資源需求的科研(育種)單位、加工企業(yè)、地方政府以及其它個(gè)人和組織及時(shí)提供所需的信息,使篩選和創(chuàng)制的優(yōu)異種質(zhì)資源能及時(shí)的被潛在的資源用戶認(rèn)識(shí)和了解,使其盡快地發(fā)揮應(yīng)有的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。