我国牧草种质资源保存_利用与保护

我国牧草种质资源保存、利用与保护

严学兵,王成章,郭玉霞

(河南农业大学牧医工程学院,河南郑州450002)

摘要:牧草是自然资源的重要组成部分,也是农业可持续发展的物质基础,在我国草地畜牧业生产、生态环境及人民生活中发挥着巨大的作用。为此,论述了我国牧草种质资源调查、收集、保存、研究和利用的现状,存在问题及对今后发展的建议,提出今后应加强优良和珍稀牧草种质的搜集、生态型及遗传多样性的研究和利用、生物技术在优良牧草种质创新的应用、种质保存的时效性和野生状态下牧草遗传变异与进化的速率、短寿命牧草种子保存技术、优良基因的发掘和功能研究以及利用平台的构建、物种或种群保护的生物学基础研究7个重点领域的研究。

关键词:牧草种质资源;保护;保存;利用

中图分类号:S540 24 文献标识码:A 文章编号:1001 0629(2008)12 0085 08

牧草种质资源是指所有牧草物种及其可遗传物质的总和。它是牧草及农作物改良所用的原始材料,是农业自然资源的重要组成部分,在草地畜牧业生产及人民生活中发挥着巨大的、不可忽视的作用[1]。全世界草地面积占全球陆地总面积的52.17%,我国的草地面积约4亿hm2,占我国陆地总面积的41.7%,是农田面积的近4倍[2]。我国是世界上牧草种质资源最丰富的国家之一,不仅盛产温带、亚热带和热带草种,而且还具有特殊生态价值和经济价值的旱生、超旱生及耐寒、耐盐碱草种,如沙打旺A stragalus adsurg ens、骆驼刺Alhagi sp arsif olia、碱茅P uccinellia distans 等[3]。然而,随着人类活动对环境影响的增强,一些优良牧草种和种群的生存环境受到威胁,遗传多样性正在消失。随着牧草种质资源在世界上越来越受到关注和重视,正在发展成为草地科学中的新兴研究领域。

1 进展与成就

我国牧草种质资源收集和研究工作始于20世纪50年代初,开始发展缓慢。从 七五 开始,才列入国家科技攻关研究行列,使其得到空前、高速的发展,并在以下几个方面取得了一定的成就。

1.1牧草种质调查、收集与保存 在过去的50余年中,在我国温带、亚热带、热带及高寒地带的部分地区,开展了以摸清家底和采集标本为主的牧草种质资源的考察和收集。在以往工作基础上已初步查清了我国牧草种质资源的种类、分布及潜力。初步查清了国内的野生牧草资源有127科879属和4215种,其中种类多、栽培和育种潜力大的禾本科有173属972种,豆科有81属646种[4]。目前收集的饲用作物种质资源有29科204属771种8981份,包括从国外引进并经栽培驯化的饲用作物种类13科91属162种。其中,禾本科35属58种,豆科30属59种,其它11科12属19种[5]。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,其它各协作组还保存有15000余份种质材料[6]。

同时,在多个省份和地区也开展了牧草资源调查和收集工作。内蒙古有维管束植物类牧草899种,其中禾本科牧草194种(占21.6%),豆科牧草83种(占9.2%),莎草科牧草54种(占6.0%),菊科牧草134种(占14.9%),藜科牧草58种(占6.5%),栽培牧草有35种,占牧草总种数的3.9%[7]。青海维管束植物有113科636属2420种,种子植物有99科617属2380种[8]。

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*收稿日期:2008 02 18

基金项目:河南农业大学科研启动基金 不同地区披碱草分

化的分子机制 资助

作者简介:严学兵(1974 ),男,河南扶沟人,副教授,博士。

E mail:yxbbjz z@https://www.sodocs.net/doc/1e16179438.html,

通讯作者:郭玉霞

西藏草地植物共有3171种,隶属116科和640属,占西藏维管束植物总科数的55.8%,占总属数的50.9%,占总种数的55%[9]。江西共有野生牧草78科347属733种[10]。安徽牧草资源约有255种、2亚种、11变种,隶属于34科156属[11]。甘肃有157种,分属14科50属,其中草甸种有90余种,草原种有50余种,荒漠种有10余种,禾本科植物59种,豆科植物19种[12]。贵州有86科430属1410种,仅禾本科、豆科牧草中优等和良等牧草就有260余种[13]。黑龙江草原分布着大约2100余种植物,其中有经济价值的有1000余种。草地植物主要成分分属11科227属796种[14]。海南549份,隶属7科33属,近60种[15,16]。依据质量特征将调查到的禾本科植物划分为3个级别,其中优良牧草有48属137种,中等牧草有64属130种,低等牧草有4属4种[17]。新疆牧草种数达2930种,占植物种数的89.6%,其中在草地中分布数量大、饲用价值较高的主要有禾本科、豆科、菊科、藜科、莎草科五大科属的牧草[18]。

1.2牧草保种工作体系的建立与逐步完善 早在1989年,依托中国农科院草原所,建立国家种质牧草种质资源中期库,库内已保存13科129属420种(含亚种、变种)共3642份牧草种质资源,主要是禾本科和豆科。在呼和浩特、北京、武汉、昆明、南宁分别建成多年生牧草资源圃5个。为完善我国牧草种质资源保存利用工作的合理布局,按照气候带和行政区划相结合的原则, 1998年成立了全国10个牧草种质资源保存利用协作组,初步形成了 1个中心库(全国畜牧兽医总站畜禽牧草种质资源保存利用中心)、2个备份库(呼和浩特中国农科院草原所中期库作为温带牧草备份库,海南中国热带农科院中期库作为热带牧草备份库)、10个协作组 的保种和供种工作体系。中国农科院草原所在1979年首先建立牧草种质资源研究室,随后中国农科院畜牧所、兰州畜牧所、湖北畜牧所、广西畜牧所等单位也建立了研究组。在科技平台建设方面,2003年国家自然科技资源平台建设项目启动,自然科技资源分8大类,建设规划周期为2004-2010年,牧草种质资源的标准化整理和整合项目是植物种质资源项目中的第7个子项目之一[19]。

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:热带、亚热带牧草种质资源的调查搜集研究[20];生态脆弱地区如干热河谷区、黄河源区牧草资源的研究[21,22];对国家重大工程区如三峡库区的牧草资源引种评价[23];对特殊区域如盐碱区、红壤区的牧草种质资源的引种和收集[24,25]。

另外,建立草地自然保护区是保护牧草种质资源和生态环境的有效途径之一,如华山新麦草Psathy rostachy s j uncea、野大豆Gly cine soj a、黄花苜蓿M edicago f alcata自然保护区等[19]。从1982年到1992年我国已建立草地类自然保护区11处,总面积约202万hm2,约占全国草地总面积的0.5%[26]。据黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、新疆、宁夏、山西、甘肃等省区建立的8处草地类自然保护区的不完全统计,有重点保护植物约2000多种[27]。

1.3牧草资源保护的相关标准、法律和法规的制定 牧草种质资源种类繁多,特征特性各异,但基于其具备的共同特点制定了牧草种质资源的描述符及其分级标准,以便对牧草种质资源进行标准化整理和数字化表达,有利于整合全国牧草种质资源,规范牧草种质资源的搜集、整理、保存和评价等基础性工作,创造良好的共享环境和条件,搭建高效的共享平台,有效的保护和高效的利用牧草种质资源。牧草种质资源数据标准规定了牧草种质资源各描述符的字段名称、类型、长度、小数位、代码等,以便建立统一、规范的牧草种质资源数据库[28]。在农业部畜牧兽医局和全国畜牧兽医总站的主持下,编制出 牧草种质资源保存利用中长期规划 、 牧草种质资源搜集规程(试行) 、 牧草种质资源圃建植管理技术规程(试行) 、 牧草种质资源中期库管理技术规程(试行) 等和 牧草耐盐性鉴定方法(试行) 、 多年生温带牧草耐热性鉴定方法(试行) 、 牧草抗旱性鉴定方法(试行) 、 牧草抗寒性鉴定方法(试行) 4个抗逆性鉴定方法以及 草种质保存材料送交入库规范(试行) 等规范及标准,初步统一了我国

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牧草种质性状鉴定的方法、标准以及种子发芽的方法及入中期库的生活力标准,为我国牧草种质资源有效保护和持续利用提供了技术保障。

种质资源是国家的宝贵财富,为了彻底、有效保护我国牧草资源,相应的法律法规也引起重视。 全国农作物品种资源工作暂行规定 (草案)和 农作物品种资源对外交换和国外引种暂行管理办法 于1979年试行, 进出口农作物种子(苗)管理暂行办法 于1997年颁布。为了保护我国贵重种质资源不随意外流,适应对外交换的需要,农业部编制了对国外交换3类名录(包括牧草),即 我国现阶段可以对外交换的作物种质资源名录 、 我国现阶段有条件对外交换的作物种质资源名录 和 我国现阶段不对外交换的作物种质资源名录 。任何单位和个人向国外提供牧草种质资源时,都要按农业部有关管理办法和规定办理报批手续。

1.4种质资源鉴定、评价、筛选和利用 目前我国牧草种质资源保存采取多种保存类型:原生境(In situation)保存和异地(Ex situation)保存。原生境保存指原来生境下进行就地保护,以自然保护区来实现,如华山新麦草、野大豆、黄花苜蓿自然保护区等。异地保存,指种质材料的种子、块茎块根、无性繁殖材料保存于基因库或资源圃。牧草种质基因库和牧草圃的结合,把种子和在基因库中难以保存的多年生无性繁殖材料,如藜科牧草木地肤K ochia p r ostrata、驼绒藜Cera toid es latens等结实率很低的材料和锦鸡儿属Car agana、岩黄芪属H edy sar um等营养生长年限较长的材料以及珍稀濒危种质材料保存起来。

1986-1995年先后在5个气候带的不同生态类型区进行形态特征及农艺性状的鉴定,共鉴定材料4543份,对表现较好的牧草种和品种进一步测定产草量、种子产量和营养成分。其中,完成抗逆性(抗旱、抗寒、耐盐碱等)鉴定1324份材料,完成20个属75份材料的细胞学鉴定[12]。通过鉴定评价,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15个品种先后通过全国牧草品种审定登记,得到广泛的推广应用[29]。截至2000年12月,经审定的饲料作物(包括草坪草)优良品种共达232个,其中禾本科52种118个品种,豆科34种92个品种,其它6个科14种22个品种[30]。在1986-2006年全国牧草品种审定委员会共审定登记品种336个,其中育成品种134个、引进品种41个、国外引进品种106个、野生栽培种55个[6]。

1.5信息系统和国际合作平台的建设 中国农业科学院草原研究所从 六五 至 九五 开展了大量的研究,积累了丰富的数据信息。建立了我国第1个 全国牧草种质资源数据库信息服务系统 。根据中国从南至北热带、亚热带、暖温带、温带和寒温带自然地理分布规律以及牧草资源的特点,目前已建立了15个子库,累计信息量达450万字[3]。在此基础上,通过国际合作研究项目,发展出多种语言的自动分类描述系统(CDELTA系统),并应用该系统实现和完成了 中国禾草属志 及 世界禾草属志 的编著、出版工作。牧草种质资源保护工作体系的各个基因库及国家长期库都相继建立了牧草种质资源数据库,大大提高了牧草种质资源保存、利用的工作效率,而且还在国际互联网上建立了牧草种质资源数据库(Web GIS),旨在实现我国、以至全球对我国牧草种质资源相关信息的共享[31]。在国际合作方面,由中国农业科学院和国际家畜研究所(ILRI)共同组建的 中国农业科学院-国际家畜研究所畜禽牧草遗传资源联合实验室 于2004年5月18日在中国农业科学院畜牧研究所正式成立,标志着中国在牧草种质资源保存和利用方面与国际接轨和合作进入了一个新的阶段。

2 我国牧草种质资源保护存在的问题

2.1我国收集、保存的牧草种质资源数量少 我国的草地面积居世界第二位,可以说是草地资源大国[1]。尽管从 五五 以来就开始了牧草种质及有关品种的搜集和征集,但到目前为止牧草种质(含品种)约15000余份,与资源大国不相符;与世界上畜牧业大国相比,差距较大。在畜牧业发达国家,如美国、俄罗斯、澳大利亚、新西兰等,以及国际植物遗传资源研究所(IPGRI)、国际热带农业研究中心(CIAT)等,都十分重视牧草种

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质资源的搜集、保存及利用的研究。1983年以来IPGRI将搜集重点转入到牧草,批准了一项全球性牧草种质资源搜集和保存计划。优先对热带、亚热带、地中海沿岸地区进行考察和搜集,现已搜集和保存牧草种质3万余份。美国虽然本土缺乏优良的牧草种质资源,但通过国外引种和世界范围内收集,建立了先进的牧草种质保存体系,已收集种质达40多万份,还有4个地区引种站及多座牧草中、长期基因库,形成了完善的研究与工作体系,有效地促进了牧草育种工作开展,成为牧草资源与育种的大国[28]。俄罗斯幅员辽阔,气候地理复杂,植物种类繁多,苏联时期统计维管束植物1.6万种,其中饲用植物有4370种,其著名植物学家瓦维洛夫多次组织考察组,先后到达150个国家和地区,搜集植物资源近15万份,保存各类种质资源30多万份,在荒漠地区库班建起了国家长期库。瓦维洛夫全苏作物研究所就是现今的作物种质资源研究所,下设30个研究室,并有30多个研究站[32]。澳大利亚、新西兰、巴西等国也都重视牧草种质资源的搜集和保存,保存牧草种质均在2.5万份以上。

2.2我国牧草资源存在潜在的丧失风险 草地生态恶化影响牧草种质资源。我国对草地、森林的过重人为干扰和不合理利用,已不断造成森林和草原面积的减少,草地退化、沙化及盐碱化等日趋严重,一些优良牧草种和种群以及遗传生态型因生存环境的恶化而日渐濒危乃至消失,直接危及着牧草遗传多样性的保持。

种质保存过程中也存在基因丧失。根据科学家们的估算,在实现上述入库过程并保持相应的温度和湿度后,一般作物种子寿命可保存50年以上。但有报道却称,多达50%的原种质库贮存样品已丧失生活力或更新后发生了遗传漂变。我国天然的优良牧草基因库的基因还在继续丢失,而且一些珍贵的优良草种及种群的分布区正在缩小或已经消失,遗传多样性还没有得到有效的抢救和保护;我国的牧草基因鉴定检测能力差,致使潜在的资源优势有流失他国及濒危灭绝的危险;有些牧草种质资源面临得而复失的危险,由于有些材料入库时种子的生活力处于最低限或其它原因,其生活力已提前降低,有些样品的生活力已降到更新的标准以下;资源圃保存的材料在田间更容易丢失,尤其是以异花授粉方式进行繁殖的牧草,在田间很容易发生遗传漂变[33]。

资源利用技术造成种质资源流失。资源是我国的,但是利用的技术在国外。中国在世界上被称为 园林之母 ,但在国际花木市场占有的份额与这个称谓实在太不相称了。比如兰花、牡丹等在中国有着悠久历史的品种,原植株都在中国,但销售市场却在国外企业手中,这已是不争的事实。我国不但失去了资源,也使市场在手中一点点滑走。此类经验和教训要在牧草种质资源保存和利用方面引以为鉴。

2.3我国牧草种质资源更新和保存的方式比较单一 国家牧草中心库入库的第1批种子已保存10年之久,贮存种子的生活力监测技术和种质的更新繁殖标准的制定已成为摆在种质库管理工作的首要问题。陈志宏等[34]从监测间期、监测方式、监测方法3个方面详细地阐述了牧草种质库的种子生活力监测技术,应该从种质更新繁殖的发芽率标准和数量标准两个方面来建立种质的更新繁殖标准。牧草种质资源的保存方式应多种多样,而我国的牧草种质资源的保存仅采用种子库、自然保护区、资源圃等常规保存方式,尚未从组织、器官水平上如无性繁殖、组织培养,细胞水平上如花粉冷冻保存、细胞克隆技术等,分子水平上如基因文库的建立,将被保存生物的DNA 制备出来,切割、整合到噬菌体中,通过噬菌体感染细菌进行包装,以细菌的形式繁殖并保存下来等方面进行保存技术的研究[35]。另外,牧草种质资源研究领域的基本原理以及关键技术、方法尚未完全解决,直接影响到种质保存质量的提高及发展。

2.4基因库保存的种质存在重复现象 杨庆文等[36]以我国异位保存的普通野生稻是否能够代表原居群遗传多样性的完整性进行了研究,发现异位保存取样时没有考虑野生稻植株的空间分布,属于重复取样,重复取样的比率高达42.9%。牧草是一种植物资源,难免会与水稻等其它种质存在样品重复现象。不同协作组之间或

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同一协作组不同年份收集的种质材料存在重复现象,尤其是一些栽培和引进品种,造成同一基因库内或基因库间保存的收集品种存在严重的重复,给基因库增加了没必要的负担。我国的牧草种质资源收集主要是基于形态和农艺性状观察数据,这些数据究竟能在多大程度上客观地反映材料之间的全部遗传差异还有待商榷[37]。而且庞大的数量、多样的资源形式、不同的贮藏条件使资源的长期保存不仅需要大量的人力物力,也不能保证种质保存的质量与寿命。种质核心库从提出到如今虽然已过了将近20年,人们对它的理解还在不断完善中。核心种质的概念由Frankel和Brow n 提出并发展,是指以最小的资源数量和遗传重复,最大程度地代表整个遗传资源的多样性[38,39]。因此研究和建立牧草资源的核心种质,对我国牧草资源保存是非常具有借鉴作用的。

2.5我国牧草良种繁育、应用和推广体系不健全 目前我国牧草种质资源的鉴定和利用工作还比较薄弱,对已经入库的牧草种质材料的种质特性的认识大多停留在表型水平上,对性状表现与控制性状的基因尚未深入研究,虽然牧草资源丰富但可供筛选和育种的优异种质相当缺乏,严重影响牧草品种的选育。资源与育种脱节,资源评价不能与育种的具体目标相结合,因此不能及时地为育种者提供急需的育种材料。我国虽是资源大国,但可供生产利用的资源很贫乏,需深入进行研究和挖掘。我国尚没有形成育种家种子 基础种子 登记种子 商品种子的四级种子繁育体系,生产的种子质量和品种的纯度得不到保证,而且育种者长期的投入和利益之间存在不协调,不能有效地调动育种家的积极性,使得我国牧草新品种更新速度不能满足草地建设的需要,所需草种大多只能依靠进口。

2.6牧草基因组计划和数据库尚未建立 1986年美国科学家T homas Roderick提出了基因组学(Geno mics),指对所有基因进行基因组作图(包括遗传图谱、物理图谱、转录图谱),核苷酸序列分析,基因定位和基因功能分析的一门科学。1998年正式启动了美国国家植物基因组计划的前5年规划,截至目前完成了拟南芥A rabidop sis thaliana和水稻基因组测序,开展了结构基因组和功能基因组研究,建立了基因组数据和资源的开发和使用数据库。拟南芥、水稻、蒺藜状苜蓿M.tr uncatula等模式植物基因组测序工作的完成是植物学研究的一项里程碑式的重大进步,以此为基础搭建的模式生物研究平台使人类能最高效的利用当今资源并共享之,其意义重大而深远[40]。随着人和其它主要动植物基因组的破译,模式植物和经济作物基因组计划方兴未艾,越来越多的植物物种基因组计划被提上议程。基因组测序及其序列分析就像编撰一部巨大的百科全书,可以为研究牧草的生长、发育、繁殖、遗传变异、病理、与环境的相互作用(包括抗逆能力)及其遗传改良提供重要的参考甚至指导信息。目前,我国尚缺乏牧草方面的基因组计划和生物信息数据库。

3 我国牧草种质资源保护的发展对策

3.1制定长期发展规划,建立可持续发展的机制 我国不仅是农业大国,也是草地资源大国,应该同作物种质资源一样认真对待和重视牧草资源的保护与利用。目前,国家作物种质资源拥有量达37万份,仅次于美国的46万份,为世界第2位。由于牧草种质资源保存利用工作是长期艰巨、非盈利性的工作,不易产生直接的经济效益,牧草种质资源的收集保存、鉴定评价和筛选利用,甚至是功能基因组计划都是长期连续性的工作,而且牧草种质资源收集、保存、研究和利用是一项造福子孙后代的千秋伟业,收集入库(圃)的资源是我国宝贵的物质财富,是维持下世纪我国草业可持续发展的战略资源。因此需要制定长期稳定的可持续发展计划,以保证工作的连续性。

3.2加强牧草种质资源的保护研究 通过构建核心种质,以提高种质保存和利用效率为目的[41],开展牧草多样性考察和研究以抢救和保护为目的,以草原区内的生态敏感区(包括生态交错区)、生态系统脆弱、草地将被开垦、草地退化严重、水土流失严重等地区为重点考察区,以濒危、渐危和稀有的优良牧草种及种群为主要对象,开展重点考察、搜集和研究。同时,开展以利用为目

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的的搜集和研究。探明主要牧草种(栽培种、野生种及引进种)、变种、类型以及重要牧草的生态型和农艺类型;辨明各牧草种质的分布及濒危程度,根据濒危程度制定保种规划,使优良的濒危草种优先得到保护,减少牧草遗传多样性的消失。

种质资源入库(圃)的保存只能暂时避免人为或自然灾害破坏而在异地得到保护,但种质在保存的过程中,种子生活力下降,并会发生遗传漂变[42]。因此今后要做好已有牧草种质资源持久保存技术的研究,包括种子生活力监测和入库;不同种质、不同贮藏条件下遗传完整性研究,不同种质资源繁殖更新技术,不同种质贮藏技术及测定遗传多样性的先进方法的研究;同时还应加强超低温保存技术的研究,形成对牧草种质资源原生境保存、异生境保存及离体保存的一整套安全保存战略方案。解决关键技术和方法当前应重点完善野外考察和搜集方法,种群生态遗传分化的试验方法,濒危、渐危和稀有草种的繁殖栽培技术,短寿命种子的保存方法,抗逆性和抗病虫性鉴定方法。

目前,我国各单位收集到的种质已超过2万份,种质安全保存问题亟待解决[6]。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,但短寿命种子的保存问题依旧存在[43]。吴素琴[44]对无芒雀麦Br anus inen nis、塔落岩黄芪H.f r uticosum var.L eave和偃麦草Ely tr ig ia r ep ens3种牧草花粉超低温保存进行了初步研究。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[45]。

3.3加快鉴定评价与筛选利用的步伐 牧草种质资源的评价与筛选是利用和创新的基础和依据。加快筛选和利用步伐立足于本国资源,有目的搜集国外优良栽培草种(品种)。在不同生态区大批量地开展种质性状鉴定和评价,从中评选出高产、优质、抗逆性强、抗病虫性强等优良性状突出的种质。从当地生产需要出发,进一步开展品种比较和区域性试验,筛选和繁育可直接用于生产的优良草种和品种。利用我国牧草资源丰富的优势,充分利用特色资源,如青藏高原等丰富的遗传资源[46],把培育抗寒、抗旱、耐盐碱牧草新品种作为今后牧草育种的重要目标,鉴定评价出具有优异性状的种质作为育种的亲本材料,以适应加入WT O后对我国牧草种子业的冲击[47]。

3.4建立和完善我国的牧草种质资源信息系统 我国牧草种质资源信息系统的建设虽然取得了一定的成就,但同国外先进数据库系统网络相比,在基础性工作方面还存在很大的差距:数字化信息资源相当有限;数据的质量有待提高;数据交换还不规范等。所有这些都限制了牧草资源信息技术的进一步应用,只有根据牧草资源不同来源的数据确定其数据标准,通过建设系统化的牧草种质资源考察搜集、鉴定评价到入库保存和创新利用等的关联数据库,对现有数据资源进行规范化组织、入库,为牧草种质资源的检索、查询、分析和利用提供现代化的平台和工具,建立起信息服务系统与网络,最终才能实现与国际有关数据库信息系统的数据共享[3,30,48]。

4 小结

牧草种质资源保护的最终目的是科学合理地利用种质资源,今后牧草种质资源的保护应根据世界牧草研究的新动向,在做好常规性工作基础上,加强优良牧草种质的评价和利用,利用常规技术和现代生物技术相结合的方法,对已保存和新收集的优异种质,就品质、抗病虫性及抗逆性的优异基因进行评价、改良、创新和利用。针对我国牧草种质资源在保护和利用中存在的问题及对策,在已有研究工作基础上,拓宽研究领域,今后应重点开展下述内容的研究:1)优良和珍稀牧草种质的搜集;2)优良牧草生态型及遗传多样性的研究和利用[49,50];3)生物技术在优良牧草种质创新的应用研究[51];4)牧草种质保存的时效性和野生状态下牧草遗传变异与进化的速率研究;5)短寿命牧草种子保存技术研究;6)牧草优良的基因的发掘、功能研究以及利用平台的构建;7)物种或种群保护的生物学基础研究。

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Storage,utilization and conservation of forage germplasm in China

YAN Xue bing,WANG Cheng zhang,GU O Yu x ia

(College of Anim al and Veterinary Science,H enan Ag ricultur al University,

Zhengzhou450002,China)

Abstract:Forage play an im por tant ro le in grassland livesto ck industry,ecolog ical environment,sus tainable dev elo pm ent of agriculture as a primary ag ricultural natural r esource.T his paper summ ar ized the survey,co llectio n,storag e,research and utilizatio n o f forage g erm plasm reso urce;its curr ent sta tus,existing pr oblem s and sugg estio ns about subsequent progr ess w ere discussed,including super io r and rare germ plasm collection,forage g enetic div er sity r esearch,biotechnolo gy utilization in forage germplasm innov ation,duration of g er mplasm storage,natural evo lution speed,stor ag e techniques of short life seeds,super g ene ex plo ration and function,bio logical base of species and po pulation co nser v ation.

Key words:forage g ermplasm resource;co nser vation;storag e;utilization

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P RA T A CU L T U RA L SCIEN CE(Vo l.25.N o.12)12/2008

作物种质资源保存现状及发展方向

作物种质资源保存现状及发展方向 我国是世界上最古老的农业国之一，，有丰富的栽培和野生植物资源，被认为是栽培植物遗传多样性中心之一。据初步统计，我国重要栽培作物有600 多种，其中粮食作物30 多种，经济作物约90 种，蔬菜120 余种，花卉140 余种，果树约150 种，牧草约50 种，绿肥约20 种。在现有作物中起源于我国或在史前已栽培的有237 种。但由于人口迅速增长等原因，我国农业植物资源遭到严重的人为破坏和侵蚀，如野生稻、野生大豆及小麦近缘野生植物在原生长地已很难找到；外来种侵袭使土生土长的植物物种数减少，加上大量病虫天敌的减少，使作物病虫害加重；农业机械化和良种的大面积推广种植导致了大量地方品种被淘汰。在生产上种植的许多作物的骨干品种种质基础日趋狭窄，存在遗传脆弱性和突发毁灭性病害的隐患。为此，近20 年来，作为拓宽育种遗传基础的源头，种质资源的收集、保存及研究一直受到有关部门的高度重视，并取得令人瞩目的成就。种质资源保存过程中需要使用到的仪器有自动数粒仪。 如今，作物种质资源保存利用体系已初步建立，根据作物繁殖方式等生物学特性，实行种质资源原生境保存与非原生境保存相结合的保存策略。原生境保存是指在植物原来的生态环境中建立保护区或保护地，使重要作物野生种及野

生近缘植物就地进行自我繁殖以保存种质。非原生境保存，即将种质保存于该植物原产地以外的地方，包括在低温种质库中进行的种子体保存、在种质圃中的植株保存、在试管苗种质库中的组织培养物保存等。 种子保存技术有好多种，如低温储存技术。利用低 温种质库保存种子，除贮藏温度较低外，作为种质保存的种子，还须经过生活力检测、干燥脱水、密封包装等一系列入库保存前处理。还有离体种质保存技术，许多植物种质资源无法通过种子贮藏达到资源保存的目的，如椰子、油棕、咖啡等是顽拗型种子，它们或不耐干燥脱水和低温贮藏，或作物不产生种子，这种植物不能采用低温库种子贮藏的方式，只能通过种质圃，以植株或块根、块茎等活体方式在田间保存。它包括试管苗组织培养技术和超低温保存技术。 随着人们对种质资源保护的不断认识，国家对种质 资源的研究也不断深入，从“七五”以来，作物种质资源收集保存一直被列入国家科技攻关项目，在1984 年建成我国自行设计建设的国家种质库1 号库（后改为国家种质分发交换库），又在在1986 年和1992 年建成了国家长期库和青海复份长期库。可见国家对种质资源保存的重视。通过国家的科技攻关，我国种质资保存技术研究已进入一个新的阶段，在国家库已建立一套先进的管理和种子入库前处理技术。通过系统地研究，解决了各种作物的安全有效干燥条件

我国牧草种质资源保存_利用与保护

我国牧草种质资源保存、利用与保护 严学兵,王成章,郭玉霞 (河南农业大学牧医工程学院,河南郑州450002) 摘要:牧草是自然资源的重要组成部分,也是农业可持续发展的物质基础,在我国草地畜牧业生产、生态环境及人民生活中发挥着巨大的作用。为此,论述了我国牧草种质资源调查、收集、保存、研究和利用的现状,存在问题及对今后发展的建议,提出今后应加强优良和珍稀牧草种质的搜集、生态型及遗传多样性的研究和利用、生物技术在优良牧草种质创新的应用、种质保存的时效性和野生状态下牧草遗传变异与进化的速率、短寿命牧草种子保存技术、优良基因的发掘和功能研究以及利用平台的构建、物种或种群保护的生物学基础研究7个重点领域的研究。 关键词:牧草种质资源;保护;保存;利用 中图分类号:S540 24 文献标识码:A 文章编号:1001 0629(2008)12 0085 08 牧草种质资源是指所有牧草物种及其可遗传物质的总和。它是牧草及农作物改良所用的原始材料,是农业自然资源的重要组成部分,在草地畜牧业生产及人民生活中发挥着巨大的、不可忽视的作用[1]。全世界草地面积占全球陆地总面积的52.17%,我国的草地面积约4亿hm2,占我国陆地总面积的41.7%,是农田面积的近4倍[2]。我国是世界上牧草种质资源最丰富的国家之一,不仅盛产温带、亚热带和热带草种,而且还具有特殊生态价值和经济价值的旱生、超旱生及耐寒、耐盐碱草种,如沙打旺A stragalus adsurg ens、骆驼刺Alhagi sp arsif olia、碱茅P uccinellia distans 等[3]。然而,随着人类活动对环境影响的增强,一些优良牧草种和种群的生存环境受到威胁,遗传多样性正在消失。随着牧草种质资源在世界上越来越受到关注和重视,正在发展成为草地科学中的新兴研究领域。 1 进展与成就 我国牧草种质资源收集和研究工作始于20世纪50年代初,开始发展缓慢。从 七五 开始,才列入国家科技攻关研究行列,使其得到空前、高速的发展,并在以下几个方面取得了一定的成就。 1.1牧草种质调查、收集与保存 在过去的50余年中,在我国温带、亚热带、热带及高寒地带的部分地区,开展了以摸清家底和采集标本为主的牧草种质资源的考察和收集。在以往工作基础上已初步查清了我国牧草种质资源的种类、分布及潜力。初步查清了国内的野生牧草资源有127科879属和4215种,其中种类多、栽培和育种潜力大的禾本科有173属972种,豆科有81属646种[4]。目前收集的饲用作物种质资源有29科204属771种8981份,包括从国外引进并经栽培驯化的饲用作物种类13科91属162种。其中,禾本科35属58种,豆科30属59种,其它11科12属19种[5]。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,其它各协作组还保存有15000余份种质材料[6]。 同时,在多个省份和地区也开展了牧草资源调查和收集工作。内蒙古有维管束植物类牧草899种,其中禾本科牧草194种(占21.6%),豆科牧草83种(占9.2%),莎草科牧草54种(占6.0%),菊科牧草134种(占14.9%),藜科牧草58种(占6.5%),栽培牧草有35种,占牧草总种数的3.9%[7]。青海维管束植物有113科636属2420种,种子植物有99科617属2380种[8]。 25卷12期 V ol.25.No.12 草 业 科 学 P RA T A CU LT U RA L SCIEN CE 85 12/2008 *收稿日期:2008 02 18 基金项目:河南农业大学科研启动基金 不同地区披碱草分 化的分子机制 资助 作者简介:严学兵(1974 ),男,河南扶沟人,副教授,博士。 E mail:yxbbjz z@https://www.sodocs.net/doc/1e16179438.html, 通讯作者:郭玉霞

我国牧草种质资源遗传多样性研究进展

我国牧草种质资源遗传多样性研究进展 杨家华,纪亚君　(青海大学,青海西宁810016) 摘要　从形态学水平、细胞学水平、生化水平,尤其从分子水平对我国牧草种质资源遗传多样性的研究进行了综述,为该领域的研究工作提供借鉴与参考。关键词　牧草种质资源;遗传多样性;形态学;细胞学;生化;分子 中图分类号　S543+ .9 文献标识码　A 文章编号　0517-6611(2009)02-00554-03Research Progress on Heredity D i versity of Forage Germ pla s m Resources i n Chi n a YANG J i a 2hua et a l (Q inghai University,Xining,Q inghai 810016) Abstract The paper reviewed researches on heredity diversity of forage ger mp las m res ources in China fr om different levels including morphol 2ogy,cytology,bi ochem istry and particularly molecule,to p rovide reference for the study work in the field .Key words Forage ger mp las m res ources;Heredity diversity;Morphol ogy;Cytology;B iochem istry;Molecule 作者简介　杨家华(1965-),女,湖南永顺人,副教授,从事生物与环境 科学方面的教学和研究工作。 收稿日期　2008211218 牧草种质资源(Forage ger mp las m res ources )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] ,是决定各种遗传性状的基因资源,是 用以筛选优良栽培草种和选育新品种的原始材料,又叫牧草遗传资源或牧草品种资源。遗传多样性是指同一种内不同种间或同一种群内不同个体的遗传变异。遗传变异水平的高低是遗传多样性最直接形式的表现 [2] 。生物的遗传多样 性是生物多样性的重要组成内容,是物种多样性和生态系统多样性的基础。遗传多样性是一个物种对人为干扰进行成功反映的决定性因素,种内的遗传变异程度也决定其进化的潜势 [3] 。在某种意义上,一个物种就是一个独特的基因库, 任何物种都具有独特的基因库和遗传组织形式,而且在同一种群内不同个体之间又存在一定差异。因此,物种的多样性也就显示了基因的多样性[4] 。野生牧草有丰富的遗传多样 性,野生性状明显 [5] 。侵占性和抗逆性强的野生牧草通常作 为牧草育种的珍贵原始材料和培育优良栽培牧草新类型的天然基因库。所以,收集野生牧草种质并对其培养进行分析、鉴定,找出种群遗传结构特点,可以丰富牧草种质资源,为牧草种质资源的开发利用奠定基础 [2] 。 检测遗传多样性的方法是随着生物学研究层次的提高和实验手段的不断改进而逐步发展起来的,从形态学水平、细胞学水平、生化水平直至目前的分子水平 [6] 。其目的都是 为了揭示遗传物质的变异,建立在不同水平上的检测方法都各有优缺点,各种方法都能从各自的角度提供有价值的信息,都有助于人们认识遗传多样性及其生物学意义。为此,笔者就我国牧草种质资源多样性研究进展进行了综述。 1　形态学研究进展 形态学研究是根据牧草的外部特征、结构的差异来研究生物的遗传变异,是最直接也是最简便易行的方法。虽然形态学性状易受环境和人为因素的影响,但在同一生境下,对不同种质材料或居群进行形态学性状的评价,在一定程度上可以快速地分析其遗传变异。严学兵研究发现,在老芒麦的发芽、出苗期间,芽或细弱幼苗茎秆的颜色表现出白色、绿色和红褐色等多种表型;而叶片、叶鞘绒毛有无和叶鞘的颜色 也有很大差异;对叶片、穗和茎秆等28个形态学性状的聚类和主要成分分析同样显示出老芒麦在形态学上具有丰富的多样性 [7] 。胡宝忠等通过光镜和电镜对不同土壤条件下7 个羊草种群营养结构(根、茎、叶)进行了形态解剖观察,指出 7个羊草种群间的遗传差异 [8] 。表型性状经常会受环境因 素的影响而发生变化,有的形态特征并非稳定遗传的。刘建秀等近年研究中国华东地区的野生狗牙根时指出:在物种水平,随着纬度增加,日照时数增长,≥10℃的积温降低,狗牙根愈显粗壮、直立,色泽趋于浅淡,地下茎愈深,生殖枝高,花序渐长 [9-10] 。不同的基因型在同一情况下表现出不同的形 态特征。在较凉爽的气候条件下,地中海基因型的黑麦草比北欧基因型的黑麦草表现出更快的生长速率 [11] 。 2　细胞学研究进展 染色体是遗传物质的载体,是基因的携带者,染色体的变异必然导致遗传变异的发生,染色体的多样性———数目、形态和行为能反映遗传多样性的本质。细胞学水平研究主要以染色体为标记,包括染色体核型分析、带型分析、染色体结构数目变异分析和染色体组分析等。阎贵兴对中国草地饲用植物染色体的研究进行统计,共确认染色体数目的草地饲用植物有20科91属254种,其中有8科37属172种的饲用植物作过核型分析 [12] 。杨瑞武等分析了披碱草属模式种 (E .sibiricus )、鹅观草属模式种(Roegneria caucasica )和猬草 属模式种(Hystrix patula )3个小麦族物种的染色体在Gie m sa C 带带型上的差异,结果表明,这3个属模式种染色体的Gi 2e m sa C 带带型存在明显的差异,说明C 带能够揭示这3个属 模式种的种间特异性,从而支持这3个属可以相互独立 [13] 。 自然界分布的鸭茅在染色体数目上有四倍体和二倍体之分。周自玮等对云南野生鸭茅(D actylis glo m erata linn .)的核型分析研究指出,野生鸭茅都是二倍体(2n =14),但有2A 和2B 二种类型[14] 。张新全等对我国西南地区鸭茅野生种质资源 的研究发现,除分布有四倍体外,尚有二倍体鸭茅广泛分 布 [15] 。L indner 等对四倍体和二倍体染色体的研究发现,二倍体核型的中间着丝粒染色体配对比例高于四倍体,而且发现同源四倍体鸭茅亚种(Izcoi )居群的染色体存在变异,一部分四倍体属于同源四倍体,一部分四倍体是通过与其他亚种杂交而获得 [16] 。冯霞等报道,多年生黑麦草的核型公式为: 2n =2x =14=2s m +12m (2S AT ),核型分类为1A;核型不对 责任编辑　姜丽　责任校对　李洪 安徽农业科学,Journal of Anhui Agri .Sci .2009,37(2):554-556

杨树种质资源收集保存与利用项目可行性实施报告

第一章总论 1.1 项目提要 1.1.1 项目名称：中卫市树种质资源收集保存与利用项目 1.1.2 项目主管单位： 1.1.3 项目建设单位： 1.1.4 法人代表： 1.1.5 技术依托单位： 1.1.6 项目性质：新建 1.1.7 建设期限及进度：建设期3年（2010年～2012年） 1.1.8 项目建设地点：中卫市林场 1.1.9 项目建设目标 本项目以多年来我区林业生态建设的主要树种——树为种质资源收集、保存及利用对象，以区外丰富的树种质资源为基础，以我区当前成熟的林木种苗工程建设中积累的先进集成技术为手段，以收集、保存及繁育利用树种质资源为目的，计划利用3年时间，在中卫市沙坡头区为我区建成一处资源丰富、种类齐全、资料完备、管理科学的树种质资源收集保存基地32hm2。 通过项目实施，开展适应我区山川沙不同地类中树种质资源收集、保存及利用研究，着力构建全区树种质资源的保护和利用体系，为我区六个百万亩林业生态建设提供试验研究的苗木繁育基地，为全区树种质资源的保护、开发及利用提供技术支撑；积极开展引进收集、繁育示、试验推广，实行集约化生产、标准化经营，为我区“六个百万亩”生态林业建设和自治区党委、政府确定的黄河金岸绿化工程提

供大量适合我区立地类型的优质树苗木，同时满足中冶美利纸业每年对优质速生树苗木的需求。项目建成后，可收集、保存树种质资源苗木14种（品种），项目建成后每年可提供良种苗木100万株，优质穗条120万根。 1.1.10 项目建设容及规模 1.1.10.1 种质资源调查与收集工程 各种收集与调查仪器共13台（套），收集、保存区外具有优良或特异性状的树种质资源。 1.1.10.2 种质资源繁育与保护工程 种质资源收集区5hm2；试验区4hm2；采穗圃8hm2；良种繁育圃10hm2；示区5hm2；日光温室2000m2；炼苗场2000m2。 1.1.10.3 种质资源研究与开发工程 建筑工程460m2，包括实验室、检验室、插穗处理室、档案室、标本室、办公室、库房等；研究试验设备3套，包括试验设备、检验设备、储藏设备。 1.1.10.4 辅助工程 包括生产用车、办公设备、森林病虫害防治设备、森林防火设备等，及项目区生产道路硬化、标牌等配套设施。 1.1.11 项目投资规模与资金来源 项目工程建设总投资为557.55万元。申请中央财政预算专项投资446.04万元，占总投资的80%，地方财政配套资金111.51万元，占总投资的20%。 1.1.12项目效益 1.1.1 2.1社会效益

农作物种种质资源保护与利用

“农作物种种质资源保护与利用” 项目实施的主要经验、问题和建议 一、项目实施的主要经验 1、对项目进行全面协调和跟踪管理是项目绩效目标全面完成的基本保证。本项目由农业部农业司主持，由中国农科院作科所牵头。项目参加单位包括国家长期库、复份库和10个中期库、32个国家种质资源圃，共38个科研、教学单位。项目涉及粮食作物、经济作物、蔬菜、果树、牧草绿肥等各类作物。项目内容包括资源收集（野外考察、国内征集、国外引种）、整理编目（形态及农艺性状观察、编目）、入库入圃（入中期库、长期库及资源圃）、鉴定评价（品质、抗病虫、抗逆境、精准鉴定或多项鉴定评价）、种质监测及繁殖更新（库圃保存种子或植株的活力监测及繁殖更新）、分发利用（数据库建立与完善、优异种质资源发布、田间展示、分发供种、信息反馈）等六个方面的若干内容，涵盖了种质资源保护和利用主要基础性工作。项目涉及资源、育种、植保、生物、生化、分类等多个学科，是一项重大的系统工程，搞好组织协调与合作，是项目目标完成的重要关键。作科所（原品资所）在以往多年种质资源研究中形成的资源保存和研究工作体系和网络，为本项目目标的完成提供了实施平台和基础，加上牵头单位在已有经验的基础上，加强了组织协调，不定期检查监督和年度会议检查，对项目顺利实施和绩效目标的完成发挥了重要作用。 2、相关技术规范的建立和完善为项目的实施和质量保证提供了技术依据。本项目实施前，各承担单位利用国家科技基础工作平台项目完成了《农作物种质资源技术规范》的制订和编写，出版了110多种作物资源描述规范和数据标准，一些作物还制定了鉴定评价行业标

准。这些规程和标准的制定，为本项目的顺利实施和质量提高提供了技术依据。由于鉴定评价标准统一，方法得当，结果准确，质量较高，获得了一批性状突出且可利用的优异种质；由于收集、保存、监测、更新均有规程和标准作依据，收集及更新入库种质质量大幅度提高。 3、项目重视公益性和服务性，强化了优异种质的示范展示，促进了资源的利用效率。项目强调了参加人员的服务意识，扩大优异资源的分发利用范围，增加了优异资源展示规模，通过展示和交流，吸引了更多利用者索取优异种质利用的积极性，同时也宣传了种质资源多样性保护的重要意义，争取到社会更多方面对种质资源事业的支持。 二、项目存在问题与不足 1、项目经费力度太低，影响到资源保护与利用基础工作的正常开展。本项目涵盖了整个农作物资源保护基础性工作，项目的实施对21世纪我国农业的持续发展和生物多样性的保护具有长远战略意义，对这样一项关系国计民生的重要农业基础性工作，需要国家持续不断地给予强有力的支持，年度1500万的经费远难以维持现有库、圃种质资源保护基础工作的正常开展。由于经费太少，在项目计划时，一些库、圃放弃或减少了属本项目应做的工作内容，一些资源保护与利用上深层次的研究工作无法得到安排，影响到项目长期目标的实现，在作物种质资源领域也失去争取国际领先地位的可能。 2、科技队伍不稳，骨干人才贫乏，人员素质极待提高。稳定队伍，培养人才是当务之急。20世纪在种质资源工作实践中培养的技术骨干绝大部分已经退休，目前已有一批新生力量支撑着我国作物种质资源事业，但大部分未经专业系统培训，有的对种质资源工作还不

高寒区牧草种质资源库建设的意义

高寒区牧草种质资源库建设的意义 种质资源在植物遗传上有着十分重要的作用，对牧草而言，其种质包括野生类型，近缘种和人工选育的品种、品系，对它们进行储存研究是生物保护和利用的重要措施。在农业生产技术先进的国家，十分重视植物种质资源的收集保存和研究。1982年中国农科院建立起我国第一个种质资源库。但是对于高寒草地这样生境条件下繁衍的草种,未能得到有关部门广泛地收集和保存。随着川西北草地及相邻类似地区草地科学研究的发展,如何合理地保护和充分利用这一地域的牧草资源,乃是收草育种研究中应引起重视的基础工作。故应将建立川西北草地牧草种质资源库提到极其重要的议事日程。随着草场垦植面积的增加和草场载畜量的增加，可能由草场退化因素而引起一些高价值草种的消失或减少。因此，尽快进行牧草种质资源的收集、保存，具有深护优良草种资源的意义。 目前，川西北高寒牧区草地建设巳进入新的发展阶段。随着生产责任制的改革和落实，整个审牧业也呈现了更加迅速发展的局面。草地并垦，天然草地载畜量的增加，必然引起天然章琢生悉系统和草地植物组成成份的改变‘高质量、适口性好的枚草种类及其在草地植被中的建群作用将会因此而减小，严重者将有消失的可能。因而采取有效措施保护天然收草植物资源就显得更加迫切和需要。在人为的草地畜牧业生产中，有经济价值的牧草资源的保护，除了从生态经济效应出发加强天然草地的合理管理和利用外，建立起托普云农农种质资源库，充分、有效地收集牧草种质，加强保护和保存乃是一个重要环节。 由于现实原因的干扰，对于牧草种质资源库的建立其目的十分明确，这主要是从生物资源保护和牧草资源开发出发，一匕分收集、保存川西北草地具有较高经济价值的牧草资源材料，并视科研、生厂需要相继开展资源种质特性的研究，发掘和开发有用种质，为未来畜牧业现代化的饲料生产奠定丰富的种质基础。

作物种质资源保存技术

作物种质资源保存技术 愁藻术.Technique Applicable 作物种质资源，又称作物品种 资源、遗传资源和基因资源，它在 作物各类品种、品系、类型、野生 种或近缘植物中，是改良农作物的 基因来源。 种质资源保存主要通过原境保 存、异境保存和离体保存3种途径。 原境保存要建立自然保护区或天然 公园，需大量土地，易受自然灾害 侵袭;异境保存要建立各类基因库 如种质保存栽培园等田间基因库、 种子库和花粉库等;离体保存是将 植物外植体在无菌环境中进行低温 或超低温的组织培养。原境保存适 合于珍稀的野生植物资源的保存， 这里不再介绍。对于自然界中一般 作物种质资源的保存，多应用异境 保存和离体保存。目前，我国建有 国家种质资源库，隶属农业部管 理。现将种质保存的类型和方法介 绍如下，以便根据种质资源不同类 别、不同保存目的，采取相应的方 法去操作、实施。 作物种质资源保存技术 悦祥营魏振杰李春娇毛英魁 (河南省滑丰种业滑县456450) 摘要种质资源保存有三种途径:原境保存、异境保存、离体 保存。原境保存技术不再叙述，异境保存必须用当季新种子，入库前要登记作物种质相关资料，数量不少于1500粒，并在每个包装袋外加上标签;保存时，不同储藏库控住不同温、湿度，可储藏不同时间。

离体保存中低温保存时，可采用降低培养温度方法，也可用“饥饿法”，还可使用生长缓解剂方法;超低温保存，不适用于所有植物。 关键词保存作物种质资源异境保存离体保存温度 1异境保存 在异境保存中，应用最多最广 泛的是建立低温种子库，即种质资 源库。目前，低温储藏是种子体种 质保存的最佳途径，其保存对象是 农作物及其近缘野生植物，这些种 质资源大多以种子作为载体。可以 说，凡能通过种子繁殖维持物种遗 传完整性的各类植物种质资源，都 可存人种子库，但其种子必须是具 有耐低温、耐干燥脱水性能的正常 型种子。 1.1种子库的类型 1.1.1长期储藏库 温度常年控制在一20一16-C, 相对湿度控制在50%以下，用于长 期保存收集到的作物品种资源，包 括农家种、野生种和淘汰的育成品 种等。据理论推算，种子含水量5件、种植收获时间等。 %一8%，在此环境中寿命可延长二是种子数量最低不少于1500 至50年以上。发芽率监测结果，库粒，一般3000-5000粒或更多。存的大部分种子经过巧年储藏，发三是人库种子必须是当季新种 芽率无明显下降。子，并对种子进行精选、生活力检 1.1.2中期贮藏库测、于燥脱水处理等，确保种子无 温度长期控制在一6--20C， 相明显病虫损害、无损伤，并去除破 对湿度小于50%，其种子储藏寿命损粒、虫蚀粒、无胚粒、批粒、瘦 在10-20年，所有种子可随时用于小粒和杂粒等，杂质不能超过2%, 科研、教学、育种研究及品种交换。不得用药剂处理或包衣处理。初始1.1.3临时储藏库发芽率一般要求高于90%，稀有种 温度控制在4℃左右，主要用子芽率最低不低于85%，种子含水 于人长期库前临时存放或科研育种量在原始水分不高于13%的基础 单位储藏育种家种子、亲本种子或上，经干燥脱水处理，禾谷类5%- 育种材料的保存。其种子储藏寿命7%，大豆8%0 在3一5年。四是每份材料包装袋的内、外 科研育种单位在申报国审品种都要有标签，标明品种名称、统一 时，必须向国家种质资源库提供一编号、保存单位等，包装袋要结实 定量的种子作为资源储备。同时国牢固，防漏、防潮、防混杂、防散

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 104 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

种质资源

§3 种质资源 重点：种质资源的概念，种质资源的重要性、保存、研究、创新与利用。 难点：各类种质资源的特点。 要求：了解作物起源学说的形成、发展和主要内容，明确种质资源的工作内容，掌握种质资源的概念、类别和利用。 §3.1 种质资源的重要性 §3.2 作物起源中心学说及其发展 §3.3 作物种质资源的类别及利用价值 §3.4 种质资源工作的内容 §3.1 种质资源的重要性 3.1.1 种质资源的概念 用以培育新品种的原材料，过去称为育种的原始材料。在中国20 世纪60 年代初改称为品种资源。现代育种所利用的现有品种材料和近缘野生植物，主要是利用其内部的遗传物质或种质，所以现在国际上大都采用种质资源这一名词。在遗传育种领域内，把一切具有一定种质或基因的生物类型总称为资源(germplasm rmuce)。包括品种、类型、近缘种和野生种的植株、种子、无性繁殖器宫、花粉甚至单个细胞，只要具有种质并能繁殖的生物体，都能归入种质资源之内。又因为现代的遗传育种研究不但利用现有的种质资源,而且要进行染色体工程、基因工程，所以，遗传学上也常称种质资源为遗传资源(genetic remurees)。说到底，遗传、育种研究上主要利用的是生物体中的部分基因，甚至是个别基因，所以又称为基因资源(gene resources)。把蕴藏有形形色色基因资源等各种材料, 概称为基因库或基因银行。 种质资源是在漫长的历史过程中, 由自然演化和人工创造而形成

的一种重要的自然资源, 它积累了由于自然和人工引起的极其丰富的遗传变异,即蕴藏着各种性状的遗传基因。是人类用以选育新品种和发展农业生产的物质基础, 也是进行生物学研究的重要材料, 是极其宝贵的自然财富。 3.1.2 品种资源在作物育种工作中的重要性 1. 品种资源是作物育种工作的物质基础 作物育种成效的大小, 很大程度上决定于掌握种质资源的数量多少和对其性状表现及遗传规律的研究深度。 品种资源是在长期自然选择和人工选择过程中形成的, 它们携带着各种各样的基因, 是品种选育和生物学理论研究不可缺少的基本材料来源。如果没有品种资源, 作物育种工作就成为“无米之炊”。 筛选和确定作物育种的原始材料, 也是作物育种的基础工作。能否灵活地、恰当地选择育种的原始材料, 受作物品种资源工作的广度和深度的制约。 2. 作物育种工作的突破性进展取决于关键性基因资源的发现和利用 国内外作物育种工作实践表明, 一个特殊种质资源的发现和利用, 往往能推动作物育种工作取得举世瞩目的成就，品种培育的突破性进展, 往往都是由于找到了具有关键性基因的种质资源。 20 世纪50 年代, 中国由于发现和利用了广东省的矮脚南特和广西省的矮仔占等水稻矮源, 从而育成了广场矮、珍珠矮等一批高产、抗倒的矮秆水稻良种，实现了品种矮秆化,使水稻亩产由200-250 公斤提高到300-350 公斤以至500 公斤。 同时, 由于低脚乌尖这一水稻矮源的发现与利用, 进一步推动了世界范围的“绿色革命”浪潮。低脚乌尖原产于中国台湾及福建, 它现在几乎是世界所有国家矮秆水稻品种的祖先。台湾省以低脚乌尖为亲本,

种质资源库建设方案

***国家级中草药种质资源库配套设施建设 工作方案 ***国家级中草药种质资源保护和研究基地建设项目，于2014年开工建设，2016年建成。项目总共投资约8655万元。"***国家级中草药种质资源库"主要包括种子库、植物离体种质库、信息中心。位于***，正式启用后将使*** 乃至西北的药用植物种质资源得以保存。 ***中草药种质资源库从概念形成到竣工历时3年，建筑面积约560㎡。如运行后具体目标是在第一个5年内达到300种3000份（株），15年内达到1600种1.6万份（株）野生中草药种质资源。 种质资源库因资金等原因缺少配套设备并未投入运行，只在田间进行中草药种质资源的繁殖工作，为保存现有的种质资源特制定此工作方案。 1、总体科学目标 其总体科学目标是：建成一个依托***、立足西北、面向全国一流的野生中草药种质资源保护设施和科学体系，实现自动化管理的中药材种质资源库。使中国的药用植物种质资源安全得到可靠的保障，将对抢救、保存珍稀濒危药用植物种质资源，促进中药材新品种选育和中药材规范化栽培，填补生物资源种质保存系统的缺陷等具有重要意义。可有效保存中药材遗传资源，为中药产业可持续发展提供有力保障。

二、建立背景 ***是全国中草药主要产区之一，中药材产业在全国具 有发展潜力和比较优势。全省14个市州的70多个县区均有 中药材生产，中草药种类多，产量大，品质好，有特色，全 省中草药品种9500多种，位居全国第二，是名副其实的中 药材资源宝库。主要的中草药资源有1600多种，野生植物 类1270种，其中动物类214种，矿物类43种，目前人工种 植中草药350余种，分布较大的野生药用植物资源200余种。随着物种消失的速度不断加快，人们越来越意识到植物种子 保护的重要性，而中药材种质资源是其中重要的一类。种质 资源库作为***中草药种质资源保护领域的一个重点建设工程。将进一步促进校地科技合作，对***乃至西北的生物多 样性保护和生物资源的可持续利用、对***的中医药产业科 学发展和教育等都有非常重要的意义。 种质资源库是具有重要影响的野生药用植物种质资源 保藏设施，保藏能力将达到西北领先水平，并具有不可替 代性。目前在临时仓库已收集保存约100种300份野生植 物种子。 ***的自然、气候条件和生态环境,非常适宜多种中药材 生长,中药材野生资源丰富,种植历史悠久。黄芪、党参、当 归等道地药材的栽培已有上千年的历史,素有“千年药乡” 和“西北药都”之美称；早在南北朝时期,陶弘景所著《本 草经集注》中就有“黄芪第一出***,色黄白,甜美,今亦难得”的记载；北宋《太平御览》所引的南北朝《秦州记》

全国牧草种质资源保护与利用构想

全国牧草种质资源保护与利用构想 李晓芳 (农业部全国畜牧兽医总站,北京 100026) 摘要: 介绍了我国牧草种质资源保护体系,概述了今后中长期保护目标和发掘利用的思路。关键词: 牧草种质资源;保存体系;保存与利用 中图分类号:S32 文献标识码:C文章编号:1000-6311(2000)05-0074-02 我国是世界上牧草种质资源最丰富的国家之一,不仅盛产温带、亚热带和热带草种,而且还有一些具有特殊生态价值和经济价值的旱生、超旱生及耐寒、耐盐碱草种。据有关调查资料,我国草地饲用植物达6704种,这既是天然草地的重要遗传基因资源,也是重要的经济资源。但截止到1997年,全国收集入牧草种质资源库保存的材料仅3000余份,许多珍稀野生种尚未得到保护,濒临灭绝;许多优良野生牧草也未充分开发利用。因此,有必要加强对牧草种质资源的保护,切实做好牧草种质资源收集、保存和利用工作,使其在草地建设、饲草饲料开发、新品种选育及治理生态环境方面发挥更大的作用。 1 全国牧草种质资源保护体系 该体系包括硬件和软件两部分。硬件是以全国畜牧兽医总站畜禽牧草种质资源保存利用中心为核心,以中国农科院草原研究所中期库和中国热带农业科学院牧草中心库为纽带,连结根据不同气候生态区域、行政区划及技术力量组成的华东、华南、华中、西南、东北、华北、黄土高原、青藏高原、内蒙古高原及新疆等10个牧草种质资源保存利用技术协作组;软件是这个体系的有关信息资料、管理文件等。全国畜禽牧草种质资源保存利用中心既是决策机构,也是全国牧草种质资源保存利用工作和研究的中心,负责制定种质资源保存利用的一系列技术规程(如入库保存规程、原原种及原种保存规程、种质资源收集规程、原始材料繁殖技术、原始材料圃及鉴定圃建置规程、牧草种质资源管理规程等),确定中长期发展目标,承担收集、保存全国牧草种质资源的任务,开展牧草种质资源保存、繁殖的研究,建立全国牧草种质资源保存的信息网络和服务系统;中国农科院草原研究所中期库承担温带、青藏高原高寒地区牧草种质资源的备份保存任务;中国热带农业科学院牧草研究中心承担亚热带、热带牧草种质资源的备份保存任务;10个牧草种质资源保存利用技术协作组负责收集、鉴定、评价、保存和利用本区域牧草种质资源的技术指导工作。 2 牧草种质资源中长期保护目标 根据我国草地畜牧业跨世纪远景规划,牧草种质资源保存利用的发展目标是:(1)收集入库种质资源5000种,保存种质材料达 收稿日期:2000-04-18 作者简介:李晓芳(1958-),女,1982年毕业于东北大学,现从事全国牧草种质资源保护管理工作. 中国草地 Grassland of China 2000,No.5,pp.74~75

猕猴桃种质资源收集保存与种质创新可研报告资料

猕猴桃种质资源收集与创制研究 可行性研究报告 一、研究背景、进展概述及研究意义 猕猴桃隶属猕猴桃科猕猴桃属，该属有54种，21个变种，共约75个分类单元。湖南省的猕猴桃野生种质资源极其丰富，种类繁多。经初步查明，湖南省拥有猕猴桃野生资源22种，变种15个。湖南是全国猕猴桃的重点产区之一，全省80%以上的县（市）均有野生猕猴桃资源。据2013年年报，猕猴桃年产量达11.3万吨，占全国猕猴桃总产量的9.2%，在全国排名第三，仅次于陕西省和四川省。 湖南省猕猴桃产业近年发展势头迅猛，潜力巨大。目前我省猕猴桃水果产业正处在良性、高速发展阶段。虽然我省猕猴桃水果产业发展总体向好，但也存在诸多问题，如：①种类、品种结构不合理，品种较单一，现有品种品质退化，亟待选育和推广具有创新特色的符合市场需求的原创性替代品种；②种质资源的研究严重滞后于产业发展的需要，具有优良商品性状的资源亟待发掘、评价与利用；③危险性病虫害的发生蔓延对产业的持续发展构成严重威胁，如猕猴桃溃疡病的防控形势较为严峻；④采后处理难度大。目前，我省发展的猕猴桃大多数都存在不耐贮运，果实货架期短的问题。这些问题是制约我省乃至我国猕猴桃产业发展的核心问题。而要从根本上解决这些问题必须不断发掘特性资源、创新相关种质资源，培育特色品种。但目前这些特色资源得不到有效地保护和开发利用。种质资源是人类赖以繁衍、

生存和发展最根本的物质基础和战略资源，也是人类进行农作物品种改良和新品种选育的物质基础。中国是猕猴桃属植物的起源地和分布中心，自然资源异常丰富。湖南，特别是湖南西部山区，蕴藏着异常丰富的猕猴桃自然资源。但从古代典籍来看，我国古代仅有零星的栽培尝试，似乎未进行过系统的驯化栽培，对种质资源的开发利用也是非常之少。 因此，该项目的实施有利于收集、保存和合理开发利用湖南丰富而珍贵的猕猴桃种质资源，变资源优势为产业优势，促进我国中部地区猕猴桃水果产业的可持续发展，提高猕猴桃的产量、品质和整体竞争力，加速我国猕猴桃产业的转型升级，为推动我国由猕猴桃大国向猕猴桃强国的跨越式发展作出贡献。 二、研究的主要内容： 通过广泛调查收集我省猕猴桃野生、半野生种质资源以及丰富的地方品种资源，建立猕猴桃种质资源异地田间保存圃和室内保存库，对全省猕猴桃种质资源进行完整系统的保存。收集保存猕猴桃野生、半野生种质资源以及地方品种资源50份左右。建成我国猕猴桃野生、半野生种质资源与地方种质资源的异地保存中心，建立野生、半野生种质资源保存圃30亩。在系统地观察猕猴桃种质资源的生物学特征特性的基础上，着重开展野生种质资源的整理、评价与利用研究，对各种猕猴桃种质资源利用途径作出评价，利用现代生物技术手段开展猕猴桃种质的创新研究。以常规杂交育种为主，分子标记辅助育种，创新一批新种质。通过对猕猴桃砧木资源的研究，筛选出适合

种质资源保存库与基因保护

种质资源保存库与基因保护 一般来说，植物等都能一直延续下来，那么代表这些植物的种子中存在着优良的基因，可能是在抗病害、抗虫害方面，还有可能是在抗旱等方面，这些优秀的基因是一笔宝贵的财富，而利用种质资源保存库来有效保存这些优良的种质资源，是能够将这些优秀的基因保留下来的关键。 种植资源也被称为是遗传资源，也就是指农作物亲代传递给子代的遗传物质，通常与基因息息相关，而育种工作中，通常需要通过筛选，来选择优秀基因的品种。因此种植资源的保护对于农作物育种工作的发展来说非常重要。但是长期以来，由于人类的活动，导致很多的生物物种正在慢慢消失，这其中就不乏很多优秀的基因品种，因此为了抢救这些优秀的基因，使其能够保存下来，为今后的育种工作所用，那么就需要使用种质资源保存库来进行保护。 通常种质资源是以种子的形式存在的，而优秀的基因往往就包含在这些种子中，因此保护优秀基因的关键，就是要保存这些种子。研究表明，在低温条件下，大部分种子经过15年的储藏，其发芽率没有出现明显的下降，因此低温储藏是目前种子种植的最佳保存途径。而托普云农种质资源保存库就是采用低温保存种质资源的设施，它的建立与利用，可以有效延长种子的保存时间，同时保持其活性，是对其基因保护的最佳方式，目前托普云农种质资源保存库也广泛应用于种植资源的抢救中。 同时托普云农种质资源保存库对于入选的种子资源也有要求，比如能够进入种质资源保存库的种子通常是能通过种子繁殖维持物种遗传完整性的各类植物种质资源，也就是说需要是基因完整的种子类型，同时还要求此类种子是正常型的种子，即应是耐低温和耐干燥类型的。

一、托普云农种质资源保存库制冷部分： 1.冷冻机组采用全自动控制方式，压缩机选用美国艾默生谷轮涡旋式高性能压缩机，机组机组采用低噪音风机以及风机压力控制系统。 2.内机低噪音冷风机2套，外机低噪音箱式机组2套的双压缩机模式： A据故障状态轮值。当一台机组有故障出现，则备用机组立即启动，最大限度保护种子 B据时间轮值。进行小时、日的运行时间轮值切换，延长机组寿命和等时运行。 C.据冷量轮值。当一台机组冷量不能达到冷量要求，则第二台机组马上投入运行；而当系统出现冷量需求在一定程度的降低，则备用机组自动再切换到备用状态。 二、托普云农种质资源保存库除湿部分要求： 除湿机为低温转轮除湿机，确保在零下的环境里可以除湿。 三、托普云农种质资源保存库的意义： 为了发掘和收集各种农作物品种种子，科学地加以贮藏，使种质在十几年甚至数十年之后仍具有原有的遗传特性和很高的发芽力，对于品种改良，培育高产、优质、抗逆性强的新品种，并为生物学的理论研究提供丰富的种质和研究材料具有重要意义。 贮藏环境（主要指温度和湿度）对种子的寿命影响很大。根据库内温、湿度环境的不同，种子贮藏建筑可分为3类： ①长期贮藏库，温度-10℃以下，相对湿度30～40%％左右，贮藏期为30年以上；

实验二 园艺作物种质资源的收集、保存

实验二园艺作物种质资源的收集、保存 一、目的通过参观学习中山植物园或农科院种质资源圃，了解掌握园艺作物种质资源的收集、保存和研究的方法。 二、说明园艺作物种质资源是新品种选育工作中所采用的材料，包括野生类型、半野生类型、栽培类型以及人工创造的育种材料。 种质资源是育种工作的基础。不同的资源有不同的用途。正确地选择和适当地利用种质资源对创造新品种具有决定性的意义。育种的成就取得很大程度上决定于所收集种质资源的丰富程度，研究是否深入，优良性是否得到充分利用。因此，提高育种的水平和效能，必须首先进行种质资源的调查、收集、保存，这是育种工作的首要任务之一。 种质资源收集时，要根据研究的目的，对象和要求，来决定收集的种类和数量，必须严格执行检疫制度。收集工作必须细致周到，清楚，做好登记核对工作，尽量避免材料的重复和遗漏。 目前种质资源保存的方法有下列三种：1、种植保存法；2、离体保存法；3、种子保存法。 种植保存法，即种质资源圃，是目前的主要保存方法，可以分级分类建立。种质资源圃的建立要考虑到下列几个因素：要适合于所收集材料的生长发育，生态条件具有一定的地区代表性，栽培经验比较丰富，交通较方便、资源圃的材料分类可采用综合类法或植物学分类法，保存的量以便于保存，研究和节省土地为原则。 三、参观内容和要求 1．参观中山植物园或农科院果树种质资源存圃，了解种质资源收集的方法及收集时的注意事项，保存圃应怎样建立？材料如何分类？保存的数量怎样确定？识别果树种质资源。 2．听专业人员介绍果树种质资源的研究方法和利用价值。 四、作业 1．园艺作物种质资源在育种中的作用如何？ 2．描述在参观中所识别的种质资源的主要形态特征、植物学分类和综合分类的类别，有何特殊利用价值？