作者:李晨 来源:中国科学报 发布时间:2021/11/29 14:51:50
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保护牧草种质资源迫在眉睫

 

  牧草种质资源更新繁殖      中国农科院草原所供图

 科研人员考察羊草新品种         中国农科院草原所供图

中国天然草原面积近60亿亩,占国土面积的41.7%,牧草种子和植株的保存数量位居世界第二位,保存5.6万份,但乡土草种质资源仅占20%~30%,保存数量较少。

近日,国家牧草种质资源中期库开工建设。中国农业科学院草原研究所(以下简称草原所)草资源与遗传育种研究中心研究员李志勇告诉《中国科学报》:“从目前草种业发展状况来看,要支撑繁重的草原保护修复任务和草牧业发展,面临着巨大挑战。”

牧草资源保护需依靠现代化手段

据统计,中国牧草植物资源总计246科1545属6704种,其中珍稀濒危植物28科27属41种。中国和地方牧草特有种7科100属320种。

李志勇说,牧草种质资源是经过长期自然选择和人工选育而形成的一类重要植物资源,是筛选、培育优良牧草草种及其品种的素材和基因源,是科技创新和生物技术取得突破的重要基础材料,是实现我国草地畜牧业可持续发展战略的重要资源。

草原所研究员师文贵介绍,发达国家非常重视国外种质资源的引种收集。1898年美国农业部正式设置了国外引种项目,经广泛搜集获得大量牧草遗传资源,国家种质资源中心保存10万份种质资源;澳大利亚遗传资源中心是世界最大的亚热带豆科牧草种质保存中心,存3.8万份以上种质,保存了全球最多的一年生和多年生苜蓿遗传资源;新西兰牧草基因库保存了约3万份牧草遗传资源;日本国立农业生物资源研究所保存日本的牧草、饲料作物资源1.2万份;国际家畜研究所(ILRI)收藏牧草遗传资源3万份,其中大部分为非洲各地采集的野生草遗传资源,还有一部分是与世界各国资源机构交换而来的种质资源材料。

我国高度重视牧草种质资源的收集、整理、编目和保存工作,收集保存资源总量已达5万余份,牧草中期库现保存资源达2万份。“与国外相比,我国牧草种质资源保存数量、质量和保存方式都存在差异,创新技术效果差别较大。”李志勇说。

目前,中国牧草植物资源主要在种质库和资源圃以种子和植株的形式保存。草原所副研究员武自念告诉《中国科学报》:“由于未编目入库保存的资源超出了牧草种质中期库现保存容量,致使全国牧草种质资源备份入库保存工作几乎处于停滞状态,从而导致部分基层单位因缺乏保存条件,千辛万苦收集得来的种质资源面临得而复失的威胁。”

“因此,建设现代化的国家牧草种质库,对提高我国牧草种质资源保存的数量和质量,并在国际竞争中占据优势地位具有重要意义。”李志勇说。

草种业发展面临严峻挑战

草种是草牧业现代化的基础。我国目前培育的草品种有637个,其中乡土草品种83个。

李志勇说,随着国际形势的变化和国内战略需求,草种质资源和品种资源已成为草原畜牧业发展和草原生态保护的战略物资。草原生态环境破坏、植物多样性丢失促使进一步建立和完善原位自然保护地和异地保存种质,刻不容缓。

首先,草种质资源保护和草品种繁育不平衡。过去,草种质资源保护和良种选育研发主要侧重于牧草,现有审定草品种中,除了草坪草外,主要是以高产优质作为育种目标服务畜牧业发展的品种,鲜有专门用于生态修复的具有较强抗逆性的草品种。

其次,培育的乡土草品种数量偏少,现阶段草地生态修复使用草种资源主要以栽培草种为主,存在适应性差的问题。现有乡土草品种远不能满足对于我国不同气候、地理、生境的生态修复需求,在干旱、寒冷等环境比较严酷的地区体现更为明显。

最后,育种技术手段落后。要实现现代种业的跨越式发展,关键是要大力推进育种技术创新。采用以转基因技术、基因编辑、全基因组选择育种等为代表的生物育种将成为我国育种科技高地和核心。

“伴随着新一轮的草原全面普查、清查工作的展开,后续的资源保护工作应该及时启动,因此,建立相应的牧草种质资源中期库必不可少。”李志勇说。

内蒙古草原是我国北方面积最大、种类最多的生态功能区,面积13.2亿亩,占全国草原总面积的22%。内蒙古乡土草种质资源丰富,主要草种75种,占全国重要草种的74%,是天然的物种多样性保库和草种质资源基因库。

师文贵告诉《中国科学报》,内蒙古当前乡土草种质资源家底不清,草种业发展基础仍旧薄弱,自主培育的乡土草品种数量少、种子产量低、种子供给缺口大,应尽快提升草种业竞争力。“将国家牧草种质资源中期库建立在内蒙古,对草原畜牧业发展具有战略意义。”

资源保护和利用能力有待加强

牧草种质资源收集整理是一项基础性、长期性、且具有挑战性的工作。武自念介绍,资源收集工作需要大量的人力、物力和财力支撑。收集过程中,需要采集人员专业性强、能够准确识别草种。精准分类学鉴定是草种质资源的核心工作,是收集、保存的前提条件。

因此,“配备专业团队,适时适地、较为准确的收集目标材料,可以提高收集整理效率。”武自念说,草种质资源自我造血能力差,维持能力较弱,因此依然需要国家长期稳定的资金投入,切实保障草遗传资源保护和利用工作持续稳定地开展。

此外,“草种质资源共享分发利用是一项公益性、连续性、常规性工作。”师文贵说,我国草种质资源的创新利用水平有待提高。科研人员必须打破常规做法和技术,不断学习新的技术,才能持续性的进行种质创新的基础理论和关键共性技术研究。

李志勇告诉《中国科学报》,中期库建成后,将把我国牧草种质资源保护和利用工作推上一个新的台阶,为我国2050年牧草种质资源发展目标打下坚实的基础。

到2050年,该中期库草种质资源保护能力显著提升,保护率达到80%以上,重点属种保护率达到90%以上,珍稀濒危、乡土草种、特有种安全保存达到90%以上。

届时,我国牧草种质资源保存总量将达15万份,其中国外引进资源达到4.5万份,占保存资源的30%;完成1.5万份草种质资源重要性状的精准鉴定,发掘和创制2000份新种质,培育新品种800个;完善草种质资源信息数据库,建立信息共享的大数据平台,提升草种质资源的共享效率,共享服务草种质资源达到5万份。

“这将全面支撑中国草业发展、生态及景观绿化建设、成为草种质资源强国。”李志勇说。

 
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