文/劉永花 李瓊 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所

熱帶作物種質(zhì)資源種類繁多，分布在世界138個熱帶國家（地區(qū)），其中94個屬于典型熱帶國家（地區(qū)）。我國熱帶植物資源約占我國植物種類的1/3。

熱帶作物種質(zhì)資源整合與共享

為整合全國植物種質(zhì)資源，規(guī)范植物種質(zhì)資源的收集、保存、鑒定、評價、研究利用，實現(xiàn)植物種質(zhì)資源的充分共享和可持續(xù)利用，科技部于2003年啟動了國家自然科技資源平臺建設項目，該項目是一項連續(xù)性、需長期積累的基礎(chǔ)性工作，其根本出發(fā)點就是使全社會獲得永續(xù)利用的自然資源。

熱帶作物種質(zhì)資源的整合與共享，是國家自然科技資源平臺的重要組成部分，中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所從2003年開始立項，此后歷經(jīng)了2003～2009年的平臺建設、2011～2016年的運行服務階段兩個發(fā)展階段。

經(jīng)過10多年發(fā)展建設，熱帶作物種質(zhì)資源保存量擴大了10倍，鑒定準確率達99%以上，資源信息共享效率提高了23倍，實物共享效率提高了10倍，年有效利用種質(zhì)資源數(shù)提高了12倍，為科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、知識普及發(fā)揮了重要作用。

2016年12月24日，科技部、發(fā)展改革委、外交部、商務部聯(lián)合印發(fā)《推進“一帶一路”建設科技創(chuàng)新合作專項規(guī)劃》，實施熱帶農(nóng)業(yè)“走出去”戰(zhàn)略，明確“與沿線國家廣泛開展作物種質(zhì)資源聯(lián)合收集與共享”；2017年，農(nóng)業(yè)部、發(fā)展改革委、商務部、外交部聯(lián)合發(fā)布《共同推進“一帶一路”建設農(nóng)業(yè)合作的愿景與行動》。

2018年4月13日，習近平總書記在慶祝海南建省辦經(jīng)濟特區(qū)30周年大會上指出，要支持海南建設全球動植物種質(zhì)資源引進中轉(zhuǎn)基地。2019年中央一號文件強調(diào)，加快推進并支持農(nóng)業(yè)“走出去”，加強“一帶一路”農(nóng)業(yè)國際合作，主動擴大國內(nèi)緊缺農(nóng)產(chǎn)品進口，拓展多元化進口渠道，培育一批跨國農(nóng)業(yè)企業(yè)集團，提高農(nóng)業(yè)對外合作水平。同年，科技部、財政部對原有國家平臺開展了優(yōu)化調(diào)整工作，批復了由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所牽頭實施的國家熱帶植物種質(zhì)資源庫，主管部門為農(nóng)業(yè)農(nóng)村部。

中國熱區(qū)小，世界熱區(qū)大，我國與熱帶國家在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域具有明顯的互補性和廣闊的合作空間。開展熱帶農(nóng)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)讓，既是響應國家政策支持也是為“走出去”涉農(nóng)企業(yè)提供本土化技術(shù)的重要手段，中國熱帶作物產(chǎn)業(yè)在品系培育、病蟲害防控、加工與產(chǎn)品流通等全產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)技術(shù)成熟，具有示范帶動效應，通過交流培訓、技術(shù)轉(zhuǎn)化，可以有效地將我國先進的農(nóng)業(yè)技術(shù)傳播給廣大熱帶國家，建立技術(shù)示范點，帶動當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，保障糧食安全，減少貧困，進而不斷擴大我國在“一帶一路”熱帶國家的影響力和軟實力。

熱帶作物種質(zhì)資源基礎(chǔ)性工作圖

全球最大熱帶作物種質(zhì)資源綜合保存基地

國家熱帶植物種質(zhì)資源庫建設圍繞學科前沿和國家需要，遵循“自愿參與、屬權(quán)不變、服從規(guī)則、共享共贏”原則，立足現(xiàn)有工作基礎(chǔ)，統(tǒng)籌規(guī)劃，分步實施, 以熱帶作物種質(zhì)資源為核心載體，融合圃、庫、實驗室，對資源進行有效的整理整合、共享服務；構(gòu)建了相對獨立和完整的保存、基礎(chǔ)工作、基礎(chǔ)技術(shù)三大體系；建成全球最大的熱帶作物種質(zhì)資源綜合保存基地，形成統(tǒng)一、規(guī)范的熱帶作物種質(zhì)資源保護與利用技術(shù)體系。

資源庫凝聚了一支穩(wěn)定的具有一定規(guī)模的熱帶作物種質(zhì)資源研究隊伍，形成了一個中國熱區(qū)互助互利的協(xié)作研究網(wǎng)絡，其熱帶作物種質(zhì)資源科技創(chuàng)新團隊包括7省23家科教單位，專家由58名增加到現(xiàn)在的359名，其中研究員52名、副研究員143名，博士70名、碩士169名。此團隊獲得“2008年度神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎創(chuàng)新團隊”稱號。

資源庫構(gòu)建了主要熱帶作物種質(zhì)資源鑒定評價技術(shù)體系，系統(tǒng)研制了68種主要熱帶作物種質(zhì)資源描述規(guī)范、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制規(guī)范和數(shù)據(jù)規(guī)范，研究工作共出版專著25部，制定農(nóng)業(yè)行業(yè)標準48項；采用統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范，對1.65萬份種質(zhì)的植物學、農(nóng)藝、品質(zhì)、抗逆、抗病蟲等性狀進行了系統(tǒng)評價，獲得201萬項次有價值的數(shù)據(jù)，篩選出優(yōu)異種質(zhì)2000多份，并培育出50個新品種；構(gòu)建了以種質(zhì)庫集中保存與種質(zhì)圃適度分布相結(jié)合的熱帶作物種質(zhì)資源保存體系，已建設完善了26個活體資源保存圃和熱帶作物種質(zhì)資源中期庫，保存熱帶作物種質(zhì)資源2.9萬份，占全國熱帶作物種質(zhì)資源保存總量的81%；構(gòu)建了覆蓋全國甚至全世界、集數(shù)據(jù)信息、服務和工具為一體的綜合性熱帶作物種質(zhì)資源信息網(wǎng)和共享服務平臺；通過互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了20多萬項數(shù)據(jù)資源的全社會共享，為熱帶作物種業(yè)科技創(chuàng)新、熱區(qū)農(nóng)民增收、扶貧攻堅戰(zhàn)略、“一帶一路”建設、國家熱帶農(nóng)業(yè)科學中心提供了基礎(chǔ)支撐。

助力脫貧攻堅 服務“一帶一路”

通過國內(nèi)外合作研究、品種推廣等方式，向我國福建、廣東、廣西、海南、云南、貴州、湖南、湖北、上海、山東等省市科研和生產(chǎn)單位以及泰國、哥倫比亞、柬埔塞、老撾及非洲等國家和地區(qū)提供了11.9萬多份次資源實物材料，應用于科學研究、生產(chǎn)種植、產(chǎn)業(yè)扶貧。支撐科技項目514項、論文510篇、論著23部、標準23項、專利100項、科技成果及獲獎40項；項目培育出的“熱研7-33-7”橡膠樹、“文椰2號”椰子、“華南9號”木薯、中粒種咖啡“無性系興28號”“熱研17號”爪哇葛藤、“卡蒂姆CIFC7963（F6）”咖啡、Own Choice澳洲堅果、“桂熱芒284號”芒果等50個新品種，在國內(nèi)外輻射推廣面積達337萬公頃，對國家脫貧攻堅和“一帶一路”建設、農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革發(fā)揮了重要作用。

與品種相配套，結(jié)合海南、廣西和云南不同生態(tài)區(qū)的技術(shù)需求，按照全產(chǎn)業(yè)鏈進行技術(shù)熟化、組裝、整合，形成三大技術(shù)和標準體系；通過農(nóng)業(yè)科技110、科技創(chuàng)新團隊、標準示范園等政府搭建的推廣轉(zhuǎn)化平臺，針對海南、廣西和云南芒果產(chǎn)區(qū)特點，在海南建立“農(nóng)業(yè)科技110+標準示范園+企業(yè)（農(nóng)民專業(yè)合作社 ）+農(nóng)戶”，在廣西建立“政府+科技創(chuàng)新團隊+標準示范園＋企業(yè)＋農(nóng)戶”，在云南建立“政府 +專家智能系統(tǒng)+標準示范園＋企業(yè)＋農(nóng)戶”的具有區(qū)域特色的高效推廣模式，通過這些推廣模式，促進了芒果優(yōu)良品種和關(guān)鍵技術(shù)的快速推廣應用，解決了科技與生產(chǎn)脫節(jié)的問題，支撐了我國芒果由零星種植到產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展。項目實施以來，累計推廣5000多萬畝，推動種植區(qū)北擴4個緯度，形成全國早熟、中熟、晚熟優(yōu)勢區(qū)域布局，鮮果采收期從5～8月延展到周年，近10年種植面積、產(chǎn)量、產(chǎn)值分別增加 135%、180%、279%，躍居世界第三位。支撐老少邊窮地區(qū)鄉(xiāng)村振興和脫貧攻堅，近3年果農(nóng)人均純收入從4969元增至1萬元以上?！芭手Ｊ健焙汀皬V西模式”分別于2015年、2016年被國務院扶貧辦確定為全國產(chǎn)業(yè)精準扶貧三大范例之一。

典型案例3. 世界第五大果樹作物芒果攀枝花模式助力精準扶貧

“一粒種子可以改變一個世界，一個品種可以造福一個民族”。中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所有關(guān)芒果優(yōu)良品種篩選培育項目的實施，有力地支撐了四川省攀枝花市和貴州省黔西南州的芒果產(chǎn)業(yè)崛起壯大。

芒果基因組解析研究

芒果是漆樹科芒果屬熱帶常綠大喬木，是世界第五大果樹作物，也是第二大熱帶果樹作物。芒果種質(zhì)資源豐富，但現(xiàn)代育種實踐中對芒果資源的利用極為有限。長期以來，芒果育種主要依賴實生選種、雜交育種等方式，其育種周期長、限制因素較多。芒果基因組的解析，為芒果種質(zhì)資源研究及其分子設計育種打開全新窗口。

2014年，中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所啟動了芒果基因組解析研究，聯(lián)合中國科學院微生物研究所等10家單位，繪制了芒果染色體級別精細基因組圖譜，并從基因組水平揭示了芒果物種進化機制和栽培品種馴化歷史，我國芒果種質(zhì)資源起源進化及重要性狀鑒定研究居于世界領(lǐng)先水平。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在基因組領(lǐng)域國際頂級雜志《Genome Biology》（IF=14.028）上。

研究團隊通過對傳統(tǒng)芒果品種阿方索進行深度測序和組裝，得到了大小為393Mb的芒果精細基因組圖譜。對組裝和注釋結(jié)果進行分析，結(jié)果表明，芒果祖先于3300萬年前發(fā)生了全基因組復制事件，而復制后的雙拷貝基因

中，與能量代謝相關(guān)的基因被選擇性保留了下來，這些基因可能為該時期芒果應對大氣二氧化碳濃度急劇降低和全球氣候變冷提供了適應性優(yōu)勢。同時，研究團隊在眾多擴張的基因家族中，發(fā)現(xiàn)一個名為CHS的家族，其可能與漆酚合成相關(guān)。漆酚，是芒果等漆樹科物種中特有物質(zhì)，該物質(zhì)能引起人體強烈的致敏反應。該發(fā)現(xiàn)將為闡明漆酚合成的分子機制提供基礎(chǔ)。該項目還對48個芒果品種和4個同為芒果屬的近緣物種進行了重測序。進一步分析表明，芒果傳統(tǒng)品種分為印度和東南亞兩大類群，而多數(shù)商業(yè)品種出現(xiàn)了等位基因混雜。存在于中國南部和東南亞國家的芒果農(nóng)家品種，在東南亞類群中形成了獨特的亞類群；有趣的是，海南等部分區(qū)域的農(nóng)家種資源也出現(xiàn)了和商業(yè)品種類似的等位基因混雜。

芒果種質(zhì)資源與攀枝花模式

我國芒果研究始于20世紀50年代末，90年代芒果產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。海南、廣東、廣西、云南等芒果主產(chǎn)區(qū)均有芒果研究機構(gòu)，但科研力量分散、薄弱，隨著2003年國家科技基礎(chǔ)條件平臺項目子項目“熱帶作物種質(zhì)資源標準化整理、整合及共享試點”的實施，作為主要熱帶作物之一，芒果凝聚了來自不同主產(chǎn)區(qū)芒果研究機構(gòu)科研力量的協(xié)作攻關(guān)，中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所作為項目牽頭單位，借此契機聯(lián)合中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院南亞熱帶作物研究所、環(huán)境與植物保護研究所、廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所和云南省農(nóng)業(yè)科學院熱帶亞熱帶經(jīng)濟作物研究成立芒果創(chuàng)新團隊。

熱帶作物品種資源研究所所長、國家熱帶植物種質(zhì)資源庫牽頭人陳業(yè)淵，長期致力于種質(zhì)資源研究，帶領(lǐng)芒果創(chuàng)新團隊發(fā)展芒果產(chǎn)業(yè)從海南到四川攀枝花再到貴州興義，每一片芒果地都留下了他們的足跡。

四川攀枝花芒果從無到有，開創(chuàng)了世界緯度最北（26°～27°）、海拔最高（1200～1500米）的坡地果園生產(chǎn)模式，打造了我國唯一的優(yōu)質(zhì)、晚熟芒果生產(chǎn)基地，成為國家地理標志產(chǎn)品，享譽全國。

作為攀枝花助農(nóng)增收的支柱產(chǎn)業(yè)，攀枝花芒果產(chǎn)業(yè)的崛起壯大，離不開中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院提供品種、技術(shù)等方面支撐。產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，區(qū)域性適宜優(yōu)良品種的匱乏是其遇到的第一個難題。中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院先后引進十幾個優(yōu)良品種進行試種篩選，經(jīng)過10余年的努力，終于篩選出適合當?shù)胤N植的優(yōu)質(zhì)、晚熟、豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的凱特、金煌、吉祿等品種，并逐漸受到了消費者的青睞，迅速成為攀枝花的主栽品種。同時，中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院的專家聯(lián)合當?shù)乜蒲?、農(nóng)技部門研發(fā)出“輪換修剪”“果實套袋”“病蟲害防控”等一批與品種相配套的栽培技術(shù)，為當?shù)孛⒐a(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了技術(shù)保障。

助力貴州“兩江一河”流域脫貧

2014年，中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院的專家們在貴州黔西南州調(diào)研發(fā)現(xiàn)，“兩江一河”流域（南盤江、北盤江、紅水河）光、熱、土地等資源豐富，具有發(fā)展芒果產(chǎn)業(yè)得天獨厚的優(yōu)勢；而且貴州省黔西南州是我國石漠化典型代表區(qū)，也是我國“十三五”精準扶貧的主戰(zhàn)場之一。該地區(qū)屬老少邊窮地區(qū)，是典型的低緯度、高海拔山區(qū)和酸性、微酸性紅黃土壤及喀斯特地貌，在這塊土地上生活的老百姓收入來源少、生活水平極低，種植作物以傳統(tǒng)的玉米為主，畝產(chǎn)值千元左右，僅能保障溫飽。

由此，陳業(yè)淵研究員帶領(lǐng)專家團隊，協(xié)同貴州省農(nóng)業(yè)科學院亞熱帶作物研究所骨干人員組建聯(lián)合攻關(guān)與示范推廣團隊，在系統(tǒng)研究石漠化山地綠色高效熱帶農(nóng)業(yè)發(fā)展路徑的基礎(chǔ)上，以優(yōu)良芒果品種為重點，集成構(gòu)建“果－草－畜－肥”一體化生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)，取得了顯著的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。累計展示、示范推廣優(yōu)良品種22個，選出適合當?shù)刂髟缘慕鸹?、紅玉、“桂熱82號”等優(yōu)良品種6個，新品種及技術(shù)示范推廣5萬畝以上，畝產(chǎn)值3000元以上，戶均年純收入達1.5萬元右，帶動4000戶家庭脫貧致富，初步探索出科技推進石漠化貧困地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的新模式，支撐熱帶山地綠色高效農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，助推廣大石漠化地區(qū)農(nóng)民早日脫貧致富。產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對該地區(qū)400多萬農(nóng)村人口的脫貧致富具有重大意義，為具有潛力的黔西南芒果產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

典型案例4.世界第六大糧食作物木薯我國在“一帶一路”建示范基地

木薯

木薯是世界第六大糧食作物，是非洲、南美洲熱帶地區(qū)老百姓的主糧。我國自1954年開始收集引進資源，如今建立了全國唯一的國家木薯種質(zhì)資源圃，保存850份種質(zhì)和2000多份育種材料，核心種質(zhì)占85%；培育出自主知識產(chǎn)權(quán)的品種15個。世界上有99個國家種植木薯，平均鮮薯產(chǎn)量約15噸/公頃，我國種植面積40萬公頃，平均單產(chǎn)30噸/公頃，每年進口木薯產(chǎn)品（淀粉、變性淀粉、干片、顆粒等）折合鮮薯1800萬噸。隨著國家“一帶一路”倡議的實施，我國企業(yè)紛紛“走出去”，然而急需品種資源和技術(shù)支撐。

多年來，中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所儲備了良種及栽培、加工和綜合利用實用技術(shù)，通過提供種質(zhì)資源、信息服務、培訓服務、科普服務等方式，為50多個國家和地區(qū)提供服務，為5個國家派出援外專家，為中國企業(yè)海外發(fā)展種植木薯提供技術(shù)支持。

為實現(xiàn)我國熱帶農(nóng)業(yè)技術(shù)“走出去”、提升當?shù)責釒ё魑锷a(chǎn)技術(shù)能力、提高我國熱帶作物種質(zhì)資源研究水平，中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所已為PPM亞洲林業(yè)有限公司、中興能源公司、中地海外公司、坦桑尼亞時代集團、香港金鏗集團等20多家企業(yè)“走出去”提供了技術(shù)支撐，在東南亞國家柬埔寨、菲律賓、老撾，以及非洲國家剛果（布）、剛果（金）、尼日利亞、安哥拉、赤道幾內(nèi)亞和坦桑尼亞等“一帶一路”國家建立了10余個示范基地；與此同時，建立了中國-尼日利亞木薯中心、中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院-柬埔寨農(nóng)業(yè)試驗站、中國-巴西木薯蛋白質(zhì)組聯(lián)合實驗室、中地海外阿布賈農(nóng)業(yè)試驗站等國際合作平臺。

目前“華南5號”“華南8號”“華南14號”等華南系列木薯新品種在“一帶一路”國家累計推廣面積1000萬畝，平均產(chǎn)量達35～45噸/公頃，提高當?shù)貑萎a(chǎn)2～3倍。