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香蕉種質(zhì)資源的安全保存與有效利用

2020-12-21 06:26胡玲玉黃秉智楊興玉吳元立許林兵
廣東農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020年12期
關(guān)鍵詞:種質(zhì)香蕉資源

胡玲玉,黃秉智,楊興玉,吳元立,許林兵

(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南亞熱帶果樹生物學(xué)與遺傳資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省熱帶亞熱帶果樹研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510640)

香蕉是指芭蕉科芭蕉屬的尖苞片蕉(Musa acuminata)和長梗蕉(M. balbisiana)兩個野生種以及它們種內(nèi)突變或種間雜交演化而成的栽培種,芭蕉屬的其他種為香蕉的近緣植物。香蕉起源中心在東南亞,主要有印度尼西亞、馬來西亞、印度和泰國等;次生起源中心在非洲;我國是香蕉起源地的邊緣地區(qū),華南各省有大量的栽培蕉以及少量的香蕉野生種和野生近緣植物[1-2],野生近緣植物以阿寬蕉(M. itinerans,以前曾誤稱為雜交野生蕉(M. acuminataColla ×M. balbisanaColla)、AA型野生蕉或AB型野生蕉)較為普遍[3-6],在浙江、湖南等省還可見少量芭蕉(M. basjoo),種類較多的是云南省,有栽培種和野生種類型。

按照Simmonds等方法進(jìn)行香蕉栽培種分類,可將尖苞片蕉性狀的基因稱為A基因,將長梗蕉性狀的基因稱為B基因[7]。根據(jù)性狀分類值及染色體倍數(shù),可將香蕉栽培種分為AA、AAA、AB、AAB、ABB、AAAA、AAAB、AABB、BB和 BBB等基因型。香蕉的栽培種或雜交栽培種以下分基因組(group),后分栽培品種,有的基因組下再分亞組(subgroup),AA、AAA、AAB、ABB等都有很多亞組,如Cavendish亞組、Plantain亞組,國內(nèi)刊物上學(xué)名寫法沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),但大多規(guī)范為“屬名Musa+基因型+亞組名+品種名”,如大豐1號香蕉的學(xué)名可寫成M.AAA Cavendish cv. Dafeng No. 1。

香蕉是世界上主要水果作物和重要糧食作物之一,依照其用途,國際上將香蕉作物分為香蕉(Banana)和大蕉(Plantain),香蕉是水果作物、多為鮮食,大蕉是糧食作物、多為煮熟后食用。目前,香蕉和大蕉在130多個國家和地區(qū)均有栽培[8],年產(chǎn)量達(dá)到1.55億t(FAO,2020),對亞洲、非洲、拉丁美洲以及太平洋島嶼等許多國家和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。但是在許多產(chǎn)區(qū),香蕉產(chǎn)業(yè)正面臨著栽培品種單一化以及病蟲害、冷害等生物和非生物逆境脅迫的威脅,此外,提高果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)以及延長果實(shí)保鮮期也是育種者們面臨的重要問題[9-10]。世界上許多香蕉育種組織和機(jī)構(gòu)正在為培育抗病抗蟲的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)新品種而努力[11]。香蕉新品種選育依賴于很小的遺傳變異基礎(chǔ),因此在育種過程中需要納入更多的遺傳物質(zhì)多樣性,這項工作需要依賴大量且全面的種質(zhì)資源材料的收集,豐富的種質(zhì)資源可以為育種者們提供優(yōu)良的遺傳物質(zhì)來源[12]。香蕉野生種、多樣化品種和野生近緣植物中蘊(yùn)含著應(yīng)對病蟲害及不斷變化的環(huán)境條件所必須的基因。為確保這些重要且豐富的種質(zhì)資源材料可以應(yīng)用于未來的繁殖和育種工作,必須對香蕉種質(zhì)資源材料進(jìn)行收集和安全保存[13]。

1 國內(nèi)外香蕉種質(zhì)資源的保存現(xiàn)狀

1985年,國際生物多樣性組織(Bioversity International)建立了一個種質(zhì)庫,該種質(zhì)庫已發(fā)展為世界上最大的香蕉異地保存種質(zhì)庫,目前保存有1 625份香蕉種質(zhì),由比利時的國際種質(zhì)交換中心(International Transit Centre,ITC)保管。自1985年以來,ITC已向109個國家和地區(qū)的用戶分發(fā)了17 000多份種質(zhì)材料,其中約75%的材料分發(fā)給香蕉主要種植區(qū)(非洲27%、美洲25%和亞太地區(qū)23%),其余則分發(fā)給歐洲的大學(xué)和研究中心,作為基礎(chǔ)和應(yīng)用研究、育種、保存和開發(fā)的資源[14]。此外,據(jù)香蕉種質(zhì)信息系統(tǒng)(Musa Germplasm Information System,MGIS)截至2020年9月數(shù)據(jù),喀麥隆非洲香蕉和大蕉研究中心(CARBAP)、烏干達(dá)國際農(nóng)業(yè)研究組織(NARO)、蘇丹農(nóng)業(yè)植物遺傳資源保護(hù)與研究中心(APGRC)、古巴熱帶環(huán)境研究所(INIVIT)和印度尼西亞園藝研究與發(fā)展中心(ICHORD)分別保存617、442、358、354和306份香蕉種質(zhì)。

我國國家果樹種質(zhì)廣州香蕉荔枝圃建于1989年,目前保存有香蕉種質(zhì)340份。國內(nèi)也有其他單位開展香蕉種質(zhì)資源的收集保存工作,截至目前,中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所保存有近200份、品種資源研究所保存近200份,廣東省東莞市香蕉蔬菜研究所保存146份,云南熱帶作物研究所保存110份,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部廣州香蕉種質(zhì)資源圃保存243份,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)保存72份。

2 香蕉種質(zhì)資源的安全保存技術(shù)

香蕉屬于多年生無性繁殖草本植物,一般不產(chǎn)生種子,所以種子保存不適用于香蕉種質(zhì)資源[13]。國際上香蕉種質(zhì)保存方式主要以活體保存為主,包括圃地種植保存、大棚設(shè)施保存以及離體保存等方式[15]。

2.1 圃地種植保存

2.1.1 優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn) 種質(zhì)圃需要設(shè)立在適于種質(zhì)生長的地區(qū),要求有悠久的栽培歷史和資源基礎(chǔ),同時具有開展研究的儀器、設(shè)備和場地條件。香蕉種質(zhì)資源的圃地種植保存依靠吸芽的無性繁殖來實(shí)現(xiàn),優(yōu)點(diǎn)是這種保存方式更接近生產(chǎn)上的管理水平,可以對保存的種質(zhì)資源進(jìn)行田間評價和性狀觀察描述記載。缺點(diǎn)是占用大量土地和勞動力,且易受自然災(zāi)害和病蟲害的影響,比如冷害,氣溫下降至0℃會使香蕉種質(zhì)材料的地上部枯萎,但球莖一般不會死亡,如果氣溫長時間維持在-3~5℃以下,大部分香蕉種質(zhì)材料將死亡;此外,一些毀滅性病害(如香蕉束頂病、花葉心腐病及枯萎病)導(dǎo)致大部分香蕉植株死亡[16],影響香蕉種質(zhì)資源的長期保存。

2.1.2 注意事項 通過觀察香蕉種質(zhì)資源材料的生長位置、生長勢和病蟲害情況等,評估其生長狀態(tài)和安全性,以確定是否需要進(jìn)行更新。如果觀察到以下情況發(fā)生,即需進(jìn)行種質(zhì)資源更新:香蕉植株吸芽生長位置變化大、影響株行距;植株假莖變小、變矮以及果實(shí)性狀變差;植株感染香蕉束頂病、花葉心腐病或枯萎病等毀滅性病害。香蕉種質(zhì)資源的更新通過田間吸芽分蘗繁殖進(jìn)行,一株植株一般可長3~5個吸芽,選擇生長勢健壯、無病蟲害的吸芽為繁殖材料,能更好地保證香蕉種質(zhì)的遺傳穩(wěn)定性。但是吸芽易帶病菌,因此要做好消毒工作。此外,在高溫季節(jié),吸芽的種植成活率不高,因此要預(yù)留足夠數(shù)量的吸芽來補(bǔ)種。

在圃地種植保存中,香蕉種質(zhì)材料的病蟲害防控十分重要。香蕉病毒病一般可通過殺死傳播媒介(如蚜蟲)來預(yù)防;枯萎病較難防治,主要通過土壤消毒殺菌、多施有機(jī)肥和生物肥以及輪作等方式減輕發(fā)病率。此外,還可以通過擴(kuò)大保存數(shù)量,一般每份香蕉種質(zhì)材料保存5~10株,以保證其安全保存。圃地種植保存操作按《作物種質(zhì)資源繁殖更新技術(shù)規(guī)程》[17]進(jìn)行。

2.2 大棚設(shè)施保存

為了防止極端天氣和毀滅性病蟲害等不利因素造成種質(zhì)材料的死亡,通常采用大棚設(shè)施保存,主要包括大棚設(shè)施種植保存和盆栽種植保存。

2.2.1 大棚設(shè)施種植保存 (1)優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn):大棚設(shè)施種植保存管理方式與圃地種植保存基本一致。大棚設(shè)施設(shè)置有保溫和防蟲措施,可以防止冬季低溫對耐寒力差的種質(zhì)材料造成傷害,并觀察低溫季節(jié)種質(zhì)材料的結(jié)果習(xí)性,還可以防止蟲害和蟲傳病害等,提高種質(zhì)異地保存的安全性。但是如果夏季溫度過高,需要采取降溫措施,增加成本;高溫高濕造成紅蜘蛛和鞘腐病等病蟲害增加;遮蔭也會造成種質(zhì)材料的徒長。(2)注意事項:注意適當(dāng)疏植,增加透光性,當(dāng)植株生長過高時要適當(dāng)短截以降低假莖高度,防止遮陰;高溫季節(jié)要及時降溫,加強(qiáng)肥水管理及病蟲害防治;利用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)測溫度、濕度和光照等環(huán)境條件,實(shí)現(xiàn)自動化管理,使種質(zhì)材料生長最優(yōu)化。

2.2.2 大棚盆栽種植保存 (1)優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn):為了使保存種質(zhì)植株小型化,可進(jìn)行密植化管理,大棚盆栽種植保存是一種有效方式。使用無病菌的培養(yǎng)土將吸芽或組培苗種植在塑料大盆中,每份種質(zhì)保存3~5盆,重要的種質(zhì)材料可保存更多,存放于設(shè)施大棚中集中管理,用于保存營養(yǎng)體,不需要觀察其結(jié)果習(xí)性。這種方法可以輔助圃地種植保存,具有節(jié)省占地面積、方便管理以及安全性較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),是國內(nèi)外較為先進(jìn)的保存方法。但是缺點(diǎn)是需要定期更換花盆和培養(yǎng)土,增加人力和財力成本。(2)注意事項:培養(yǎng)土的選擇要考慮其保肥、保水、透氣性能,通過肥水管理措施既要保證幼苗的正常生長需要,也要使幼苗生長緩慢,維持其最低生長速率,一般每隔1~2年更換一次培養(yǎng)土和幼苗,重新種植保存。如果培養(yǎng)容器空間太小,根系生長空間不足,會導(dǎo)致植株徒長且提前衰老。因此,在盆栽保存中,要采用較大花盆和足量培養(yǎng)土,控制肥水,適當(dāng)修剪植株葉片和假莖,控制植株生長量,保持約4株/m2左右。植株長得太高時,可短截以降低假莖高度;植株球莖過大、生長勢較差時,需要及時更換培養(yǎng)土和幼苗。此外,要注意防治好葉瘟病和鞘腐病等病害,對培養(yǎng)土進(jìn)行消毒或者定期噴淋殺菌藥,對保存易感土傳病害的品種更為有利。

2.3 離體保存

田間保存易遭受病蟲害、冷害和臺風(fēng)等不利環(huán)境條件的威脅,而且占用大量的土地和勞動力,維護(hù)成本較高。因此,離體培養(yǎng)也常用于香蕉種質(zhì)資源保存,香蕉的離體保存分為緩慢生長保存和超低溫冷凍保存[18]。

2.3.1 緩慢生長保存 (1)優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn):緩慢生長保存適用于香蕉種質(zhì)資源的中短期保存[19]。組培繁殖主要是利用吸芽進(jìn)行外植體接種,在MS培養(yǎng)基上外加生長調(diào)節(jié)劑進(jìn)行無菌繁殖,不定芽生根后長成小苗。組培苗在溫度15℃左右生長緩慢,每年繼代培養(yǎng)1~2次,可保存5~10年。組培苗長成的植株一般不帶病菌,經(jīng)病毒檢測后也可保證不帶病毒,有利于種質(zhì)的分發(fā)和利用。隨著組培技術(shù)的發(fā)展,生產(chǎn)上香蕉種苗大多采用組培苗,具有無病菌、繁殖速度快且量大、不受氣候因素影響以及成本低、質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。但是由于每年需要繼代培養(yǎng)1~2次,所以容易遭受細(xì)菌或真菌污染,而且在體外保存的種質(zhì)容易發(fā)生體細(xì)胞克隆性變異,所以需要定期監(jiān)測保存材料的生長和健康情況以及遺傳穩(wěn)定性。(2)注意事項:緩慢生長保存的主要目的是降低生長速度、延長保存時間以及降低保存空間,主要通過控制生長溫度和培養(yǎng)基營養(yǎng)成分來實(shí)現(xiàn),保證植株遺傳穩(wěn)定且生長速度極緩慢,多數(shù)香蕉的生長臨界點(diǎn)溫度為13℃,因此組培保存的室內(nèi)溫度通??刂圃?5℃左右。由于種質(zhì)材料的類型不同,組培的繁殖難易和變異程度有差別,所以種質(zhì)材料的繼代次數(shù)一般不超過15次。當(dāng)組培苗出現(xiàn)生長勢變差、葉片畸形或分化芽不分化時,即需進(jìn)行種質(zhì)材料的更新保存。

2.3.2 超低溫冷凍保存 超低溫冷凍保存適用于香蕉種質(zhì)資源的長期保存。由于緩慢生長保存方式存在容易發(fā)生污染以及體細(xì)胞變異等缺點(diǎn),所以為了確保對香蕉種質(zhì)材料進(jìn)行長期、安全且成本更低的保存,開發(fā)了超低溫保存方式(在液氮中,-196℃)。在這種保存條件下,植物中絕大多數(shù)生物化學(xué)和物理過程都被抑制,植物材料可以無限期存儲。目前,可用于香蕉組織超低溫冷凍保存的方案有3種:(1)對0.4 mol/L蔗糖上預(yù)培養(yǎng)2周的分生組織進(jìn)行快速冷凍[20];(2)頂端分生組織玻璃化,對從離體保存材料上切取的微小分生組織進(jìn)行玻璃化冷凍[21];(3)對蔗糖預(yù)培養(yǎng)后的分生組織進(jìn)行玻璃化冷凍,這是前兩種方法的結(jié)合,是目前最成功的方法,解凍后再生率高達(dá)75%[22]。超低溫冷凍保存技術(shù)除可用于種質(zhì)保存,還可用于根除植物病毒,通過超低溫保存,香蕉花葉病毒(CMV)和香蕉線條病毒(BSV)可以從被感染的香蕉材料中清除[23]。此外,超低溫冷凍方法還可用于保存具有特定特征的植物材料,如遺傳轉(zhuǎn)化組織和轉(zhuǎn)化感受態(tài)組織。香蕉轉(zhuǎn)化感受態(tài)組織的胚胎細(xì)胞懸浮系制備困難且耗時,所以其安全儲存至關(guān)重要,有研究表明在液氮中保存4年后,解凍后組織的生存能力、再生能力以及對農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化能力保持不變[24]。

雖然我跟佳佳私下里的交集不多,但對她本科時的用功、刻苦和出色,也是有所耳聞的。我知道她的學(xué)習(xí)成績很好,績點(diǎn)分在系里始終名列前茅,當(dāng)年的GRE考試接近滿分,大三時就已經(jīng)開始在網(wǎng)上發(fā)布自己總結(jié)出來的英語聽力教學(xué)新論了。

3 國家果樹種質(zhì)廣州香蕉荔枝圃的種質(zhì)資源保存現(xiàn)狀

3.1 保存數(shù)量

廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所從20世紀(jì)60年代開始收集國內(nèi)外香蕉種質(zhì)資源,1989年經(jīng)農(nóng)業(yè)部驗(yàn)收并建立香蕉圃,保存資源主要為芭蕉屬種質(zhì)資源,包括栽培種、野生種和野生近緣植物(種)。截至2020年9月,國家果樹種質(zhì)廣州香蕉荔枝圃入圃保存香蕉種質(zhì)資源總數(shù)為340份,其中國外引進(jìn)109份、共有9個物種(含1個亞種),生產(chǎn)上已絕種的物種約70份。2001年農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)與利用專項啟動后新增物種數(shù)4個、新增份數(shù)172份,其中國外引進(jìn)70份。

3.2 保存類型

國家果樹種質(zhì)廣州香蕉荔枝圃保存的香蕉種質(zhì)資源有栽培種、野生種和野生近緣植物(種)三大類。圃地保存的主要是栽培種資源,可分為AA、AAA、AAB、ABB、BBB、AAAA、AAAB、AABB等基因型(組),其中AA、AAA、AAAA由尖苞片蕉演化而來,AAB、ABB、BBB、AAAB、AABB由尖苞片蕉和長梗蕉雜交演化而來,稱為雜交蕉。香蕉野生種和野生近緣植物(種)中蘊(yùn)含著豐富的遺傳物質(zhì),但是大多仍未被開發(fā)利用,因此仍需進(jìn)行收集、保存、描述和利用[25]。目前,圃地保存的野生種和野生近緣植物(種)數(shù)量不多、僅40份,占圃地香蕉資源的12%。尖苞片蕉和長梗蕉這兩個野生種在圃地均有保存,圃地保存的野生近緣種多為我國分布較多的阿寬蕉,此外還保存有芭蕉、云南指天蕉(M. paracoccinea)、芭蕉紅(M.coccinea)、毛果蕉(M. velutina)、粉飾蕉(M.ornata)等。

3.3 鑒定與評價

3.3.1 粗評 將收集的香蕉種質(zhì)資源材料種植在引種棚或觀察圃中,參照《香蕉種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[26]進(jìn)行描述和記載,評價其與現(xiàn)有種質(zhì)材料的差異性,排除相同的種質(zhì)材料,將與現(xiàn)有種質(zhì)性狀表現(xiàn)不同的材料置于圃地栽培。

3.3.2 鑒評 正常管理條件下,參照《農(nóng)作物種質(zhì)資源鑒定技術(shù)規(guī)程 香蕉》(NY/T 1319-2007)和《農(nóng)作物優(yōu)異種質(zhì)資源評價規(guī)范 香蕉》(NY/T 2025-2011)進(jìn)行兩年以上的鑒定和評價,將多年采集數(shù)據(jù)進(jìn)行整理形成一個數(shù)據(jù)庫,根據(jù)鑒定評價結(jié)果篩選出優(yōu)異種質(zhì)資源,有的直接應(yīng)用于生產(chǎn),有的供給相關(guān)單位和組織進(jìn)行科研或育種研究。

對一些重要的抗性進(jìn)行鑒定時,需要另設(shè)條件開展。例如,為了鑒定種質(zhì)材料的枯萎病抗性,育種者們利用病菌與組培苗的互作關(guān)系開發(fā)了組培苗離體早期枯萎病抗性鑒定技術(shù),同時配合采用病園組培苗密植早期診斷鑒定技術(shù),定植一段時間后記載外部發(fā)病癥狀和球莖部病斑大小進(jìn)行抗病性評價[27-29]。

3.4 努力方向

香蕉種質(zhì)資源材料的保存是占地較多、成本較大而成效較低的一項工作。自2018年承擔(dān)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部的種質(zhì)圃改擴(kuò)建項目以來,國家果樹種質(zhì)廣州香蕉荔枝圃在保存條件方面得到較大改善。田間種質(zhì)圃建設(shè)有防蟲的網(wǎng)室大棚,可以防止蟲害傳播;溫室大棚安裝有通風(fēng)降溫、遮陰和物聯(lián)網(wǎng)控制設(shè)備,可用于棚內(nèi)種植保存和盆栽種植保存;同時還建有組培保存室,可開展低溫離體組培保存。

4 香蕉種質(zhì)資源的有效利用

4.1 育種

作物種質(zhì)資源是人類賴以生存和發(fā)展最根本的物質(zhì)基礎(chǔ)和戰(zhàn)略資源,也是生命科學(xué)源頭創(chuàng)新的材料基礎(chǔ),是育種的重要材料來源。果樹種質(zhì)資源的有效利用涉及許多方面,包括作為育種材料培育新品種、開發(fā)加工和藥用保健品等,重點(diǎn)還是在品種選育上。

4.1.1 雜交育種 香蕉栽培品種母本高度不育,且果實(shí)要求絕對無籽化,所以很難通過種子進(jìn)行繁殖[30]。但是,香蕉種質(zhì)資源中部分野生種和野生近緣種可雜交產(chǎn)生種子,部分栽培品種(如粉蕉和大蕉)的雌花也具有一定的育性,可少量或極少量地產(chǎn)生種子,這為雜交育種提供了條件。粉雜1號(母本為廣粉1號,父本尚未確定、可能為野蕉)是自然雜交后育成的重要栽培品種;高產(chǎn)高抗枯萎病的中蕉9號(金手指×SH3142)也是通過雜交育種選育出。我國香蕉產(chǎn)區(qū)存在冷害和干旱等非生物逆境脅迫,而雜交育種培育的香蕉品種抗逆性強(qiáng),將成為我國香蕉產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展方向。世界上有4個著名的香蕉育種機(jī)構(gòu)(洪都拉斯的FHIA、巴西的EMBRAPA-CNPMF、尼日利亞的IITA、瓜德羅普的CIRAD-FLHOR)從事香蕉的雜交育種工作,育出了FHIA系列等香蕉雜交新品種,在抗枯萎病、葉斑病和根線蟲病等方面取得較大進(jìn)展,但是絕大數(shù)品種還不能滿足消費(fèi)者日益增長的品質(zhì)需要。

4.1.2 誘變育種 無性繁殖過程中發(fā)生的自然突變以及利用物理或化學(xué)因素使香蕉體細(xì)胞發(fā)生變異,可篩選出一些具有特定抗性的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新品種。雖然這些變異具有隨機(jī)性且難度較大,但在原有優(yōu)異種質(zhì)上進(jìn)行抗病性的選擇比較有效。在我國臺灣地區(qū),香牙蕉種植園中枯萎病發(fā)病嚴(yán)重。從1984年開始,臺灣香蕉研究所對香蕉組培中發(fā)生變異的材料進(jìn)行抗病選育,1992年后已陸續(xù)選育出抗病且優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的臺蕉1號、臺蕉3號和寶島蕉等新品種和品系[31],將這些抗枯萎病新品種和品系分發(fā)到世界各地,育種者們在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行選種和優(yōu)化,選育出更多更符合生產(chǎn)和消費(fèi)的新品種。國家果樹種質(zhì)廣州香蕉荔枝圃以豐富的種質(zhì)資源材料為基礎(chǔ),選育出許多抗病香蕉新品種,如粉雜1號和南天黃等,這些品種已成為廣東省的農(nóng)作物主導(dǎo)品種,為香蕉產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)民增收作出了較大貢獻(xiàn)。

另外,新興技術(shù)如細(xì)胞融合技術(shù)、基因編輯技術(shù)以及轉(zhuǎn)基因技術(shù)等,也成為未來香蕉新品種選育的重要有效手段。

4.2 基礎(chǔ)研究

國際種質(zhì)交換中心擁有世界上最豐富的香蕉種質(zhì)資源,除了用于保存,也利用種質(zhì)庫開展基礎(chǔ)研究,選育營養(yǎng)更全面、抗性更強(qiáng)的香蕉品種。非洲兒童每年會遭受維生素A缺乏導(dǎo)致的失明和感染,香蕉是全球第四大糧食作物,因此篩選富含維生素A的香蕉品種具有重要意義[32]。國際生物多樣性組織篩選了400多個品種,鑒定出類胡蘿卜素含量高的品種,人體可以將類胡蘿卜素轉(zhuǎn)化為維生素A,僅吃一根香蕉即可滿足兒童每日維生素A需求。

國家果樹種質(zhì)廣州香蕉荔枝圃在基礎(chǔ)研究方面,主要開展香蕉種質(zhì)資源的植物學(xué)和生物學(xué)性狀描述記載、枯萎病抗性評價以及染色體倍性研究。此外,通過分發(fā)種質(zhì)材料給相關(guān)的科研教學(xué)單位,通過其反饋信息完善數(shù)據(jù)庫。同時,圃地每年還接待華南農(nóng)業(yè)大學(xué)等學(xué)校和其他組織的學(xué)生及研究人員前來參觀,提供一些優(yōu)稀種質(zhì)給相關(guān)單位建設(shè)小規(guī)模的科普觀光園,對香蕉科普起了重要作用。

4.3 支撐香蕉產(chǎn)業(yè)

我國是香蕉生產(chǎn)第二大國,產(chǎn)區(qū)主要集中在廣西、廣東、海南、福建和云南5個省份[33]。在當(dāng)前的鄉(xiāng)村振興與扶貧攻堅戰(zhàn)中,香蕉作為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水果,其栽培相對容易,農(nóng)民容易掌握栽培技術(shù),在貧困地區(qū)廣泛種植,成為許多地區(qū)扶貧的主打作物品種。但是,目前香蕉產(chǎn)業(yè)正面臨枯萎病的嚴(yán)重威脅,香蕉種植面積急劇下降。我國香蕉產(chǎn)區(qū)感病品種和抗病品種并存,病區(qū)以抗病品種如南天黃、粉雜1號、中蕉9號、中蕉4號、桂蕉9號和海貢蕉等為主;無病區(qū)和少病區(qū)以易感病品種如巴西蕉、桂蕉1號、廣粉1號和金粉1號等為主。粉蕉新品種粉雜1號具有抗枯萎病、抗風(fēng)、耐澇、高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)等優(yōu)勢,近幾年以蘋果蕉為商品名出現(xiàn)在我國大部分地區(qū)的消費(fèi)市場,還遠(yuǎn)銷東北地區(qū),深受消費(fèi)者青睞。在廣東中山,粉雜1號每年栽培面積達(dá)2 000 hm2以上,每公頃利潤可達(dá)6萬元以上,已成為珠江三角洲的主栽香蕉品種。粉雜1號在貴州冊亨的種植取得了較好進(jìn)展,同時在廣西和福建等香蕉產(chǎn)區(qū)也大力推廣,成為扶貧重頭戲。在海南和云南等香蕉產(chǎn)區(qū),抗枯萎病香蕉品種南天黃每年栽培面積可達(dá)1萬~3萬hm2,許多丟棄或轉(zhuǎn)種的蕉園重新種植香蕉,栽培面積得到恢復(fù)。這些以種質(zhì)資源材料為基礎(chǔ)選育而成的香蕉新品種,是我國香蕉產(chǎn)區(qū)目前的主栽品種,對香蕉產(chǎn)業(yè)起到重要的支撐作用。

5 展望

農(nóng)作物種質(zhì)資源是農(nóng)業(yè)科技原始創(chuàng)新和現(xiàn)代種業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),是保障糧食安全、建設(shè)生態(tài)文明以及支撐農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性資源。農(nóng)作物種質(zhì)資源收集、保存、鑒定評價和分發(fā)利用等工作,具有公益性、基礎(chǔ)性、長期性等特點(diǎn),對人們生活水平的提高有重大意義,是一項功在當(dāng)代、利在千秋的事業(yè)。

在未來的工作中,我們將在以下幾個方面持續(xù)開展工作:(1)繼續(xù)完成第三次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集工作,建成完善且科學(xué)高效的香蕉種質(zhì)資源保護(hù)與利用體系;(2)收集和保護(hù)珍稀、瀕危以及特有資源,確保種質(zhì)資源不喪失;(3)加強(qiáng)國際交流,引進(jìn)國外優(yōu)異的香蕉資源,擴(kuò)大保存份數(shù),加強(qiáng)種質(zhì)資源安全性與遺傳完整性監(jiān)測,及時繁殖與更新復(fù)壯;(4)開展香蕉種質(zhì)資源表型精準(zhǔn)鑒定評價與基因型高通量鑒定,深度發(fā)掘與優(yōu)異性狀相關(guān)的關(guān)鍵基因,構(gòu)建分子指紋圖譜庫,打好育種創(chuàng)新基礎(chǔ);(5)加強(qiáng)香蕉種質(zhì)資源保護(hù)基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵核心技術(shù)研究,充分整合利用現(xiàn)有資源,構(gòu)建香蕉種質(zhì)資源大數(shù)據(jù)平臺,推進(jìn)數(shù)字化動態(tài)監(jiān)測和信息化監(jiān)督管理;(6)做好種質(zhì)資源基本性狀鑒定、信息發(fā)布及實(shí)物分發(fā)利用等服務(wù)工作。

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