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种质评价与利用

对动植物遗传资源进行收集保存,筛选鉴定,繁殖扩大,确定其利用价值。动植物能稳定传递给其后代的遗传物质泛称种质。农作物的原始地方品种群体及其野生亲缘植物,是人类从事农业生产赖以选择利用的主要种质资源,或称遗传资源,是评价与利用的主要对象。

对动植物遗传资源进行收集保存,筛选鉴定,繁殖扩大,确定其利用价值。动植物能稳定传递给其后代的遗传物质泛称种质。农作物的原始地方品种群体及其野生亲缘植物,是人类从事农业生产赖以选择利用的主要种质资源,或称遗传资源,是评价与利用的主要对象。生物的全部种质是长期自然选择和人工选择的产物,带有高度的遗传多样性、对特定生态环境的完善的适应性,常具有珍贵的特异性状,因而成为近代农作物品种改良的主要种质源泉,日益受到广泛的重视,力求全面收集。旨在保存和保持种质资源的群体遗传结构,尽量减少人为的干预。近代采用杂交或诱变等方法创造的种质或品种,属于次级种质资源,由于受到人工选择的影响,一般具有较明显的遗传一致性和优良的生产性能。

简史

遗传资源的概念最早源于20世纪20年代苏联的瓦维洛夫(N.I.Vavilov,1887~1943),他进行了全球性的植物资源考察和收集,获得大量农作物品种及其野生亲缘植物,开展了广泛的种质评价利用和储藏保存研究,在列宁格勒建立世界上最早的种质资源中心植物工业研究所(Institute of Plant Industry),保存有大量各类作物及其野生种质资源。60年代中期起,普遍关注到原始地方品种急剧被近代新品种所代替,野生资源的生态环境受到破坏,都可导致大批原始种质的淘汰和消失,即所谓遗传侵蚀,而另一方面,农作物育种的发展对原始地方品种丰富种质源的需求,又日益迫切。1967年联合国粮农组织(FAO)植物勘察和保存专家组召开技术会议,确定植物种质资源勘察与保存的有关策略,强调须开展多学科的协同研究,其中涉及生态学遗传学,分类学,育种学和农艺学,直至计算机科学等领域。原始品种种质资源列为勘察收集的首要对象,因其受遗传侵蚀而被淘汰最为严重,提出开展国际合作和建立国际种质资源中心的倡议。联合国FAO发展总署和世界银行共同筹建的国际农业研究磋商组(CGIAR)1974年专设国际植物遗传资源委员会(IBPGR),掌管协调国际研究网的合作,资助资源的勘察和保存研究,旨在保证有经济价值的植物种质资源得以完善收集保存,免以绝灭,为植物育种家和农业研究者提供服务。目前IBPGR国际研究网中有38个国际的或地区的植物种质资源中心,负责长期储存30种作物的种质资源,分布在29个国家。例如,1960年设在菲律宾的国际水稻研究所(IRRI),于1977年建成水稻种质库,专职长期保存水稻种质,1966年设在墨西哥的国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)是保存玉米、小麦、大麦和小黑麦的国际中心和设在印度的国际半干旱热带作物研究所(ICRISAT)是保存高粱、小米、花生和山藜豆的国际中心等。联合国粮农组织和环境保护署于1983年联合建立了动物遗传资源保存与利用专家组,开展了学术交流活动,推动各国注意保存濒危状态的许多地方品种,并积极加以利用。

20世纪50年代,中国广泛开展农作物品种资源的调查和收集,共获得各类作物品种约20万份,1979年由国家科学技术委员会和农业部发起第二次全国补充征集,又收集到60种作物约10万份材料。1978~1982年进行了野生稻普查,共收集到普通野生稻,药用野生稻和疣粒野生稻等三个种约3800个标本,发现广东、广西、福建、云南、江西、湖南等省共140个县有野生稻分布,分布北界为北纬28°14′。1978年中国农业科学院成立作物品种资源研究所,协调全国作物品种资源及其野生亲缘植物的收集保存和评价利用,并开展国际交流和合作研究。1986年建成中国农业科学院国家种质库。全国各省区农业科学院都开展农作物品种资源或野生亲缘植物的调查收集保存和评价利用研究。

基本内容

种质评价利用涉及如下主要内容:①要以近代作物育种的任务和目的要求为主要依据。近代作物育种的基本任务是适应人口增长的需要,不断提供丰裕而优质的农业产品,要求作物有尽量高的光合利用效率和产量潜力,质地优良,适应各种环境,抗病虫性能强而稳定。②评价的内容及方法随作物及其性状的类别,种质资源的性质,评价的精确程度及能提供的设备条件和人力等而异。例如,抗病虫性须经相应的人工接种鉴定或自然鉴定,品质须经相应的加工分析,生产性能须经多年份、多地点的联合试验等等。③评价有赖于多学科协同研究。诸如提高品种的生产潜力,与植物光合和营养生理研究有关;筛选抗病虫种质增强作物品种抗性,与植物病理学和昆虫学研究有关;改善作物的品质,与物理化学的分析研究有关等。而开展种质资源的遗传研究,尤其是认识种质和提高近代育种效率的必由之路。④采用跨地区、省份或别国的种质评价研究,是评价利用种质的有效方法。例如,国际水稻研究所的国际水稻试验计划(IRTP),设有稻瘟病、白叶枯病等国际联合鉴定圃,用以筛选抗源。中国水稻研究所组织跨省份的品种联合试验是鉴定近代品种产量性能及其适应性的有效方法等。⑤种质的科学管理是评价利用的重要组成部分。国际或国内保存的种质资源要便于互相对查,便于检索,便于为作物育种家和其他农业研究者提供所需的种质及信息。为达到这一目的,各类种质应确定统一的性状描述及其记录标准,对浩繁的种质和数据实行计算机检索和管理,提高利用种质的效率。