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以利用促保護,提升種質資源保護和利用水平

2024-04-18 09:13:14 閱讀:299

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  種質資源是生物多樣性的重要組成部分,我國既是生物多樣性大國,也是種質資源大國,作物、林木、畜禽、水產、農業微生物等種質資源非常豐富。然而,我國突破性種質資源的發掘與利用的成功案例還較少,存在不系統不全面、不能滿足種業發展需求等問題。為了促進我國從種質資源大國向種質資源強國的轉變,《中國生物多樣性保護戰略與行動計劃(2023—2030年)》將種質資源可持續利用作為優先行動之一,明確指出“強化對生物資源的發掘、整理、檢測、篩選和性狀與功能評價”“促進產學研深度融合、育繁推一體化發展”,實現種質資源可持續利用的同時促進種質資源保護。

 

  一、種質資源的重要性

 

  種質資源是指具有實際或潛在利用價值的、攜帶生物信息的遺傳物質及其載體,是人類社會生存與可持續發展不可或缺、生命科學原始創新及生物產業發展的物質基礎。一個國家所擁有的種質資源的數量和質量,特別是對其特性和遺傳規律了解的廣度和深度,是衡量一個國家農業生物科學和作物育種水平高低的重要標志。習近平總書記強調,“一粒種子可以改變一個世界”。要提升我國種業的核心競爭力主要依靠品種的創新,而品種創新的關鍵則是占有盡可能多的優異種質資源。因此,“種業是農業的芯片,種質資源就是種業的芯片”。

 

  二、我國種質資源保護與利用現狀

 

  我國是四大文明古國之一,是國際公認的農作物八大起源中心之一,也是世界重要的畜禽遺傳資源中心和馴化起源中心,悠久的農業歷史孕育了豐富的農業種質資源。據統計,我國有栽培作物455類1339種,野生近緣植物1930種,有中藥資源種類12807種,經濟樹種1000種以上,畜禽品種948個。然而,隨著社會經濟的高速發展,新技術新品種的推廣對農業種質資源威脅巨大,大量種質資源瀕臨滅絕。

 

  為了保護珍貴的農業種質資源,我國政府自20世紀50年代開始實施保護措施,目前已建成由1個長期庫、1個復份庫、10個中期庫、72個種質圃和224個原生境保護點組成的國家級作物種質資源保護體系,保存作物種質資源54萬余份,成為世界第二大資源寶庫;建有10個國家級畜禽資源基因庫、1個家養動物種質資源長期保存庫、191個國家級保種場、25個國家級保護區,保存了159個國家級和449個省級品種,還保存冷凍精液、胚胎、體細胞等遺傳材料127萬份;建成了包括31家水產遺傳育種中心、84家國家級水產原良種場的水產種質資源保護體系,保存總量80萬份;我國現有1個國家級農業微生物菌種保藏管理中心,長期安全保藏農業微生物2.3萬份,基本形成了農業微生物種質資源保護體系。

 

  我國農業的每一次重大突破,無不得益于關鍵性種質資源的發現、研究與利用。以袁隆平院士為代表的科學家,通過創制“野敗型”“岡D型”“印水型”“紅蓮型”和“光溫敏”不育系等新種質,使我國雜交水稻育種處于國際領先。李振聲院士通過遠緣雜交將偃麥草的抗病和抗逆基因轉移到小麥當中,育成小偃系列小麥新品種,并衍生良種70多個,累計推廣面積3億畝以上,其中僅小偃6號就推廣1.5億畝,解決了小麥條銹病問題。利用我國豐富的地方品種資源,先后育成了農大3號、新楊綠殼等蛋雞配套系和溫氏新興黃雞、嶺南黃雞、雪山雞等優質黃羽肉雞新品種共計67個,使中國蛋雞產業擺脫了對外國品種的依賴,并形成規模巨大的優質肉雞產業。我國利用魚類遺傳資源育成的抗皰疹病毒病鯉魚新品系等,大大減少了獸藥的使用頻率和使用量。這些種質資源發現與利用的成功案例,無不說明優良的農業種質資源是品種改良的基因源泉。

 

  三、加強我國種質資源可持續利用

 

  種質資源保護的最終目的是為了利用,只有實現保護與利用均衡發展,才能全面提升我國種質資源工作的水平。種質資源的可持續利用包括四個方面:

 

  一是深度挖掘種質資源的直接利用價值。種質資源是在農業文明的歷史長河中與人文環境協同演變逐漸形成并適應于特定生態環境的生物類型,雖然大多數種質資源在歷史發展進程中已不適應人類需求,但不同的種質資源具有獨特的優良特性,深度發掘這些優良特性,繼而開發出適應當前氣候、環境以及現代人類健康需求的產品,不僅能夠使古老的種質資源重新發揮作用,而且能夠激勵使用者保護好這些種質資源,從而促進種質資源的保護。

 

  二是持續開展種質資源的基因型與表型精準鑒定。雖然種質資源一般不如現代品種綜合性狀優良,但可能具有某個或幾個優良性狀,通過基因型與表型精準鑒定發掘出與優良性狀相關的基因用于未來生物育種技術,將極大地促進生物產業的發展。因此,需要建立種質資源表型和基因型聯合鑒定平臺,開展全基因組中重要性狀調控位點的深入分析,全面掌握其性狀特征和優異性狀遺傳規律,建立表型、基因型深度挖掘的基因資源高通量發掘技術體系,實現優異基因資源的規?;途珳驶l掘,將種質資源優勢轉化為基因優勢,為支撐農業生物育種提供重要基因資源。

 

  三是傳統與現代育種技術相結合提升種質資源利用效率。通過遠緣雜交、理化誘變、雜交重組等傳統技術與基因組編輯、生物合成等新型技術相結合,運用現代基因工程等高新技術,逐步破解遺傳基礎狹窄、突破性種質和育種材料匱乏的瓶頸問題,構建新種質創制與新品種培育緊密銜接的種質創新技術體系,加強種質資源原始創新力度,快速創制一批具有產業化開發利用價值的作物、畜禽、水產以及農業微生物突破性新種質,為支撐和引領種業科技原始創新奠定堅實基礎。

 

  四是強化種質資源共享利用機制。通過建設種質資源基礎網絡系統、管理信息系統、物聯網系統、表型數據自動采集系統和共享服務系統等遺傳資源信息基礎設施,建成全國性的農業種質資源管理、研發和共享的大數據平臺,實現種質資源標準化、信息化、網絡化和智能化的管理,為種質資源收集、保護、研究與利用提供支撐,為用戶提供高效的種質資源信息和實物共享服務;建立多方參與、互惠互益的共享平臺,實現惠益共享,提高種質資源的共享利用效率;鼓勵公益性研究機構與種業企業在資源創新方面開展實質性合作,加速農業種質資源創新成果在種業創新中的轉化應用。

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