“热带生活，美好向往”之《中国热带作物种质资源重要成效》

“热带生活，美好向往”之

《中国热带作物种质资源重要成效》

种子是农业的芯片，种质资源中蕴含的优质基因则是种子的芯片，热带作物种质资源是国家农业种质资源重要组成部分。国务院办公厅印发了《关于加强农业种质资源保护与利用的意见》，其中明确指出，农业种质资源是保障国家粮食安全与重要农产品供给的战略性资源，是农业科技原始创新与现代种业发展的物质基础。2021年中央一号文件明确指出要打好种业“翻身仗”。2021年5月中共中央政治局委员、国务院副总理胡春华在海南省考察种业工作中强调，把种源安全摆在关系国家安全的战略高度，扎实做好种质资源普查、保护和利用，夯实打好种业翻身仗基础。

1.我国热带作物种质资源发展的重要进展

01收集保存总量居世界第三位，填补了国内部分作物种质空白

20世纪80年代后期至今，我国实施了原农业部引进国际先进农业科学技术计划、国家科技基础性工作专项、科技基础条件平台专项和热带作物种质资源物种保护等项目，通过野外考察、国际合作交流、国际友人赠送等方式，基本探明国内橡胶树、荔枝、芒果、香草兰等主要热带作物地理分布和富集程度，发现新种11个，中国新记录种11个，海南新记录种63个，新物种信息已收入《国际植物名称索引》，尤其珍贵的是再次发现1991年《中国植物红皮书》认定为我国唯一灭绝级植物——爪耳木（Lepisanthes unilocularis Leenhouts），与前人研究相比，新增加了43%的种类。从90多个国家引进资源3万余份和新作物8个，其中首次引进芒果近缘种13个、可可野生种3个（大花可可、双色可可、猴头可可）。

目前收集国内外热带作物种质资源总量约4.7万份，解决了我国热带作物种质资源储备不足、优异资源匮乏等问题，极大丰富了我国热带作物种质资源战略储备。其中荔枝、龙眼、枇杷保存量位居世界第一，芒果保存量位居世界第二，橡胶树、腰果、可可保存量位居世界第三，木薯、菠萝保存量位居世界第四。

02建立了相对完备的热带作物种质资源保存体系

目前，我国已建成了保存设施较完备、保存技术较先进的热带作物种质资源保存体系。在海南、广西、广东、云南建立了国家热带作物种质资源圃10个、国家热带作物中期保存库和热带牧草中期备份库各1座、农业农村部热带作物种质资源圃25个，保存量达4.0万份，占全国热带作物种质资源保存总量的90%；其中，中国热带农业科学院建有国家热带作物种质资源圃6个、农业农村部热带作物种质资源圃10个、国家热带作物中期保存库和热带牧草中期备份库各1座，保存量达2.4万份，占全国热带作物种质资源建圃（库）的保存总量的59%。此外，在我国热区各省（区）也建有省级热带作物种质资源圃，如海南20个、广西12个、广东3个、云南6个、贵州1个、福建2个。

我国在热带作物资源保存技术研究方面也在不断深入。一是建立了热带作物种质资源保护和利用管理体系，田间种质保存技术、种子保存技术、试管苗常温和低温保存技术、器官组织超低温保存技术、基因保存技术、繁殖更新技术、变异监测检测技术等研究工作都取得了长足进步。二是制定了主要热带作物的种质资源圃管理、种质资源保存、种质繁殖技术规程，研发了橡胶树、木薯等250种热带作物（植物）的组培离体保存技术，创新了荔枝、油棕等作物的花粉、胚性愈伤组织超低温保存等技术。

03构建了基本完整的评价技术体系，推动热带作物种质资源管理科学化、规范化

21世纪初，通过实施国家科技基础性工作专项、科技基础条件平台专项和热带作物种质资源物种保护等项目，热带作物种质资源基础性工作纳入国家科技发展战略，进入系统研发阶段。由中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所牵头，联合热区7省（区）、23家单位、340名科技工作者形成全国热区协作网络，构建了主要热带作物种质资源评价技术体系，系统研制了产胶作物、热带粮食、热带果树、热带牧草、热带香辛饮料、热带药用植物、热带油料、热带花卉、热带纤维、热带特种蔬菜10大类68种主要热带作物种质资源描述规范、数据质量控制规范和数据标准204项，涵盖了植物学性状指标3572项，农艺性状指标1097项，品质性状指标1014项，抗性性状指标642项，其中55种165项规范属国际首次制定。构建了主要热带作物种质资源评价技术体系，促进了种质资源鉴定评价工作的系统化、标准化和现代化，为我国热带作物种质资源鉴定评价数据的信息化和共享交流提供了良好的支撑。

04热带作物种质资源全面系统鉴定和共享利用推动了种业创新和学科发展

利用统一评价体系初步完成4.3万份热带作物种质资源基本信息、植物学特征、农艺性状、品质性状、抗逆性状方面的鉴定评价，获得300万项次有价值的数据。如：在国际上首次开展可可种质资源多酚含量和香气成分鉴定评价，首次构建了世界香型级可可与普通级可可香气成分数据库；筛选出了优异种质3000多份，如耐储的木薯种质QZ1木薯，抗逆、高产的腰果种质FL-30腰果，风味佳的红皮番荔枝种质，抗寒、抗旱的金菠萝，高产、高效的H.11648剑麻。自2003年起，获植物新品种权86个，其中，凤梨属7个、荔枝5个、龙眼1个、芒果1个、枇杷13个、香蕉23个、橡胶树13个、西番莲属5个、量天尺属1个、椰子2个、柱花草属3个，牛大力12个。

近10年，通过种质资源大数据平台、优异种质和新品种展示基地、农业标准化示范园、科技交流国际平台等平台，利用网络媒体、资源展示、科技交流、科技培训、科学普及等手段，以共性化服务、个性化服务、追踪性服务、定制服务等服务模式，向全国科研院所、大专院校、政府部门、企业、生产单位和社会公众、热带地区国家提供热带作物种质资源信息、实物、技术共享服务。其中，通过信息平台向科研、教学、农业生产等单位提供信息共享累计达60多万人次、40多万数据项，并为国家自然科学基金、“948”项目、行业科技和国家科技支撑计划等科研项目提供了数据和信息；利用自主创新的木薯种质SC8013培育出首个高抗朱砂叶螨、高产高淀粉新品种‘华南13号’，成为服务“一带一路”沿线国家的粮饲化主推品种，在柬埔寨、缅甸等东南亚国家累计推广面积66.7万hm²。

05部分基础前沿创新居世界领先

在国家重点研发计划、国家基金等项目的支持下，主要热带作物种质资源鉴定评价也逐步由常规鉴定评价阶段上升到精准评价阶段，在优异基因发掘、分子鉴定、标记开发、高密度遗传图谱构建等方面取得突破性进展。利用SSR、ISSR、AFLP、EST-SSR、RAPD、SRAP、CAPS等分子标记技术，开展橡胶树、木薯、芒果、荔枝、龙眼、火龙果、菠萝、菠萝蜜、澳洲坚果、腰果、椰子、可可、咖啡、柱花草、山蚂蝗、海雀稗、益智、槟榔、辣木、黄秋葵、剑麻等作物种质资源遗传多样性分析、指纹图谱构建、较低密度遗传图谱构建等研究。如在大量鉴定橡胶树种质资源数据基础上，结合SSR标记分析，通过分层聚类的方法构建了世界上首个橡胶树野生种质核心库。

近年来，随着测序成本的降低及组装技术的进步，橡胶树、木薯、芒果、椰子、菠萝、香蕉、龙眼、荔枝、火龙果、西番莲、澳洲坚果等已完成全基因组测序工作，番木瓜、咖啡即将完成或正在实施全基因组测序工作。全基因组测序的完成为热带作物品质、产量、抗逆等功能基因的挖掘提供参考，也对重要农艺、品质性状及演化机制的解析奠定基础。同时，在基因组基础上，结合蛋白质组学、代谢组学等各种组学技术的应用，在重要性状形成与调控、遗传与改良等领域取得一系列创新性成果。目前这些重大研究成果形成论文相继在《Nature Genetics》、《Nature Plants 》和《Genome Biology 》国际知名期刊发表，奠定了我国重要热带作物研究在世界热带作物部分基础前沿创新领域的国际领先地位。

2.未来发展方向

01定向开展种质资源调查与补充性收集和引进

对海南、广东、广西、云南、福建、贵州和四川干热河谷地区的热带作物种质资源分布和利用情况进行精准考察，通过长期定位监测，完善我国热带作物种质资源基础性数据。重点开展野生近缘种、特殊性状种质、地方品种、新创制种质的系统调查和抢救性补充收集；以拉丁美洲、东南亚、非洲等作物起源中心为重点，建立种质资源定向引入长效机制，定向引进我国亟需且具有突出目标性状的优异种质，提升我国热带作物种质资源数量和多样性。

02精准评价种质资源和发掘利用优异种质资源

建设种质资源表型评价基地与基因发掘平台，完善重要性状鉴定评价技术和标准，开展种质资源植物学特征和农艺性状的规模化表型鉴定，筛选目标性状优良的种质资源。利用表型组学鉴定设施和不同生态区间鉴定条件，对初步筛选的优良种质资源进行多年多点的表型精准鉴定和综合评价，挖掘功能品质、抗逆、资源高效利用、适应精简作业等具有育种性状、利用价值的种质资源。攻克基因型高通量精准鉴定技术，开展种质资源大规模基因型鉴定，构建全基因组指纹图谱，结合精准表型鉴定数据，发掘控制作物产量、品质、抗逆、养分高效利用等性状的基因及其有利等位基因，为种业发展和基础研究提供优异种质资源及其基因信息。

利用基因组、转录组、蛋白组等组学原理与方法，研究热带作物种质资源的遗传多样性及其地理分布，阐明野生种、地方品种和现代育成品种进化规律；开展基于“组学”的种质资源分类研究，解决传统分类中长期没有解决的分类与起源进化难题。针对产量、品质、抗逆、养分高效利用等重要性状，在全基因组水平上解析这些性状在长期驯化过程中形成和演化的遗传和分子基础，明确目标性状形成和演化的特征、规律、机理和趋势，为热带作物种质资源的收集、保存和利用提供理论指导。

03创新利用热带作物种质

完善现代分子生物学技术和种质创新相结合的种质创新新技术，构建常规育种和分子辅助育种相结合的高效育种技术体系，以早熟、特晚熟、高品质、抗逆性强等性状为核心培育突破性品种，解决已有品种在抗逆性、丰产性、稳产性、品质等综合性状方面与美国、澳大利亚等发达国家存在的较大差距，提高我国自主产权品种比例，站上种业制高点，支撑我国重要热带作物优势区域急需的品种更新换代的需求。

04建设热带作物种质资源共享平台

完善热带作物种质资源数据标准，研发数据处理、分析与共享等环节的关键技术；整合表型、基因型、地理环境等数据信息，在目前我国热带作物种质资源共享信息库的基础上进行扩容和完善，形成覆盖全国热区的种质库（圃、保护点）信息网络和服务系统；建立与国家农业种质资源管理系统互联互通的热带作物种质资源数据库，推动种质资源保护单位将公共财政经费资助的科技项目形成的种质资源成果及时汇交至平台，以约定形式交流共享。