草业学报 ›› 2022, Vol. 31 ›› Issue (6): 1-10.DOI: 10.11686/cyxb20220601
• 院士高层论坛 •
南志标(), 王彦荣, 贺金生, 胡小文, 刘志鹏, 李春杰, 聂斌, 夏超
收稿日期:
2022-03-29
修回日期:
2022-04-06
出版日期:
2022-06-20
发布日期:
2022-05-11
作者简介:
南志标(1951-),男,河北曲阳人,中国工程院院士,教授,博士。E-mail: zhibiao@lzu.edu.cn
Received:
2022-03-29
Revised:
2022-04-06
Online:
2022-06-20
Published:
2022-05-11
摘要:
本研究从种质资源收集、品种选育、种子生产和质量管理等方面总结了我国草种业发展取得的成就,分析了面临的挑战,提出了建设草种强国的建议。我国已初步建立了完整的草种业体系,已成为世界草种质资源保存大国,自1987年实施品种审定制度以来,已审定通过了651个草类植物新品种,在利用乡土植物优异基因和内生真菌创制新种质等方面,取得了突出成果。所育成品种基本可满足一般生产需求。种子田常年保有面积10万hm2左右,年产种子约10万t。已在全国建立了5个部级检验中心,并在品种审定、特异性、一致性和稳定性(DUS)测试,种子立法等方面建成了较为完整的质量管理体系。面临的挑战是种质资源收集不及我国现有饲草种质资源数的50%,对已有种质资源评价、鉴定工作不足,缺少用于生态修复的草种和草坪草品种。根据国家生态修复规划,每年需草种7万t,目前缺口巨大,每年进口草种5万t左右,主要是高质量商品草和草坪草用种。质量管理体系中缺少种子认证。建议进一步加强种质资源收集、评价与利用;加强乡土草、草坪草及放牧型牧草选育;建立大规模草种生产基地及成果转化渠道;完善种子质量管理体系及提高对草的认识,从科技创新、人才培养、发展政策等方面予以支持。
南志标, 王彦荣, 贺金生, 胡小文, 刘志鹏, 李春杰, 聂斌, 夏超. 我国草种业的成就、挑战与展望[J]. 草业学报, 2022, 31(6): 1-10.
序号 | 国家/研究机构 | 种质数(万份) |
---|---|---|
1 | 新西兰 | 约14.00 |
2 | 美国 | 4.62 |
3 | 热带农业国际中心(CIAT) | 2.31 |
4 | 中国农业科学院草原研究所 | 1.83 |
5 | 全国畜牧总站 | 5.58 |
6 | 热带牧草种质库 | 1.53 |
表1 部分国家及研究机构草类植物种质资源保存数量
序号 | 国家/研究机构 | 种质数(万份) |
---|---|---|
1 | 新西兰 | 约14.00 |
2 | 美国 | 4.62 |
3 | 热带农业国际中心(CIAT) | 2.31 |
4 | 中国农业科学院草原研究所 | 1.83 |
5 | 全国畜牧总站 | 5.58 |
6 | 热带牧草种质库 | 1.53 |
类别 | 数量(个) | 占比(%) |
---|---|---|
合计 | 651 | 100.00 |
育成品种 | 246 | 37.79 |
野生栽培品种 | 152 | 23.35 |
引进品种 | 189 | 29.03 |
地方品种 | 64 | 9.83 |
表2 1987-2021年国家审定通过的草类植物品种
类别 | 数量(个) | 占比(%) |
---|---|---|
合计 | 651 | 100.00 |
育成品种 | 246 | 37.79 |
野生栽培品种 | 152 | 23.35 |
引进品种 | 189 | 29.03 |
地方品种 | 64 | 9.83 |
转基因植物 | 基因名称 | 基因来源 | 获得性状 | 主要育种人 | 获批年份 | 参考文献 |
---|---|---|---|---|---|---|
紫花 苜蓿 | ZxNHX1和ZxVP1-1 | 霸王(Zygophyllum xanthoxylon) | 抗盐、抗旱 | 王锁民,包爱科 | 2011 | [ |
PeDREB2a和KcERF(WLDE-1) | 胡杨(Populus euphratica)/ 秋茄(Kandelia candel) | 抗旱 | 吴燕民 | 2016 | [ | |
PeDREB和HhERF(GNW1-1) | 胡杨/铃铛刺(Halimodendron halodendron) | 抗旱 | 吴燕民 | 2018 | 吴燕民, 未发表资料 | |
AtQQS | 拟南芥(Arabidopsis thaliana) | 抗旱、高品质 | 张万军 | 2018 | [ | |
Solyc08g016270 | 栽培西红柿(Solanum locopersicum) | 抗病 | 刘志鹏,王彦荣 | 2020 | 刘志鹏, 未发表资料 | |
MsNTF2 | 紫花苜蓿 | 抗旱 | 刘志鹏,王彦荣 | 2020 | [ | |
CsALDH12A1 | 无芒隐子草 | 抗旱、抗盐 | 张吉宇,王彦荣 | 2020 | [ | |
CsLEA2 | 无芒隐子草 | 抗旱、抗盐 | 张吉宇,王彦荣 | 2020 | [ | |
ZxNHX1和ZxVP1-1 | 霸王 | 抗盐、抗旱、抗除草剂 | 王锁民,包爱科 | 2021 | 王锁民和包爱科, 未发表资料 | |
ZxNHX1和PcCLCg | 霸王/沙芥(Pugionium cornutum) | 抗盐、抗旱 | 王锁民 | 2021 | [ | |
MsSPL | 紫花苜蓿 | 高生物量、抗旱、抗盐 | 张万军 | 2021 | [ | |
柳枝稷 | P5CS1 | 柳枝稷 | 抗盐 | 张蕴薇 | 2019 | [ |
P5CS2 | 柳枝稷 | 抗盐 | 张蕴薇 | 2019 | [ | |
Na/H | 碱茅(Puccinellia distans) | 抗盐 | 张蕴薇 | 2019 | 张蕴薇, 未发表资料 | |
褪黑素调控基因1 | 绵羊(Ovis aries) | 抗盐 | 张蕴薇 | 2019 | 张蕴薇, 未发表资料 | |
褪黑素调控基因2 | 绵羊 | 抗盐 | 张蕴薇 | 2019 | 张蕴薇, 未发表资料 | |
百脉根 | AIVHA | 禽流感病毒 | 表达抗原蛋白 | 吴燕民 | 2010 | [ |
PeDREB2a | 胡杨 | 抗旱 | 吴燕民 | 2010 | [ | |
PeDREB和HhERF | 胡杨/铃铛刺 | 抗旱 | 吴燕民 | 2010 | 吴燕民, 未发表资料 | |
PeDREB2a和KcERF | 胡杨 | 抗旱 | 吴燕民 | 2016 | [ | |
MsGCHI和MsADCS | 紫花苜蓿 | 高叶酸含量 | 包爱科 | 2021 | [ | |
柱花草 | MfSAMS1 | 黄花苜蓿(M. falcata) | 抗寒 | 郭振飞 | 2016 | [ |
表3 我国获批田间中试许可的优质—高抗转基因牧草新品系
转基因植物 | 基因名称 | 基因来源 | 获得性状 | 主要育种人 | 获批年份 | 参考文献 |
---|---|---|---|---|---|---|
紫花 苜蓿 | ZxNHX1和ZxVP1-1 | 霸王(Zygophyllum xanthoxylon) | 抗盐、抗旱 | 王锁民,包爱科 | 2011 | [ |
PeDREB2a和KcERF(WLDE-1) | 胡杨(Populus euphratica)/ 秋茄(Kandelia candel) | 抗旱 | 吴燕民 | 2016 | [ | |
PeDREB和HhERF(GNW1-1) | 胡杨/铃铛刺(Halimodendron halodendron) | 抗旱 | 吴燕民 | 2018 | 吴燕民, 未发表资料 | |
AtQQS | 拟南芥(Arabidopsis thaliana) | 抗旱、高品质 | 张万军 | 2018 | [ | |
Solyc08g016270 | 栽培西红柿(Solanum locopersicum) | 抗病 | 刘志鹏,王彦荣 | 2020 | 刘志鹏, 未发表资料 | |
MsNTF2 | 紫花苜蓿 | 抗旱 | 刘志鹏,王彦荣 | 2020 | [ | |
CsALDH12A1 | 无芒隐子草 | 抗旱、抗盐 | 张吉宇,王彦荣 | 2020 | [ | |
CsLEA2 | 无芒隐子草 | 抗旱、抗盐 | 张吉宇,王彦荣 | 2020 | [ | |
ZxNHX1和ZxVP1-1 | 霸王 | 抗盐、抗旱、抗除草剂 | 王锁民,包爱科 | 2021 | 王锁民和包爱科, 未发表资料 | |
ZxNHX1和PcCLCg | 霸王/沙芥(Pugionium cornutum) | 抗盐、抗旱 | 王锁民 | 2021 | [ | |
MsSPL | 紫花苜蓿 | 高生物量、抗旱、抗盐 | 张万军 | 2021 | [ | |
柳枝稷 | P5CS1 | 柳枝稷 | 抗盐 | 张蕴薇 | 2019 | [ |
P5CS2 | 柳枝稷 | 抗盐 | 张蕴薇 | 2019 | [ | |
Na/H | 碱茅(Puccinellia distans) | 抗盐 | 张蕴薇 | 2019 | 张蕴薇, 未发表资料 | |
褪黑素调控基因1 | 绵羊(Ovis aries) | 抗盐 | 张蕴薇 | 2019 | 张蕴薇, 未发表资料 | |
褪黑素调控基因2 | 绵羊 | 抗盐 | 张蕴薇 | 2019 | 张蕴薇, 未发表资料 | |
百脉根 | AIVHA | 禽流感病毒 | 表达抗原蛋白 | 吴燕民 | 2010 | [ |
PeDREB2a | 胡杨 | 抗旱 | 吴燕民 | 2010 | [ | |
PeDREB和HhERF | 胡杨/铃铛刺 | 抗旱 | 吴燕民 | 2010 | 吴燕民, 未发表资料 | |
PeDREB2a和KcERF | 胡杨 | 抗旱 | 吴燕民 | 2016 | [ | |
MsGCHI和MsADCS | 紫花苜蓿 | 高叶酸含量 | 包爱科 | 2021 | [ | |
柱花草 | MfSAMS1 | 黄花苜蓿(M. falcata) | 抗寒 | 郭振飞 | 2016 | [ |
指标 | 兰黑1号 | 对照 |
---|---|---|
发病率(%) | 41.3* | 64.3 |
病斑数(个) | 29.0* | 52.0 |
病情指数 | 53.1* | 80.4 |
虫害发生率(%) | 12.9* | 34.7 |
分蘖数(株) | 8.8* | 6.4 |
表4 新品系“兰黑1号”坪用多年生黑麦草的抗性表现
指标 | 兰黑1号 | 对照 |
---|---|---|
发病率(%) | 41.3* | 64.3 |
病斑数(个) | 29.0* | 52.0 |
病情指数 | 53.1* | 80.4 |
虫害发生率(%) | 12.9* | 34.7 |
分蘖数(株) | 8.8* | 6.4 |
品种 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
紫花苜蓿 | 3.11 | 1.89 | 1.20 | 1.28 | 1.43 | 1.62 | 1.57 | 1.30 | 1.77 | 1.44 |
老芒麦 | 0.05 | 0.08 | 0.12 | 0.24 | 0.31 | 0.25 | 0.36 | 0.31 | 0.32 | 0.04 |
披碱草 | 0.39 | 1.00 | 0.68 | 0.81 | 0.76 | 0.85 | 0.98 | 0.82 | 0.58 | 0.46 |
燕麦 | 1.59 | 1.76 | 1.70 | 2.04 | 2.52 | 2.57 | 2.59 | 2.46 | 4.31 | 5.19 |
小黑麦 | 0.63 | 1.35 | 1.25 | 1.18 | 1.13 | 0.91 | 0.90 | 0.63 | 0.50 | 0.70 |
箭筈豌豆 | 0.42 | 0.20 | 0.22 | 0.08 | 0.06 | 0.38 | 0.39 | 0.39 | 0.33 | 0.16 |
全国 | 11.77 | 8.88 | 8.40 | 8.15 | 8.23 | 9.00 | 7.76 | 8.37 | 10.01 | 9.83 |
表5 全国主要牧草种子产量(万t)
品种 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
紫花苜蓿 | 3.11 | 1.89 | 1.20 | 1.28 | 1.43 | 1.62 | 1.57 | 1.30 | 1.77 | 1.44 |
老芒麦 | 0.05 | 0.08 | 0.12 | 0.24 | 0.31 | 0.25 | 0.36 | 0.31 | 0.32 | 0.04 |
披碱草 | 0.39 | 1.00 | 0.68 | 0.81 | 0.76 | 0.85 | 0.98 | 0.82 | 0.58 | 0.46 |
燕麦 | 1.59 | 1.76 | 1.70 | 2.04 | 2.52 | 2.57 | 2.59 | 2.46 | 4.31 | 5.19 |
小黑麦 | 0.63 | 1.35 | 1.25 | 1.18 | 1.13 | 0.91 | 0.90 | 0.63 | 0.50 | 0.70 |
箭筈豌豆 | 0.42 | 0.20 | 0.22 | 0.08 | 0.06 | 0.38 | 0.39 | 0.39 | 0.33 | 0.16 |
全国 | 11.77 | 8.88 | 8.40 | 8.15 | 8.23 | 9.00 | 7.76 | 8.37 | 10.01 | 9.83 |
项目 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
紫花苜蓿 | 0.16 | 0.19 | 0.25 | 0.23 | 0.13 | 0.10 | 0.25 | 0.26 | 0.35 | 0.52 |
黑麦草 | 1.30 | 1.65 | 2.14 | 2.42 | 2.04 | 3.13 | 2.99 | 3.11 | 3.99 | 3.40 |
羊茅 | 1.45 | 0.97 | 1.40 | 1.09 | 0.92 | 1.50 | 1.41 | 0.97 | 1.20 | 2.09 |
草地早熟禾 | 0.64 | 0.48 | 0.48 | 0.50 | 0.20 | 0.60 | 0.68 | 0.57 | 0.31 | 0.79 |
三叶草 | 0.21 | 0.20 | 0.24 | 0.27 | 0.25 | 0.30 | 0.29 | 0.22 | 0.26 | 0.36 |
草坪草小计 | 3.60 | 3.30 | 4.26 | 4.28 | 3.41 | 5.53 | 5.37 | 4.87 | 5.76 | 6.64 |
进口总量 | 3.76 | 3.48 | 4.51 | 4.55 | 3.31 | 5.70 | 5.63 | 5.13 | 6.11 | 7.16 |
表6 全国主要牧草种子进口量(万t)
项目 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
紫花苜蓿 | 0.16 | 0.19 | 0.25 | 0.23 | 0.13 | 0.10 | 0.25 | 0.26 | 0.35 | 0.52 |
黑麦草 | 1.30 | 1.65 | 2.14 | 2.42 | 2.04 | 3.13 | 2.99 | 3.11 | 3.99 | 3.40 |
羊茅 | 1.45 | 0.97 | 1.40 | 1.09 | 0.92 | 1.50 | 1.41 | 0.97 | 1.20 | 2.09 |
草地早熟禾 | 0.64 | 0.48 | 0.48 | 0.50 | 0.20 | 0.60 | 0.68 | 0.57 | 0.31 | 0.79 |
三叶草 | 0.21 | 0.20 | 0.24 | 0.27 | 0.25 | 0.30 | 0.29 | 0.22 | 0.26 | 0.36 |
草坪草小计 | 3.60 | 3.30 | 4.26 | 4.28 | 3.41 | 5.53 | 5.37 | 4.87 | 5.76 | 6.64 |
进口总量 | 3.76 | 3.48 | 4.51 | 4.55 | 3.31 | 5.70 | 5.63 | 5.13 | 6.11 | 7.16 |
工作内容 | 企业 | USDA | 试验站 |
---|---|---|---|
品种选育 | 80 | 12 | 41 |
种质创新 | 10 | 48 | 29 |
基础研究 | 10 | 40 | 30 |
表7 美国不同机构从事植物育种人员的比例(%)
工作内容 | 企业 | USDA | 试验站 |
---|---|---|---|
品种选育 | 80 | 12 | 41 |
种质创新 | 10 | 48 | 29 |
基础研究 | 10 | 40 | 30 |
适用范围 | 数量(个) | 占比(%) |
---|---|---|
农田 | 439 | 71.2 |
天然草原 | 130 | 21.1 |
观赏草地(草坪) | 48 | 7.7 |
表8 我国已育成草类植物新品种的适用范围
适用范围 | 数量(个) | 占比(%) |
---|---|---|
农田 | 439 | 71.2 |
天然草原 | 130 | 21.1 |
观赏草地(草坪) | 48 | 7.7 |
牧草 | 产量(t) | 占同类牧草销售总量(%) |
---|---|---|
紫花苜蓿 | 814 | 26 |
披碱草 | 4048 | 34 |
老芒麦 | 270 | 24 |
羊茅 | 170 | 34 |
早熟禾 | 75 | 9 |
表9 国内主要牧草种子公司年产量
牧草 | 产量(t) | 占同类牧草销售总量(%) |
---|---|---|
紫花苜蓿 | 814 | 26 |
披碱草 | 4048 | 34 |
老芒麦 | 270 | 24 |
羊茅 | 170 | 34 |
早熟禾 | 75 | 9 |
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