新疆农业科学, 2025, 62(S1): 78-83 DOI: 10.6048/j.issn.1001-4330.2025.S1.016

作物专栏

新疆农作物种质资源收集保护与创新利用现状分析

李玉姗,, 马艳明, 宋羽, 张龑, 肖菁, 路子峰, 阿布都克尤木·阿不都热孜克, 王莉, 严青青, 高强, 徐麟,

新疆维吾尔自治区农业科学院作物研究所/国家中亚特色作物种质资源中期库, 乌鲁木齐 830091

Analysis on the current situation of collection, conservation, innovation and utilization of crop germplasm resources in Xinjiang

LI Yushan,, MA Yanming, SONG Yu, ZHANG Yan, XIAO Jing, LU Zifeng, Abudukeyoumu Abudurezike, WANG Li, YAN Qingqing, GAO Qiang, XU Lin,

Crop Research Institute of Xinjiang Uygur Autonomous Region Academy of Agricultural Sciences/National Central Asian Characteristic Crop Germplasm Resources Medium-term Gene Bank, Urumqi 830091, China

通讯作者: 徐麟(1968-),男,新疆库尔勒人,研究员,研究方向为农作物种质资源收集保存与鉴定评价,(E-mail)2483130051@qq.com

收稿日期: 2025-06-20  

基金资助: 新疆维吾尔自治区重大科技专项(2022A03004-1)
农作物种质资源鉴定评价(ANZJ2025)
新疆维吾尔自治区农业科学院青年理论学习小组调研项目

Corresponding authors: XU Lin (1968-), male, from Korla, Xinjiang, researcher, research direction: collection, preservation, identification and evaluation of crop germplasm resources, (E-mail)2483130051@qq.com

Received: 2025-06-20  

Fund supported: Major Science and Technology Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region(2022A03004-1)
Identification and Evaluation of Crop Germplasm Resources(ANZJ2025)
Research project of the youth theoretical study group of Xinjiang Uygur Autonomous Region Academy of Agricultural Sciences

作者简介 About authors

李玉姗(1993-),女,甘肃人,硕士,研究方向为蔬菜种质资源收集保存与鉴定评价,(E-mail)1105447858@qq.com

摘要

【目的】 分析新疆农作物种质资源的收集保护与创新利用现状,为培育高产、优质、抗逆性强的品种提供优异种质资源。【方法】 查阅文献资料、参与新疆维吾尔自治区第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”(简称新疆“三普”)及“新疆农作物种质资源系统调查和抢救性收集”项目等,深入新疆各地种质资源库、科研机构、农业企业以及农户入户走访,实地考察资源收集保护与创新利用现状。【结果】 国家中亚特色作物种质资源中期库保存了来自 20 多个国家和地区的近5×104份种质资源,涵盖 57 种作物;在新疆“三普”行动中,新疆系统全面完成了89个县(市、区)种质资普查与征集和27个县市的系统调查与抢救性收集任务,累计新征收集粮食、蔬菜、果树、经济作物和牧草等作物种质资源5 579份,筛选出了且末香蒜、橡胶草、麦盖提土瓜、六十黄玉米等近30份珍稀、特色、具有创新开发利用价值的地方品种或特色资源,其中且末香蒜被评为2022年度全国十大优异农作物种质资源。【结论】 目前已查明的农作物种质资源涵盖粮食作物、经济作物、蔬菜作物、果树作物、牧草绿肥作物等多个类别,隶属于众多科属种。目前,新疆已建成各类种质资源保存库、资源圃、自然保护区等资源保护体系。在新疆丰富的农作物种质资源中,存在许多珍稀、特色资源,具有极高的价值。

关键词： 作物; 种质资源; 收集保存; 鉴定评价

Abstract

【Objective】 Strengthening the collection, conservation, innovation and utilization of crop germplasm resources in Xinjiang can provide excellent germplasm resources for breeding varieties with high yield, good quality and strong stress resistance, which is of great significance to improving the comprehensive agricultural production capacity and ensuring the effective supply of agricultural products. 【Methods】 This study, by reviewing literature, participating in projects such as the "Third National Census and Collection of Crop Germplasm Resources in Xinjiang Uygur Autonomous Region" and "Systematic Survey and Rescue Collection of Crop Germplasm Resources in Xinjiang", conducted in-depth household visits to germplasm resource banks, scientific research institutions, agricultural enterprises and farmers' homes in various parts of Xinjiang, and conducted on-the-spot investigations on the current situation of resource collection, conservation, innovation and utilization. 【Results】 The National Medium-term Gene Bank for Characteristic Crop Germplasm Resources in Central Asia has preserved nearly 40,000 germplasm resources from more than 20 countries and regions, covering 57 kinds of crops.In the third national census in Xinjiang, Xinjiang Uygur Autonomous Region has systematically and comprehensively completed the tasks of census and collection of germplasm resources in 89 counties (cities, districts) and systematic survey and rescue collection in 27 counties and cities.A total of 5,579 new germplasm resources of food crops, vegetables, fruits, cash crops, forages and other crops have been collected.Nearly 30 rare, characteristic and innovative local varieties or characteristic resources with development and utilization value have been selected, such as Qiemo fragrant garlic, rubber grass, Maigaiti earth melon and 60-day corn.Among them, "Qiemo fragrant garlic" was rated as one of the top ten excellent crop germplasm resources in China in 2022.【Conclusion】

Keywords： crops; germplasm resources; collection and preservation; identification and evaluation

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本文引用格式

李玉姗, 马艳明, 宋羽, 张龑, 肖菁, 路子峰, 阿布都克尤木·阿不都热孜克, 王莉, 严青青, 高强, 徐麟. 新疆农作物种质资源收集保护与创新利用现状分析[J]. 新疆农业科学, 2025, 62(S1): 78-83 DOI:10.6048/j.issn.1001-4330.2025.S1.016

LI Yushan, MA Yanming, SONG Yu, ZHANG Yan, XIAO Jing, LU Zifeng, Abudukeyoumu Abudurezike, WANG Li, YAN Qingqing, GAO Qiang, XU Lin. Analysis on the current situation of collection, conservation, innovation and utilization of crop germplasm resources in Xinjiang[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2025, 62(S1): 78-83 DOI:10.6048/j.issn.1001-4330.2025.S1.016

0 引言

【研究意义】种质资源作为携带生物遗传信息且具实际或潜在利用价值的载体,是育种研发的物质基础,涵盖古老地方品种、新培育推广品种、国外引进育种材料及野生近缘种等。新疆生态环境复杂多样,拥有丰富的农作物种质资源,加强新疆农作物种质资源的收集保护与创新利用,对培育优良品种、提高农作物的产量与品质、增强其抗逆性和提升农业综合生产能力及保障农产品有效供给。【前人研究进展】美国建立了庞大且完善的种质资源收集、保存与研究体系,其国家植物种质系统(NPGS)涵盖多个种质库与研究中心,收集保存了大量来自全球的农作物种质资源,并借助先进生物技术深入开展基因挖掘与功能研究,例如玉米、大豆等作物的品种选育方面。日本在种质资源的精细化管理与特色资源开发利用上表现突出,对水稻等作物的地方品种进行了系统研究,培育出众多适应不同消费需求的优质品种。德国则在植物遗传多样性保护理论与技术创新方面处于领先地位。我国近年来农作物种质资源工作取得显著进展。全国范围内开展了多次大规模的种质资源普查与收集行动,建立了较为完备的种质资源保存体系,包括国家作物种质库、种质圃等。【本研究切入点】新疆虽然拥有丰富的种质资源,但相关研究起步较晚,在资源的系统评价、高效利用以及与产业的深度融合等方面还有待加强。需全面系统地对新疆农作物种质资源,关注资源的收集保护现状,注重从产业融合、科技创新以及政策支持等多角度深入分析创新利用的路径与策略。【拟解决的关键问题】结合新疆独特的地理位置、生态环境以及农业产业特点,提出具有针对性和可操作性的建议,为新疆农作物种质资源工作提供新的思路与方法。

1 材料与方法

1.1 材料

材料为“新疆维吾尔自治区第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”和“新疆维吾尔自治区农作物系统调查与抢救性收集”项目收集的资源数据。

1.2 方法

采用文献资料查阅、整理及统计学方法分析,分析新疆农作物种质资源收集保存与创新利用现状。

2 结果与分析

2.1 资源的种类与分布

研究表明,目前已查明的农作物种质资源涵盖粮食作物、经济作物、蔬菜作物、果树作物和牧草绿肥作物等多个类别,隶属于众多科属种。

在粮食作物方面,小麦、玉米、水稻、高粱、大麦和燕麦等均广泛种植且拥有丰富的地方品种资源。其中,新疆冬小麦品种具有较强的抗寒性和适应性,分布于北疆大部分地区;春小麦则在南疆及部分北疆地区种植。玉米品种类型多样,早熟品种在北疆冷凉地区种植,中晚熟品种在热量条件较好的南疆地区广泛种植。水稻主要集中在伊犁河谷、阿克苏地区等地,拥有一些具有地方特色的优质稻种。

经济作物中,棉花是新疆的支柱产业之一,拥有不同纤维品质、抗病性和适应性的品种资源,主要分布在南疆的喀什地区、阿克苏地区、和田地区以及北疆的玛纳斯河流域等地。此外,新疆的油料作物如油菜、胡麻,糖料作物如甜菜,特色经济作物如红花、孜然、枸杞等也都有各自独特的种质资源,且分布具有一定的区域性。例如,红花主要分布在塔城地区、昌吉回族自治州等地,孜然集中在吐鲁番市、哈密市等地种植。蔬菜作物种类繁多,包括茄果类、瓜类、叶菜类和根茎类等。如吐鲁番的西瓜、甜瓜,焉耆的辣椒、番茄,伊犁的胡萝卜等均具有地方特色,在当地及周边市场颇受欢迎。果树资源同样丰富,苹果、梨、葡萄、杏、桃和石榴等在全疆各地均有种植,且不同地区形成了具有独特风味和品质的品种,如库尔勒香梨、吐鲁番葡萄、喀什巴旦木等。牧草绿肥作物在新疆的畜牧业发展中起着重要作用,苜蓿、三叶草、草木樨等种质资源丰富,广泛分布于天山南北的草原牧区以及农区的田边地头、闲置荒地等。

2.2 已收集与保存的资源情况

研究表明,13 家科研院所和高校组建了普查队和系统调查队,深入全疆 14 个地(州、市)89 个县(市、区),走访 640 个乡(镇)1 513 个村委会,累计新征收集粮食、蔬菜、果树、经济作物和牧草等作物种质资源 5 579 份。其中征集资源2 893份,调查收集资源2 686份。按照作物种类划分,蔬菜2 946份,粮食作物2 081份,经济作物438份,果树28份,牧草绿肥86份,占总份数的比例依次为52.81%、37.3%、7.85%、0.50%和1.54%,隶属于21个科,86个属,118个种。粮食作物主要包括谷物、玉米、豆类,经济作物主要包括棉花、油料、甜菜等,蔬菜作物包括叶菜类、茄果类等多种作物,还有新疆一些特有的作物资源如小麦野生近缘种、橡胶草,收集到的作物种质资源涵盖了新疆地区长期种植的作物及特有的特异资源。

目前,新疆已建成各类种质资源保存库、资源圃、自然保护区等资源保护体系。国家中亚特色作物种质资源中期库保存了来自 20 多个国家和地区的近 4×104份种质资源,涵盖 57 种作物。其中,新疆特色的鹰嘴豆、红花等种质资源保存数量较多。此外,通过与中亚国家开展国际科技合作等项目,累计收集引进了小麦、大麦、燕麦、玉米、棉花、水稻、高粱、向日葵、食用豆、蔬菜和香料等作物及野生近缘植物资源 4 000 余份,丰富了新疆农作物种质资源的种类和数量。表1,图1

表1   征收集作物资源类型分布及占比

Tab.1  Distribution and proportion of collected crop resource types

作物类型
Crop Type		种类
Species		份数
Quantity
(pieces)		占比
Proportion
(%)
粮食作物
Food Crops		242 08137.3
经济作物
Economic Crops		124387.85
蔬菜
Vegetables		712 94652.81
牧草绿肥
Forage and
Green Manure		9861.54
果树
Fruit Trees		2280.50
合计
Total		1205 579100

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图1

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图1   五大类型作物种质资源种类

Fig.1   Species of Germplasm Resources of Five Major Crop Types


2.3 珍稀、特色资源及其价值

研究表明,在新疆农作物种质资源丰富,存在许多珍稀、特色资源,具有极高的价值。如 “且末香蒜”,其蒜期大蒜素比普通平原蒜高 5~7倍,风味独特,品质优良。糜子地方品种 “阿勒泰塔尔米”,属低糖农作物,可作为特色农产品进行开发,满足市场多样化需求。玉米地方品种 “六十黄”,特早熟,生育期只有 60 d,在应对极端气候条件或无霜期较短地区的农业生产中具有重要的应用价值。

野生资源黑果枸杞是迄今发现原花青素含量最高的天然野生果实,还有橡胶草,其根部含有橡胶成分,是潜在的橡胶替代资源。麦盖提土瓜,具有独特的口感和适应性,可作为特色蔬菜品种进行开发利用,丰富蔬菜市场的产品种类。

2.4 收集与保存体系建设

研究表明,在保存体系建设上,新疆“一库两圃”入选种质资源保护利用“国家队”。一库两圃分别是国家中亚特色作物种质资源中期库(乌鲁木齐)、国家新疆特有果树种质资源圃(轮台)和国家野生苹果种质资源圃(伊犁)。国家中亚特色作物种质资源中期库(乌鲁木齐)是2022年8月由农业农村部确定的第一批国家农作物种质资源库(圃)之一。发挥新疆独特的地域优势和丰富的资源优势,广泛开展中亚地区的资源搜集、保护,建立保护与共享利用体系。截至2024年底,已保存农作物种质资源5×104余份,隶属于21个科86个属118种类型的种质资源,以新疆本土农作物地方品种、作物野生近缘种和中亚引进资源为特色。2024年,新建总保存规模可达 30×104份,种子贮藏寿命达 30 年的保存库,以及作物野生近源植物保存鉴定圃0.67 hm2(10亩),设有发芽室、人工气候室、生理实验室、分子生物学实验室,并实现种质资源自动化、信息化管理。国家新疆轮台特有果树种质资源圃(轮台),是一个集果树资源收集、保存、鉴定、评价、研究、共享利用的综合性科研平台。目前已收集保存野生型、栽培型等各类果树资源4科、11属,包括梨、苹果、杏、李和桃等具有特色的果树资源1 000余份。伊犁哈萨克自治州农业科学研究所国家果树种质新疆野苹果资源圃的6.67 hm2(100亩)土地上种植了300多种野苹果树。占地13.33 hm2的国家果树种质新疆野苹果资源圃是国家野苹果种质资源保存和利用的研究基地,也是目前全国保存数量多,遗传多样性丰富,面积较大的国家野苹果种质资源圃。

新疆建立了多层次、多类型的种质资源保存设施。6个自治区级种质资源库(圃)分别为新疆农作物野生近缘植物种质资源库(乌鲁木齐)、新疆棉花种质资源库(库车)、新疆伊犁哈萨克自治州农作物种质资源库(伊犁)、新疆小浆果种质资源圃(乌鲁木齐)、新疆枣种质资源圃(麦盖提)和新疆桑树种质资源圃(和田)。

2.5 普查与收集行动成果

研究表明,2019 年启动的第三次全国农作物种质资源普查与收集行动。全面完成了自治区 89 个县(市、区)的农作物普查与征集任务和 27 个重点县的系统调查与收集工作任务。累计收集粮食作物、经济作物、牧草绿肥等各类作物种质资源 5 579 份,其中 3 549 份资源移交至国家库(圃)。

3 讨论

3.1 加强资源鉴定评价与创新利用

加强对优异种质资源的深度鉴定评价,利用分子生物学、基因组学等现代技术手段,深入挖掘资源中的优异基因和遗传标记,明确其遗传基础和利用价值,构建分子标记辅助选择体系,提高育种效率。加大育种技术创新力度,推动传统育种与现代生物技术的深度融合,积极开展分子设计育种、基因编辑等技术研究与应用,培育更多优质、高产、抗逆的经济作物新品种。建立健全种质资源共享利用机制,搭建资源信息共享平台,整合资源信息,实现资源的高效共享;加强与企业的合作,构建 “产学研用” 协同创新模式,促进种质资源的产业化转化,提高资源利用率。

3.2 加大资金投入、政策支持与人才培养

积极争取国家和地方政府的资金支持,设立种质资源保护及利用专项基金,保障资源收集、保存、鉴定、创新等工作的资金需求;鼓励社会资本参与种质资源产业发展,形成多元化的资金投入机制。出台更多支持种质资源保护及利用的政策措施,如对资源收集保存、品种创新等工作给予补贴和奖励。

4 结论

目前已查明新疆农作物种质资源涵盖粮食作物、经济作物、蔬菜作物、果树作物、牧草绿肥作物等多个类别,隶属于众多科属种。13 家科研院所和高校组建了普查队和系统调查队,深入全疆 14 个地(州、市)89 个县(市、区),走访 640 个乡(镇)1 513 个村委会,累计新征收集粮食、蔬菜、果树、经济作物、牧草等作物种质资源 5 579 份,目前,新疆已建成各类种质资源保存库、资源圃、自然保护区等资源保护体系。在新疆丰富的农作物种质资源中,存在许多珍稀、特色资源,具有极高的价值。

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农作物种质资源是种业的基础和源头,近年来,浙江省深入贯彻创新发展理念,创新推动农作物种质资源保护管理。以资源普查收集为抓手,构建了库圃资源保护体系,实现资源共享利用。本文总结梳理了推进浙江省农作物种质资源保护的创新实践路径和成效, 分析了遇到的主要问题和得到的经验启示, 提出进一步加强种质资源保护的对策建议。

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