甘薯国内种业研究进展 - 廊坊市农林科学院
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    科研管理科 12 阅读 2024-10-30 发布时间

    甘薯是世界第七大重要作物(FAO2009),是重要的粮食、饲料、营养和经济作物。甘薯起源于中美洲及南美洲西部,目前,亚洲是最大的甘薯产区,占世界总产量的四分之三。甘薯耐贫瘠,适应性广,具有高产稳产、营养丰富等特点,是世界卫生组织推荐的最佳食物。中国一直是世界上最大的甘薯生产国,世界粮农组织(food and agriculture organizationFAO)统计数据显示,2018年中国甘薯种植总面积为237.93×104hm2,占世界种植面积的29.0%,总产占世界 57.0%

    在分子育种技术研究方面,Zhao N等人(2013)以徐薯18和徐781为亲本构建F1代分离群体,利用AFLPSSR分子标记,构建了高密度遗传连锁图谱,其中徐薯18图谱由1936AFLP标记和147SSR标记组成;徐781图谱由1824AFLP标记和130SSR标记组成。通过遗传连锁分析定位到控制甘薯产量、淀粉含量等性状的QTL位点。Meng 等人(2020)分别利用5057个和3009SSR标记,均覆盖亲本90个连锁群,构建迄今报道SSR标记密度最高的连锁图谱。这为甘薯QTL定位、标记辅助育种和比较基因组学研究提供了依据。近年来,通过QTL分析定位到多个与甘薯产量、干物质含量、抗病性相关的QTL位点并发掘了影响甘薯抗病、品质、抗旱、耐盐等优异功能基因20余个,用于甘薯遗传性状的改良。然而,国内针对甘薯数量性状进行GWAS分析以及QTLGWAS联合分析相对较少。对QTL的精细定位,主效基因的克隆、优异基因的挖掘及利用程度相对较低。随着甘薯野生种及栽培品种基因组测序的完成,利用分子技术挖掘甘薯相关性状的主效基因,有针对性的进行品种遗传性转改良,以及运用分子技术选择杂交亲本,将极大地促进我国甘薯种业发展。

    在种质资源创新与新品种培育方面。我国甘薯种质圃共有2个,其中国家甘薯种质资源试管苗库(徐州)现保存甘薯种质1300余份,国家甘薯种质资源圃(广州)现保存甘薯种质1400余份。种质资源的鉴定评价、挖掘优异种质是新品种选育的基础。2015年,农业部贯彻落实《全国农作物种质资源保护与利用中长期发展规划(2015-2030年)》(农种发[20152号),印发了《第三次全国农作物种质资源普查与收集行动实施方案》(农种发[201526号),组织开展了第三次全国农作物种质资源普查与收集行动[],甘薯种质资源收集与鉴定评价工作也受到重视。唐君等通过对76份特用甘薯种质资源进行鉴定评价,筛选出22份产量、品质性状优异资源,5份兼抗黑斑病、根腐病和茎线虫病的资源。姚祝芳等[]对广东57个县(市、区)的201份甘薯地方品种资源进行鉴定评价,筛选出76份高产资源、29份高干物率资源,5份在产量、品质和食味等综合形状优异的资源。张道微等[]从国际马铃薯中心(CIP)引进38份甘薯种质资源,经鉴定这类资源富含胡萝卜素等重要的营养成分,但是多数存在生态适应性、结薯习性差等问题。此外,该团队收集了200余份湖南省地方品种,经鉴定分析这类资源生态适应性良好,但是产量、品质等性状改良空间较大。通过第三次全国农作物种质资源普查与收集行动,我国甘薯种质资源的收集和鉴定工作取得了一定的研究进展,但是与国际马铃薯中心、日、美等国在种质资源的收集数量、保存及鉴定方面仍存在差距。国内对甘薯种质资源的鉴定评价主要以表型性状为主,与表型对应的基因型应用甚少。基于分子标记的开发与应用,将提高种质资源遗传聚类分析的精准度。我国推广的甘薯主栽品种普遍存在遗传基础狭窄、品种间同质化等问题,对种质资源进行精准的遗传聚类分析,有助于在育种上准确利用亲缘关系较远的种质,根据远缘杂交、双亲性状互补、产量加性遗传效应等原则制定科学合理的育种方案。

    国内育种单位先后创制了高淀粉、高胡萝卜素、高花青素、抗根腐病、抗茎线虫病、抗旱耐盐等甘薯新种质,这对于甘薯新品种的培育有积极的促进作用。2000年以来,通过国家鉴定甘薯品种约200余个,品种类型丰富,包括淀粉型、鲜食型、兼用型及菜用型甘薯品种,以满足市场需求。目前,甘薯生产上应用的主要品种均由我国自主育成,如淀粉型甘薯品种商薯19、鲜食型甘薯品种烟薯25等。然而,虽然选育的新品种数量多,但是优质专用型品种缺乏。在今后的甘薯育种中还有很多问题需要解决,育种方向集中在降低生产成本、确保产量和市场供应;应对气候变化;注重营养保健功能开发以满足市场新需求。

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