中国苎麻种质资源利用研究进展

揭雨成，邢虎成，陈建芳，佘　玮，王贤芳，康万利



中国苎麻种质资源利用研究进展

揭雨成，邢虎成，陈建芳，佘玮，王贤芳，康万利

(湖南农业大学苎麻研究所 湖南省作物种质创新与资源利用重点实验室 长沙 410128 )

简要总结了中国苎麻种质资源(栽培种和野生种)收集、整理、保存、鉴定、评价与利用等方面的研究进展，分析了中国苎麻种质资源利用研究的特点、分歧与问题，明确提出了中国苎麻种质资源的研究方向、重点任务及加强苎麻种质资源研究和利用的保障措施。

苎麻；种质资源；收集；保存；鉴定；利用；中国

世界120种苎麻主要分布于热带、亚热带，少数在温带，其中有75种分布于亚洲，约30种分布于美洲，也有少数分布在大洋洲和非洲。虽然印度、日本、菲律宾、马来西亚、印度尼西亚、越南、巴西、古巴零星保存一些栽培品种资源，但尚未对苎麻属野生资源做系统的搜集，也未见其苎麻种质资源圃建设的报道。在资源利用方面，日本专家在马来西亚利用现代生物技术创造出了纤维细度2 500支以上的苎麻品种“潘卜尔”，菲律宾、印度、巴西等也培育出高产、优质、抗风、抗病等抗逆性特强的品种及组合。中国苎麻种质资源(栽培种和野生种)收集、整理、保存、鉴定、评价与利用研究等方面取得主要进展，但也存在诸多不足，现简要总结如下。

1 中国苎麻种质资源收集、保存、鉴定及利用进展

中国约有31种12变种苎麻种质资源，主要分布在西南、华中、华南、华北、东北地区的21省(区)，其中多数分布在云南、广西、广东、四川、贵州等省(区)，向北呈逐减趋势，北界达河北省北部和辽宁省南部，其中特有种有12种和5变种，广布于云南、贵州、广西等省(区)；有8种与喜马拉雅山南麓诸国共有，2种与泰国、越南共有，另8种与日本共有。中国苎麻属5个组群及其分布是：腋球苎麻组有3种1变种，分布于云南省南部和广西壮族自治区西南部；苎麻组有1种3变种，在秦岭以南各省(区)广布；帚序苎麻组有2种1变种，分布于云南省南部；叶苎麻组有4种1变种，多分布于西南各省；大叶苎麻组有21种6变种，种数占全国苎麻属种的67.75％，该组内有6种2变种为中国所特有，其中悬铃叶苎麻和细野麻两个种分布北界达辽宁省南部。云南、广西、广东3省(区)是中国苎麻属分布最多的省(区)，中国特有的9个种3个变种分布于此。

1.1 苎麻属野生种质资源考察搜集

1980年起，开展了6次较大规模地考察、收集，从云南、海南、广东、福建、浙江、河南、陕西、广西西部山区、重庆、三峡库区、贵州及湖南、四川共搜集到苎麻野生种质资源27种(变种)400余份。

1.2 苎麻栽培品种资源收集、整理

自1959年建所以来，中国农业科学院麻类研究所与湘、鄂、川、黔、赣、粤、闽、浙、皖等省(区)的苎麻科技人员合作，共收集、整理出1 600余份苎麻栽培种质。

1.3 苎麻种质保存

在“七五”期间，建成国家种质沅江苎麻圃，“十五”期间，建成了国家种质长沙苎麻圃。从“八五”开始，湖南、四川、江西、贵州、湖北等有条件的科研和教学单位也组建了苎麻种质资源保存圃。

1.4 苎麻栽培品种种质资源鉴定、评价与利用

在对苎麻种质进行全面系统鉴定的基础上，各主产麻区先后评选出30余个地方良种在生产上推广并成为当家品种。以这些优异种质资源为育种亲本材料相继培育出苎麻新品种40个。地区间的引种也取得了良好的经济效益。

1.5 苎麻野生种质资源鉴定、评价、利用

现已搜集的的野生资源中存在许多特异种质，对其部分特优性状进行了鉴定和评价，并探讨了育种利用的方法和途径，满足了苎麻生产和遗传育种利用的急需。

2 中国苎麻种质资源利用研究的特点、分歧与问题

中国苎麻属32个种12个变种中目前已搜集到的种与变种仅约占全国苎麻属植物种类的60%。其种质资源利用研究具有以下特点、分歧与问题。

2.1 苎麻属植物的分类尚属起步阶段

国外学者C L Blume根据叶、花序、子房等植物学特征将苎麻属植物74种分为，，，，，6群；而H A Weddel根据团伞花序腋生或组成穗状或圆锥状花序以及叶互生或对生的特征对苎麻属植物47种进行了分类[1,9]。王文采[1,2,10]在研究中国苎麻属植物32种11变种的叶序、花序、雄花与瘦果等外部形态演化趋势时，采用C L Blume等人的分组方法将中国苎麻属植物划分为5个组，其5组间的亲缘关系如下：

张波等[11]观察到该属植物根、茎、花序、花粉与雄花等外部形态方面表现出的专化趋势，并在C L Blume、王文采等人的分类方法基础上提出苎麻属植物5组间的亲缘演化关系为：

臧巩固[13]对苎麻属苎麻组、大叶苎麻组、序叶苎麻组(序叶苎麻)3组5种植物核型进行了研究，结果表明3组植物在核型上的差异主要表现为染色体数目不同和染色体长度比不同。3组的核型不对称性递增的趋向为：序叶苎麻组→苎麻组→大叶苎麻组。同时推测苎麻属染色体基数为=7，异源多倍化是苎麻属植物的主要进化途径之一。

2.2 苎麻属植物的起源中心观点不一

Vavilov认为苎麻起源于中国的中部和西部[4]。中国学者对苎麻起源中心也进行了长期研究，提出了下列三种不同的观点。

(1) 长江流域起源中心。王文采[1]在分析大叶苎麻组的细野麻、赤麻、小赤麻、大叶苎麻和悬铃叶苎麻时，推测中国长江流域中游一带可能是其起源地；舒金树[5]认为神农架及三峡地区可能正处在序叶苎麻、细野麻、赤麻、小赤麻、大叶苎麻和悬铃叶苎麻等种起源地的重要位置上。

(2) 长江流域、黄河中下游并列起源中心。赵崇耀等[6]认为秦巴山区是野生苎麻资源丰富的地区，同时文献中关于苎麻的最早记载绝大部分都涉及这一地区。据此推测，黄河中下游地区可能与长江流域并列为栽培苎麻的起源地。

(3) 云贵高原起源中心。中国苎麻属植物种的分布明显由西南、华南向北逐渐减少的趋势。广西、云南分别有18种7变种和16种6变种，中国特有分类种群也有9种3变种在滇、桂境内生长；因此，张波[7,8]提出云贵高原可能是中国苎麻属植物的多样性中心。

2.3 不同生态区的多点和系统评价缺乏

苎麻种质资源某些植物学、农艺学、品质、抗逆等性状在各生态区表现有所不同，而目前的苎麻种质资源鉴定大多是在某个生态区进行而且不够系统，因此，有必要开展苎麻种质资源不同生态区的多点评价和系统评价。

2.4 苎麻种质资源基础与应用研究薄弱

苎麻的杂合性使得其遗传育种工作难度加大，而苎麻本身是小作物，国家投入力度有限，限制了苎麻基础和应用研究。如种质资源优异性状遗传评价及其基因鉴定、分离、克隆和利用方面还很薄弱。采用传统技术与现代生物技术相结合构建特色苎麻核心种质；应用基因组学、遗传学、生物信息学等方法对特色苎麻特优基因进行分子标记、定位研究等方面的工作刚刚起步。苎麻植物资源的原生境保护研究尚属空白。由于某些种适应异地环境能力差，异地环境保存很困难，迫切需要利用原生境保护这些资源。苎麻资源纤维多用途研究等有待进一步加强，现在生产上只有5%的苎麻生物产量在利用(纤维)，其他95%的生物产量都浪费了。

2.5 种质资源保护与利用基础性平台建设滞后

中国苎麻等多年生麻类作物种质资源收集、整理、保存、利用、核心种质构建及优异基因发掘、利用及其相关分子生物学研究等苎麻种质资源保护与利用的国家科技资源基础性平台与相关地方平台还应进一步配套。国外苎麻种质资源丰富其收集和引进工作急待启动。

3 中国苎麻种质资源的研究方向及重点任务

3.1 实施苎麻作物种质遗传多样性保护工程

中国是苎麻的原产地，也是苎麻种质变异类型和苎麻属野生种最多的国家，野生种遍布黄河以南各地。有必要对苎麻属植物主要分布区进行考察搜集，研究其遗传多样性分布区域，结合国家植物保护区进行原生境保护。进一步加强苎麻属野生资源收集，并弄清苎麻属5组间和组内种间的起源、演化的基本规律。选择苎麻属野生濒危资源分布集中的地点建立6个左右苎麻属濒危野生资源原生境保存圃或保存点，确保入圃容量达1 000份以上，并对入圃苎麻属野生濒危资源的生长状况等加强监测并录入其监测数据，建立苎麻属野生濒危资源数据库，同时对入圃濒危野生资源进行农艺性状、品质、抗性、生殖方式等鉴定以及染色体分析，建立中国苎麻属濒危野生资源凭证标本陈列室，提出苎麻属濒危野生资源的利用评价报告。强化苎麻栽培品种资源的收集、整理和保护。中国苎麻的种植区域广泛，苎麻品种类型多样，许多珍稀优异资源尚待收集。

3.2 深化苎麻属植物亲缘关系研究

加强苎麻属植物起源中心的研究。今后应继续加强对中国苎麻属植物野生近缘种的全面、系统考察、搜集和研究，以弄清中国苎麻属植物的起源中心。同时加强苎麻属植物组间亲缘关系研究。随着遗传学和分子生物学的发展，应以DNA分子标记技术为依托，全面了解苎麻属植物组间的遗传与演化关系，并开展苎麻分子遗传进化、基因资源分子身份证构建研究。大叶苎麻组为苎麻属植物最大的组，中国有21种6变种，很多具有很高的利用价值，如专性自主性全雌无融合生殖种质。苎麻组内含有超细度、抗病、抗虫、抗逆与饲用等优异性状种质等[20]。应重点研究大叶苎麻组内和苎麻组内的亲缘关系。

3.3 加强种质创新及其基础与技术研究

创造有利条件，开展远缘杂交、组织培养、无性系变异、人工诱变等手段，获取突变材料，创造新的变异类型。利用外源基因导入进行种质创新,以丰富变异类型，增大苎麻资源遗传多样性。开展苎麻种质资源品质等优异性状遗传评价、优异基因的鉴定、分离、克隆和利用等研究，通过现代分子生物学技术与传统技术相结合，研究苎麻优异基因定位、克隆、分离和功能，加强苎麻基因组学和蛋白质组学的基础研究。基于苎麻等多年生麻类作物种质资源和核心种质构建，开展苎麻遗传图谱的研究，充分利用现有的分子标记技术与形态标记结合构建核心种质和苎麻遗传图谱，为进一步发掘新基因和苎麻分子标记辅助育种技术研究奠定基础。同时在中国多个生态区进行苎麻种质资源某些植物学、农艺学、品质、抗逆等性状的多点和系统评价，组织多年生麻类作物种质资源的抗重金属污染的综合鉴定和评价。启动不同生态区的多点评价和系统评价等系列标准的研究。进一步完善和验证《苎麻种质资源描述规范和数据库标准》和《苎麻种质资源鉴定技术规程》，建立有关苎麻种质资源收集整理保存保护及植物学、农艺学、品质、抗逆等性状的不同生态区的多点评价和系统评价等系列标准。

3.4 开展苎麻多功能开发利用研究

苎麻韧皮纤维是纺织工业的优质原料和中国重要的出口物资，麻叶、麻根、麻骨、麻壳作为副产物均可利用，麻叶可饲用、食用和药用，麻根可药用、食用，麻骨可造纸、制糖、酿酒和生产纤维板，麻壳可提取短纤维，生产麻地膜等。

3.5 构建和完善种质资源保护与利用基础平台与研究协作网

构建和完善国家苎麻种质资源保护与利用的科技资源基础性平台，支持其开展多年生麻类作物种质资源收集、整理、保存、鉴定、评价利用研究，并建立性状鉴定评价数据库和国家圃种质资源电子查询索取系统。充分利用数据库健全种质资源高效分发利用网络平台系统，向科研、教学和生产等有关单位分发利用种质资源。在此基础上构建多年生麻类作物种质资源收集、整理、保存与利用研究协作网。支持基础平台引进与消化国外苎麻优异种质。力争从巴西等苎麻种质资源遗传多样性中心引进300～600份，从印度、日本、菲律宾、马来西亚、印度尼西亚、越南、古巴、美国等引进100～200份。

4 加强苎麻种质资源研究和利用的保障措施

4.1 完善国家经费支持和项目运行机制

种质资源工作是一项基础性、公益性事业，国家应给予充足经费支持，以稳定种质资源基础工作的机构和人员。应按照公益性事业单位进行定任务、定合同、定人员、定经费的管理模式，保证稳定的机构和稳定的科技人员。采取项目主持人负责制，项目管理、监督、检查等专家咨询制，项目工作交流年度总结及学术交流会议制及项目工作激励机制。

4.2 在稳定基本科研队伍的基础上，实行新的用人机制

国家苎麻种质圃研究人员采用聘任制，现场管理人员保持相对稳定，工作人员实行严格的考核制度。根据其方向和任务，吸收聘用一批从事相应种质资源的高级科技人员，开展种质资源的相关深入研究。

4.3 推进苎麻种质圃联动及其工作科学化，实现成果共享

实行国家苎麻种质圃内部不同研究人员间的联合；国家苎麻种质圃与依托单位的联合，国家苎麻种质圃与其它单位的联合。国家苎麻种质圃应与国家种质资源研究牵头单位，各主产省、区、市的麻类种质资源单位以及相关国际机构等联合开展工作。国家苎麻种质圃种质资源数据库(包括图象数据库)及其资源信息共享系统定期或不定期给高等院校、科研院所、企业和其他相关单位提供种质利用及其相关信息收集、发布、反馈等，按有关规定提供种质资源。经国家部委及其授权的农作物种质资源对外交流审批单位批准，采用对等交换等方式，提供种质资源，引进国外重要种质资源。通过苎麻种质资源目录、名录及其相关资料等形式提供给有关种质资源需求单位和个人。作为苎麻国家和地方育种中心或其他育种单位的基础，不断地提供育种亲本材料，为育种服务。同时对不断地育成的新品种或特异新种质，按国家苎麻种质圃管理规程入圃保存。

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责任编辑：赵佳荣

2011-08-12

揭雨成(1966-)，男，湖南桃源人，博士，研究员，博士生导师，主要从事生理生化、生物技术与品种资源科研工作， Email：ibfcjyc@vip.sina.com

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10.3969/j.issn.1001-5280.2011.06.26