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浙江省玉环市特色作物品种资源鉴定与评价

范文

沈文英祁永斌任梦云

摘要：在对浙江省玉环市作物种质资源普查与收集的基础上，遴选具有地方特色的农家品种（玉环盘菜、玉环芥菜、玉环南瓜和玉环剪豆），按照作物资源鉴定与评价的规范程序，开展植物学特征、农艺性状、品质特性的调查与测定。结果表明，玉环盘菜有中缨和小缨2种，具有口味佳、营养丰富、耐储运等特点。玉环芥菜为二年生草本，无毛无粉霜，具有药用价值。玉环南瓜茎长数米，瓠果扁球形，表面有纵沟和隆起。玉环南瓜口感甜、粉，可制成各式食物。玉环剪豆为半蔓生，属于软荚豌豆，为玉环市名特优农产品，是浙江省地方农家蔬菜良种。分子标记结果表明，3对InDel标记检测玉环光叶盘菜和毛叶盘菜之间发现多态性;利用6对ISSR标记对玉环剪豆和大溪剪豆进行DNA扩增，获得多态性的差异。本研究调查玉环市作物种质资源的分布与变迁，搜集特色作物种质资源并进行鉴定与评价，为地方特色作物种质资源保护与利用提供科学依据。

关键词：种质资源，地方品种，鉴定与评价，分子指纹;分子标记

中图分类号：S326?? 文献标志码： A? 文章编号：1002-1302（2020）20-0092-09

作物种质资源是研究农业的起源，也是开展作物高产、多抗、优质及广适性新品种选育工作，促进粮食安全生产与可持续发展的重要基础[1]。人类未来面临的食物、环境、能源等危机问题的解决都要依赖于对种质资源的占有，农作物种质资源越丰富，基因开发的潜力就越大，生物产业的竞争力也会相应增强[2]。为加强我国农作物种质资源的保护及利用工作，农业农村部组织开展了第三次全国农作物种质资源普查与收集行动，通过为期3年的全国性普查，来预测今后农作物种质资源的变化趋势，为国家未来生物产业的发展提供源源不断的遗传资源，提升我国的国际竞争力。

浙江省玉环市地处浙江省东南沿海，属于亚热带季风气候区，四季明显，雨量充裕，无霜期长，具有比较明显的海洋性气候特征，种质资源丰富。经过近几年的调查，玉环市种子管理站搜集掌握了比较有地方特色的种质资源约8科18种，如葫芦科（丝瓜、南瓜、蒲瓜）、十字花科（盘菜）、豆科（玉环剪豆、珠珠芯、黄花苜蓿等）、禾本科（玉环小麦、裸子麦）、莎草科（荸荠）等。

随着工业经济的高速发展，玉环市出现耕地面积逐步减少和农业生产经济总量下降的趋势，对农业的重视程度也日趋下降。受外来品种引进影响，玉环市坚持地方品种种植的农户越来越少，除山区等一些偏远地区还有少量种植外，绝大数农民已经放弃了地方品种的种植。玉环市本地品种是一种不可再生的基因库，每一个本地品种都有一些特殊的优良品质。目前，玉环市的本地品种正在走向灭亡，这些本地品种基因库的消失，会造成种植业上无可挽回的巨大损失。在浙江省省农业农村厅统一安排部署下，玉环市开展了种质资源调查普查工作，玉环市特色作物品种资源鉴定与评价项目的目的在于搜集濒危的地方品种，并加以种植选择再繁育。首先是给正在生产利用的作物，如玉环盘菜、玉环芥菜、玉环剪豆等提供纯正的品种，其次让那些现在没有大规模种植的地方品种永远延续下去，最后要对这些品种的特征特性和生物形态采取文字描述等形式保存下来，供以后研究使用。

鉴定与评价是一种手段，主要是通过对农艺性状、植物形态和分类性状特征的综合性研究（并建立数据库）来发现并挖掘具有经济或学术价值的稀缺资源[3]。海洋性亚热带气候的特色使玉环市具有一些特有的农业种质资源，开展玉环市农业特有种质资源的调查、繁殖、评价工作，对基因资源的保护、发掘与利用具有重要的意义。本研究将依据国家和浙江省农作物种质资源调查、繁殖、评价的操作规程，对玉环市比较有代表性的玉环盘菜、玉环剪豆、玉环芥菜等几种农业种质资源进行现状分析、调查、繁殖、评价等工作，以期为今后玉环市种质资源的评价、保护和选优工作提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本研究以第三次全国农作物种质资源普查为基础，试验材料选取遵循以下4点原则：（1）具有地方特色;（2）历史、文化厚重;（3）具有開发利用前景;（4）稀有、濒危的种质资源（表1）。

1.2 仪器与方法

1.2.1 试验仪器与试剂电热恒温水槽（上海精宏实验设备有限公司）;电子天平（梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司）;90-1型恒温磁力搅拌器（上海强运科技有限公司）;离心机;移液器;PCR扩增仪;电泳仪;凝胶拍摄仪;微波炉。2% CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）溶液;75%乙醇;异丙醇;三氯甲烷;琼脂糖;50×TAE（Tris-乙酸）溶液。

1.2.2 项目地点选择、种植及管理试验于2016—2017年开展，根据品种特性，采取相对集中和科学分散的原则选择浙江省台州市玉环县干江镇甸山头村建立观察圃，试验地块前茬作物不能是同类作物。

玉环南瓜主要为春季播种，其他作物主要为秋季播种。播种方式为人工直播，生育期间尽量不施或少施氮肥，重点施磷钾肥。在种植过程中，根据作物叶、花、果、风味品质等各种特征，保留比较纯正的植株，在300 m范围内无同类作物的情况下进行繁殖留种。

1.2.3 确定观察内容（1）植物学特征观察项目：植物根须量、深浅，茎的类型，叶片形状、繁茂程度，开花习性，果实构造及形态，种子形状、颜色等特征。（2）农艺性状观察项目：果实大小、形态、颜色、始收期、末收期、单株产量、单位面积产量等。（3）品质特性观察项目：产品器官的感官性状，如肉质、风味、纤维含量等;营养性状，如具有代表性的营养物质含量、可溶性物质含量等;加工性状，如耐贮存时间长短及外观性状等。

1.2.4 收获与处理收获的植株、种子应及时进行风干、晒干等干燥处理，防止沤渍、发酵、霉变，同时做好植株种子质量记录工作。观察圃里生产出来的种子需进行冷藏保存。无性繁殖作物的产品分2类，对于既是产品，又是营养器官，收获时应注意这类作物的产品要充分成熟，如玉环盘菜等作物，在收获前近10 d内就应停止浇水，促使作物产品外皮老化，便于后期贮存。产品不是繁殖用器官，如玉环芥菜等，这类产品收获成熟度应服从商品要求，在达到生理成熟前完成收获。

1.2.5 DNA指纹采集（1）试验材料。玉环光叶盘菜、玉环毛叶盘菜、玉环剪豆、大溪剪豆。

（2）DNA的提取。采用CTAB—三氯甲烷—异戊醇法，提取植物基因组DNA。

（3）PCR与产物检测。PCR反应体系20 μL：模板DNA（10 ng/μL） 2.0 μL，10×buffer 2.0 μL、dNTPs（10 mmol/L） 2.0 μL、正向引物（10 mmol/L） 0.5 μL、反向引物（10 mmol/L） 05 μL、DNA聚合酶（2 U/μL） 0.5 μL、ddH2O 12.5 μL。

PCR反应程序：94 ℃ 5 min;94 ℃ 45 s，55 ℃ 45 s，72 ℃ 45 s，35个循环;72 ℃ 5～10 min，16 ℃保存。电泳时的琼脂糖凝胶浓度为2.5%～3.5%。

（4）凝胶电泳结果。利用23对Indel分子标记引物（表2）对玉环光叶盘菜和玉环毛叶盘菜基因组DNA进行PCR扩增[4-8]。利用6对SRAP标记引物（表3）对玉环芥菜和温州芥菜基因组DNA进行PCR扩增鉴定。利用6对SSR标记引物（表4）对玉环南瓜和蜜本南瓜基因组DNA进行PCR扩增鉴定。利用6对ISSR标记引物（表5）对玉环剪豆和大溪剪豆基因组DNA进行PCR扩增鉴定。

2 结果与分析

2.1 起源及分布

盘菜为十字花科芸薹属芸薹种芜菁亚种，是二年生草本植物，由油用亚种演变而来。我国的盘菜主要分布于福建省以及浙江省东南沿海一带，玉环市目前有2个品种：中缨、小缨。玉环盘菜主要种植在干江镇甸山头、盐盘、杨林等村，现常年种植面积为800 hm2左右，多实行大棚栽培，1年3熟，年栽培面积超过2 000 hm2，栽培密度为 33 000～34 500株/hm2，产量可达30 000～37 500 kg，丰年产值可达12万元/hm2。近几年，除了干江杨岭、城关瑶岙、楚门应家等高山地区，全市盘菜均实行了大棚栽培，大大改善了盘菜生长的生态环境，有效减少了病虫害的发生，也大大提高了土地的利用效率，提高了盘菜的品质及产量，给当地农民带来了增收[9-10]。

芥菜起源于亚洲，欧美各国极少栽培。除了高寒、干旱地区外，芥菜在我国不存在分布边界。我国大面积栽培种植的芥菜种类主要有大头芥（根芥）、茎瘤芥（榨菜）、分蘖芥（雪菜）、大叶芥（儿芥）、宽柄芥（酸菜）、结球芥（梅菜）、笋子芥（棒菜）等9个变种，并已形成如重庆、湖南、湖北地区的梅干菜或雪菜，四川、广东、贵州地区的酸菜及盐酸菜，四川冬菜及芽菜等众多的名特产品[11-13]。我国初步收集、鉴定了来自全国各地的芥菜资源，其中中国农业科学院蔬菜花卉研究所的叶用芥菜资源近400份，重庆市渝东南农业科学院的芥菜资源 1 200 多份，四川省农业科学院芥菜地方资源300多份，华中农业大学园艺林学学院芥菜品种资源200余份，宁波市农业科学研究院的芥菜品种资源300多份，重庆市农业科学院蔬菜花卉研究所的抱子芥（儿芥）、笋子芥（棒菜）资源近40份。玉环芥菜主要为扁芥，个体株型大，是鲜、腌兼用的优良品种，已被列入浙江省国家库资源入库名单，主要分布在玉环市大麦屿街道、楚门和清港3地。

南瓜为双子叶植物纲葫芦科南瓜属的一种，原产于墨西哥到中美洲一带，为一年生蔓生草本植物，种类繁多，是农作物中资源最丰富、最富变化的植物之一。我国南瓜以扁圆型为主，适应性强，扁圆型南瓜在我国基本上无地域限制，长圆型南瓜主要分布在南方地区，长筒类型的南瓜以长江以北为主。而对南瓜3种果型都有种植的省（市）为河南、陕西、安徽、江苏、上海、浙江等，以南方地区为主，这主要与南瓜首先引入东南沿海一带有一定的关系[14-16]。玉环南瓜主要分布于玉环市干江镇、清港等地。

有人认为豌豆首先从原产地传入印度北部地区，经过亚洲中部地区才到我国，再被传入日本（约16世纪），后被引入美国。豌豆分布较广，我国主要集中在四川、河南、湖北、浙江、江苏、青海等地。玉环剪豆已被列入浙江省国家库资源入库名单，分布以陈屿古城、沙门外山2地为主。

2.2 田间种植试验

玉环中缨盘菜根据叶片特征可以分为毛叶中缨盘菜、光叶中缨盘菜;玉环小缨盘菜叶片均为毛叶。玉环中缨盘菜与玉环小缨盘菜相比，播种期晚5 d左右，出苗期晚3 d左右，采收始期较晚，采收期较长，产量高，近6 750 kg/hm2，玉环中缨盘菜单果质量为1 kg以上，相较于玉环小缨盘菜（0.5～0.8 kg）个头较大，种植时行株距约50 cm×60 cm，栽种密度约31 500株/hm2。玉环小缨盘菜具有生育期较短，上市早的特點，时间上有一定优势。

玉环芥菜生长期为6个月左右，适应性强，产量高。株产为3.5 kg左右，产量为60 000～90 000 kg/hm2，种植时行株距约75 cm×60 cm，栽种密度约22 500株/hm2。

玉环南瓜为春季播种，4月上旬进行人工直播，秧龄30 d，花期为6月中旬，生长期约210 d，8月份开始采摘。单果质量可达10 kg左右，产量约 30 000 kg/hm2，种植时行株距约200 cm×160 cm，栽种密度约3 000株/hm2。

玉环剪豆播种期为10月初，生育期约7个月，采收期4个月，始花采荚期为1月份，玉环剪豆荚壁较薄，单株产量约0.023 kg，产量为4 500～6 000 kg/hm2，种植时行株距为40 cm×10 cm，栽种密度约250 500株/hm2。

2.3 农艺性状评价

玉环盘菜有中缨盘菜、小缨盘菜2个品种，在每年8月中旬至9月进行播种。中缨盘菜的叶片裂如羽状，叶丛开张，叶柄近圆形，根据叶面有无绒毛又分为光叶中缨盘菜和毛叶中缨盘菜。叶长约 35 cm，宽约16 cm，开展度约65 cm。肉质根盘状，横径约20 cm，纵径约8 cm，质量为1.0～1.5 kg，花色为黄色，生育期约90 d。小缨盘菜羽状裂叶有 4～5对，叶面粗糙，有毛刺，叶长约35 cm，宽约 15 cm，开展度约60 cm。肉质根呈扁圆球形状，横径约 15 cm，纵径约8 cm。和中缨盘菜相比，小缨盘菜肉质根较小，单根质量为0.5～0.8 kg，生育周期约 80 d。15～18 ℃是肉质根膨大的最适合温度，温度过高会造成肉质根品质下降[17]。在2～6 ℃的温度条件下，近1个月左右就可通过春化阶段，盘菜种子千粒质量为1.46 g。玉环盘菜苗期应注意防治霜霉病（初期可用64%杀毒矾可湿性粉剂500倍液防治），蚜虫（10%吡虫啉可湿性粉剂2 000倍液防治），蝼蛄、地老虎（4.5%高效氯氟菊酯乳油1 500～2 000 倍防治）。大田需注意防治病毒病（初期可用5%菌毒清水剂稀释成 200～300倍液喷雾防治）、霜霉病、根肿病（可用40%五氯硝基苯粉剂800倍液灌根防治）、蚜虫、黏虫（可用48%毒死蜱乳油 1 000 倍液）、小菜蛾（5%氟啶脲乳油2 000倍液喷雾防治）、甜菜叶娥（15%茚虫威悬浮剂3 500倍液喷雾防治）[18-20]。

3.1 关于种质资源保护工作的思考

玉环市分别于1956—1957年、1979—1983年根据国家有关规定对农作物种质资源进行了2次全国性普查，但涉及范围小、作物种类少，尚未查清玉环市农作物种质资源情况。近些年来，随着气候、自然环境、种植业结构及土地经营方式等的变化，部分地方特色的品种如杜梨等逐渐在市场上消失。因此，摸清玉环市农作物种质资源的全面情况，开展农作物种质资源的调查与收集工作，保护携带有重要基因的作物资源已迫在眉睫[22]。

3.2 存在问题

3.2.1 政策体系不完善有效保障种质资源保护工作的开展，需要软环境和硬环境。软环境是要有配套的政策措施，我国农作物种子资源相关法律法规及配套政策不健全，比如关于农作物种质资源保护的法律，主要有《农作物种质资源管理办法》《中华人民共和国种子法》《中华人民共和国植物新品种保护条例》等，此外，还有相关的司法解释和保护规章制度，但这些法律保护制度大部分属于行政法规的层面，实际操作上适用性差、保护范围小，对农作物的保护范围也相对狭窄，导致在农作物种质资源纠纷时，难以有效利用法律手段进行维权[23-24];硬环境则是指需要运作良好的组织机构，目前种质资源保护工作主要由种子管理机构负责，缺乏稳定且健全的领导机构。

3.2.2 种质资源保护滞后作物种质资源又叫作物基因资源，一旦某个品种基因消失，就再也不能凭空创造。随着社会经济的发展，生态环境随之发生变化，作物生长条件越来越恶劣，种质资源保护工作力度相对滞后。随着外来品种的侵入，一些比较有特色的当地作物正在逐渐消失或处于濒临灭绝状态，如果不引起重视对这些品种进行保护，这些品种特色基因也将会消失，给农业的可持续发展造成无法挽救的损失[25-27]。

3.2.3 出現人才流失的不利局面农作物种质资源相关工作需要大量的人力投入。由于玉环市农业比重小，农技推广工作辛苦，因此县乡2级农业科技推广机构缺少年轻的农业专业技术人员的充入调进。目前全市农技人员老龄化现象严重，技术人员紧缺现象十分显著。随着老一批农技人员退休或离开原岗位，新一代的基层农技人员缺乏实践，对农作物品种的认识普遍不足，缺乏相应的专业背景，无法真正投入到品种资源调查工作中。近些年来，人们更注重规模较大的农业开发、农业产业项目，而忽视种质资源保护这项常规性、基础性的工作。

3.3 建议

3.3.1 完善政策目前，尽管我国对种质资源保护利用制定了一些政策，如2016年1月1日开始实施的《中华人民共和国种子法》进一步明确了种质资源保护，让其有法可依，但是还是有必要加强种质资源立法和政策[28]，同时有必要将相关的条例、法律制度进行有效整合，将部分条例上升至法律层面[23]，坚持维护农作物种子资源知识产权。

3.3.2 提高认识总体看，种质资源保护是防范物种壁垒，不仅是农业可持续发展的需要，也是维护我国农业企业和农民利益的需要。从地方角度看，玉环市地方农作物种质资源的保护，一方面可以改善民生，有效补充当地粮食生产;另一方面，可创造当地特色的本土品牌，突出玉环市的地方特色，使其成为美丽玉环、田园玉环的有机组成部分[29]。

3.3.3 加大投入第三次全国种质资源普查过程中，国家下拨10万元工作经费，但是这笔经费远远不足于支持种质资源保护这项亟需成为常态化的工作，资金不足成为种质资源保护和利用最大的制约因素。农业技术人员因为种质资源保护工作的长期性，无法在短期内实现经济价值，难以出成果，大大削减了工作热情[30-33]。

加大资金投入的同时也要加强经费的管理，严格按照经费使用规定，做到单独建账，对人员、财务以及物资、信息等进行统一规范管理，进一步明确经费使用范围、支付方式、责任主体等，做到专款专用。

3.3.4 全面摸底借助第三次全国种质资源普查的机会，实地走访，查阅《玉环县志》《玉环农业志》等相关档案材料，准确全面掌握玉环市有地方特色的优良品种，以及野生近缘植物的品种。玉环市内地形复杂，农作物多样，作物种质资源分布不一，充分利用“两大优势”，扎实开展地方品种资源保护工作。一是充分利用市镇联动优势，发挥各乡镇农业办公室对各自辖区情况熟悉的优势，提供各种农作物种质资源信息，市级农业办公室进行掌握核实;二是充分利用当地农民、老农业技术工作人员的优势，通过开展走访、召开座谈会等形式，向老一辈农业工作者了解情况，获取相关信息。

3.3.5 建立数据库加快作物种质资源的保护，通过组织全省种质资源普查规范体系，建立种质资源信息服务系统，录入全省农作物种质资源的品种、数量、分布及其生存状况，完善技术手段，提高种质资源保护工作的管理水平。按照有关规定，对国家科研部门开放，共享信息系统，加快新品种繁育，促进育种和生产[2，28，34-39]。

3.3.6 加强人才队伍建设广泛收集、鉴定作物种质资源是一项基础、细致、繁琐、连续性的工作，亟需引进高能力、高素质、强专业知识的工作人员，组建有梯度人才结构的工作队伍，保障作物种质资源工作能够稳定、有效、持续进行。

3.3.7 广泛宣传通过广播、电视、微信等各种媒体，宣传保存种质资源的重要性，及时展示种质资源保存过程中取得的成果，注意保存和挖掘当地农作物品种，设热线电话专门用于征集珍稀、有地方特色的作物品种种质资源信息，对提供有效农作物种质资源线索的，给予一定的物质奖励等，引发全民关注，使有关机构能够从多渠道获得有效的信息及资料。引导广大农民及市民引种珍稀、有地方特色的作物品种，让全社会参与保护作物种质资源多样性的意识深入人心，并付诸行动，推动农作物种质资源保护与利用可持续发展，营造特色乡村景观，营造全民保护的良好氛围[33，40]。

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