熱帶作物種質(zhì)資源是中國(guó)生物多樣性的重要組成部分,是中國(guó)熱帶作物產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。
印度農(nóng)業(yè)研究委員會(huì)(The Indian Council of Agricultural Research,ICAR),原稱皇家農(nóng)業(yè)研究委員會(huì),于1929年7月16日成立,隸屬印度農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究和教育司,總部位于新德里。農(nóng)業(yè)和農(nóng)民福利部長(zhǎng)是ICAR的主席,漁業(yè)、畜牧業(yè)和乳業(yè)部聯(lián)盟部長(zhǎng)是高級(jí)副主席,ICAR的總干事兼首席執(zhí)行官同時(shí)也是印度政府在DARE中的秘書。下設(shè)113個(gè)ICAR機(jī)構(gòu)(72個(gè)研究所,6個(gè)國(guó)家局,23個(gè)項(xiàng)目局和農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用研究所,12個(gè)國(guó)家研究中心),82個(gè)全印度協(xié)調(diào)研究項(xiàng)目和網(wǎng)絡(luò)研究項(xiàng)目,74所農(nóng)業(yè)大學(xué)(63所州立農(nóng)業(yè)大學(xué),4所認(rèn)可大學(xué),3所中央農(nóng)業(yè)大學(xué)和4所中央農(nóng)業(yè)大學(xué))遍布全國(guó),這是世界上最大的國(guó)家農(nóng)業(yè)研究系統(tǒng)之一。ICAR的主要職責(zé)是制定印度農(nóng)業(yè)科研與教育政策、規(guī)劃和執(zhí)行農(nóng)業(yè)科研項(xiàng)目、與各大學(xué)合作開展農(nóng)業(yè)研究與教育。
1不同機(jī)構(gòu)種質(zhì)資源保存現(xiàn)狀
1.1 ICAR-中央種植園作物研究所
ICAR-中央種植園作物研究所(ICAR-Cen‐tral Plantation Crops Research Institute)位于印度喀拉拉邦Kasaragod,是印度農(nóng)業(yè)研究委員會(huì)(ICAR)下屬的農(nóng)業(yè)研究機(jī)構(gòu),主要負(fù)責(zé)研究椰子、檳榔和可可作物研究。ICAR-CPCRI建有世界上最大的椰子種質(zhì)資源圃,其保存了455份椰子(323份本地資源、132份國(guó)外資源),國(guó)外資源主要來自南亞、東南亞、非洲、加勒比群島、印度洋群島和太平洋島嶼等28個(gè)國(guó)家。保存了178份檳榔(155份本地資源和23份國(guó)外資源)。保存了515份可可(40份本地資源和475份國(guó)外資源)。ICAR-CPCRI育成椰子品種15個(gè)(Chandra Kalpa、Kera Chandra、Chowghat Orange Dwarf、Kalpa Pratibha、Kalpa Dhenu、Kalpa Mitra、Kalparaksha、Kalpasree、Kalpatha‐ru、Kalpa Jyothi、Kalpa Surya、Kalpa Haritha、Kera Keralam、Kalpa Shatabdi、Kalpa Ratna),其中Chowghat Orange Dwarf、Kalpa Jyothi和Kal‐pa Surya是矮種椰子,矮種椰子主要作為鮮食;還育成椰子高產(chǎn)雜交種6個(gè)(Chandra Sankara、Kera Sankara、Chandra Laksha、Kalpa Samrudhi、Kalpa Sankara和Kalpa Sreshta);另Kalpa Prat‐ibha、Kalpa Haritha、Kalpa Samrudhi、Chandra Sankara、Kalparaksha、Kera Chandra、Chandra Laksha、Kalpasree、Kalpa Shatabdi、Kalpa Sanka‐ra和Kalpa Sreshta是加工和鮮食兩用品種。ICAR-CPCRI育成檳榔優(yōu)良品種11個(gè),主要包括Mangala,Sumangala,Sreemangala,Mohitna‐gar,Swarnamangala,Kahikuchi,Madhuramanga‐la,Nalbari,Shatamangala和矮化雜交種2個(gè)(VTLAH1和VTLAH2)已被應(yīng)用于生產(chǎn)。ICAR-CPCRI育成可可高產(chǎn)品種8個(gè),其中可可雜交種5個(gè)(VTLCH-1、VTLCH-2、VTLCH-3、VTLCH-4和VTLCH-5)、3個(gè)優(yōu)質(zhì)無性系。
1.2 ICAR-中央塊莖作物研究所
ICAR-中央塊莖作物研究所(ICAR-Central Tuber Crops Research Institute)總部位于印度喀拉拉邦,它在印度奧里薩邦的布巴內(nèi)斯瓦爾設(shè)有1個(gè)區(qū)域站。ICAR-CTCRI主要開展熱帶薯類作物遺傳資源管理、作物改良、可持續(xù)生產(chǎn)和利用的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性和應(yīng)用性研究。ICAR-CTCRI總部保存薯類種質(zhì)資源4 437份,包括木薯(cassava)1 216份、甘薯(sweet potato)1 110份、山藥(yams)1 121份、芋(taro)429份,大磨芋(elephant foot yam)203份,紫柄芋(tan‐nia)48份,海芋屬3份和小型塊莖作物307份(圓葉鞘蕊花、豆薯等)。在奧里薩邦的區(qū)域站共收集了塊莖作物1 248份。ICAR–CTCRI育成優(yōu)良品種68個(gè),包括木薯19個(gè)、甘薯21個(gè)、山藥17個(gè)、芋8個(gè)、大磨芋2個(gè)和圓葉鞘蕊花1個(gè)。育成的木薯品種H-165、H-226、Sree Athu‐lya,Sree Apoorva和三倍體品種Sree Harsha在印度淀粉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。2017~2018年育成的3個(gè)高產(chǎn)、抗木薯花葉病品種Sree Reksha,Sree Sakthi和Sree Suvarna是木薯育種研究的一個(gè)突破。
1.3 ICAR-中央沿海農(nóng)業(yè)研究所
ICAR-中央沿海農(nóng)業(yè)研究所(ICAR-Central Coastal Agricultural Research Institute)位于印度果阿邦,主要從事沿海地區(qū)自然資源保護(hù)與管理、遺傳資源的保護(hù)與利用、主要農(nóng)作物生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)、畜牧業(yè)和漁業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)等等。ICAR- CCARI收集保存芒果144份(地方品種94份、引進(jìn)品種12份、其他38份)、腰果88份(特大果10份、大果40份、其他38份)、菠蘿蜜24份。腰果資源中有一份優(yōu)異大果種質(zhì)Tudal-1,堅(jiān)果年產(chǎn)量8.88 kg/棵,堅(jiān)果單果重8.4 g,出仁率28.1%,果梨平均單果量88.6 g、可溶性固形物含量10.8°Brix。
1.4 ICAR-印度園藝研究所
ICAR-印度園藝研究所(ICAR-India Insti‐tute of Horticultural Research)總部位于印度卡納塔克邦班加羅爾,2個(gè)區(qū)域中心設(shè)在布巴內(nèi)斯瓦爾和切塔利,主要從事主要園藝作物種質(zhì)的收集、保存和改良工作。ICAR-IIHR總部保存了園藝作物種質(zhì)資源12 564份,其中果樹資源1 988份(芒果種質(zhì)779份、石榴269份、木橘119份、羅望子80份、番石榴74份、番木瓜54份、人心果53份、柚子35份、番荔枝24份、鱷梨10份、火龍果6份等)、蔬菜資源9 553份(辣椒2 010份、黃秋葵1 704份、番茄700份、茄子361份、胡蘿卜180份、甜椒79份、甜瓜113份等)、花卉資源848份(玫瑰326份、萬壽菊75份、菊花122份等)、藥用作物80份、蘑菇95份。布巴內(nèi)斯瓦爾中心收集保存了芒果103份、菠蘿17份、菠蘿蜜24份、羅望子41份、其他作物45份(龍眼、油梨、雞蛋果、楊桃、星蘋果等)等等,辣椒140份、茄子42份、豆類蔬菜175份、莧菜285份、辣木86份、食用葉菜類26份、其他作物67份。ICARIIHR培育芒果雜交品種2個(gè)(Arka Udaya,Arka Su‐prabhath),其中,Arka Udaya是Amrapali×Arka Anmol,單果重230~250 g,果肉可食率68%~70%;Arka Udaya是Amrapali×Arka Anmol,單果重230~250 g,果肉可食率68%~70%。番荔枝雜交品種1個(gè)(Arka Sahan),是Atemoya cv. Island Gem×Custard apple cv. Mammoth的后代,平均果重410 g,果皮綠色且厚(0.5 cm),高可溶性固形物(≥30°Brix),較少的種子(9顆/100 g果肉),在輔助授粉下每公頃產(chǎn)量達(dá)8 t。番石榴品種4個(gè)(Arka Mridula,Arka Poorna,Arka Kiran,Arka Rashmi),其中,Arka Poorna,Arka Kiran,Arka Rashmi是雜交品種,Arka Kiran是Kamsari和Purple Local雜交,果實(shí)呈圓形,中等大?。?30 g),果肉呈深紅色,可溶性固形物為12°Brix,茄紅素含量高(5~7 mg/100 g);Arka Rashmi是Ka‐msari和Purple Local雜交,單果重200~220 g;可溶性固形物為12.0°Brix,富含抗壞血酸(235 mg/ 100 g)和茄紅素(4 mg/100 g),果肉深粉色。番木瓜雜交品種2個(gè)(Arka Surya,,Arka Prabhath)。
1.5 ICAR-印度香料研究所
ICAR-印度香料研究所(ICAR-India Insti‐tute of Spices Research)總部設(shè)在印度喀拉拉邦科日科德,是印度農(nóng)業(yè)研究委員會(huì)(ICAR)的組成機(jī)構(gòu),是一個(gè)致力于香料研究的主要研究所,擁有世界上最多的香料種質(zhì)資源。ICAR-IISR在印度喀拉拉邦科日科德Peruvannamuzhi實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)保存了各種香料種質(zhì)資源,其中,胡椒3466份、小豆蔻625份、姜668份、丁香223份、肉桂408份、藤黃屬61份、肉豆蔻482份、姜黃899份、香草蘭77份(Vanilla planifolia 65份和Vanil‐la sp 12份)。香料是世界市場(chǎng)上低產(chǎn)量高價(jià)值的商品,具有極大的潛力來提高農(nóng)民的收入。印度被稱為“香料之鄉(xiāng)”,種植了多達(dá)70種香料。ICAR-IISR自1970年代以來一直在選育香料品種,第一個(gè)商業(yè)品種發(fā)布是在1987年。ICAR-IISR選育胡椒品種10個(gè),包括Sreekara、Subhakara、Panchami、Pournami、PLD-2、IISR Thevam、IISR Girimunda、IISR Malabar Excel、IISR Shakthi、Arka Coorg Excel,其中,胡椒品種Sreekara含有高百分比的胡椒堿(5.1%)和高揮發(fā)油(7%);選育小豆蔻4個(gè),包括Appangla 1、IISR Avinash、IISR Vijetha、Appangala 2,其中,小豆蔻品種Appangla 1含有高含量的揮發(fā)油(7.9%),而Appangala 2含有高含量的α-桉酸酯(40.32%);姜品種4個(gè),包括IISR Varada、IISR Rejatha、IISR Mahima、IISR Vajra,其中富含揮發(fā)油的姜品種有IISR Rejatha(2.36%)和IISR Vajra(2.15%);姜黃品種8個(gè),包括Suvarna、Su‐guna、Sudharsana、IISR Prathibha、IISR Prabha、IISR Kedaram、IISR Alleppey Supreme、IISR Pragati,其中品種IISR Prathibha和IISR Prabha含有超過6.5%的姜黃素;肉桂選育品種2個(gè),包括IISR Nithyashree、IISR Nanashree;肉豆蔻品種2個(gè),包括IISR Viswashree、IISR Keralashree,其中,IISR Keralashre是第一個(gè)通過農(nóng)民參與育種開發(fā)的肉豆蔻品種,具有大顆粒、厚實(shí)的肉外殼。
1.6 ICAR-國(guó)家香蕉研究中心
ICAR-國(guó)家香蕉研究中心(ICAR-National Research Centre for Banana)位于印度泰米爾納德邦蒂魯吉拉伯利,該中心致力于4個(gè)主要的研究重點(diǎn)領(lǐng)域,即作物改良、作物生產(chǎn)、采后管理和作物保護(hù),中心愿景是提高香蕉和芭蕉的生產(chǎn)和產(chǎn)量,以滿足印度日益增長(zhǎng)的需求。ICAR-NRCB建立了56份Musa屬野生近緣種單獨(dú)基因庫,該基因庫包括11個(gè)芭蕉屬( Musa spp.)和1個(gè)近緣屬( Ensete ),克隆數(shù)最多的是Musa balbisiana ( 36個(gè)),其次是Musa flaviflora( 6個(gè)),Musa acuminata、Musa thomsonii、Musa ochracea、Musa velutina各克隆2個(gè),其余5個(gè)Musa spp,即M. itinerans、M. cheesmani、M. na‐gensium、M. aurantiaca、M. rubra各克隆1個(gè),這是印度的首個(gè)此類基因庫。ICAR-NRCB保存了195份香蕉種質(zhì)資源,其中ABB型88份、AAB型72份、AAA型15份、AB型12份、ABBB型6份、AA型1份、Musa balbisiana 1份。
2展望
熱帶作物種質(zhì)資源是農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源的重要組成部分,主要包括橡膠樹、木薯、香蕉、芒果、甘蔗、椰子、胡椒等,如,橡膠是重要的戰(zhàn)略物質(zhì),木薯是世界10億人口的口糧等等。由于熱帶作物種質(zhì)資源具有分布地域廣闊、生物種類豐富、資源優(yōu)勢(shì)明顯、特色鮮明等特點(diǎn),是發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)相爭(zhēng)奪的寶貴資源。尤其中國(guó)熱帶作物產(chǎn)業(yè)的起步,除荔枝、龍眼等本土起源作物外,其他作物產(chǎn)業(yè)依靠從國(guó)外引進(jìn)優(yōu)良品種從小到大,從弱到強(qiáng)發(fā)展壯大起來。因此,為了可持續(xù)發(fā)展熱帶作物產(chǎn)業(yè),首先,以拉丁美洲、東南亞、非洲等作物起源中心為重點(diǎn),利用海南自貿(mào)港和全球動(dòng)植物種質(zhì)資源引進(jìn)中轉(zhuǎn)基地優(yōu)勢(shì),加強(qiáng)境外優(yōu)異種質(zhì)資源交流交換工作,豐富我國(guó)熱帶作物種質(zhì)資源數(shù)量和多樣性;其次,完善重要性狀鑒定評(píng)價(jià)技術(shù)、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn),開展種質(zhì)資源植物學(xué)性狀、農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀的規(guī)?;硇丸b定,篩選目標(biāo)性狀優(yōu)良的種質(zhì)資源,為種質(zhì)創(chuàng)新工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);再次,搭建熱帶作物遺傳資源科技合作協(xié)作網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建熱帶作物遺傳資源可持續(xù)合作機(jī)制,促進(jìn)熱帶作物遺傳資源交流、科技合作研究,提升熱帶農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力。
本文由國(guó)家科技資源共享服務(wù)平臺(tái):國(guó)家熱帶植物種質(zhì)資源庫資助。
[中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所何云,洪青梅,濮文輝(通信作者)]