文章来源：《新疆农业科学》2010年48卷第9期(http://xjnx.chinajournal.net.cn/) 转载请注明，谢谢合作。

保护新疆植物种质资源合理开展资源创新与利用工作

刘志勇，张金波，王威，苗昊翠，马艳明，颜国荣，白玉亭

（新疆农业科学院农作物品种资源研究所，乌鲁木齐 830091）

摘要：植物种质资源是生物多样性的重要组成部分，蕴藏着农作物品种改良的重要基因，是育种家用来选育新品种的重要材料，世界各国都非常重视植物种质资源收集、保存、评价与创新利用研究。新疆的植物种质资源十分丰富，具有多样性和特异性，植物的种类与我国其它省区相比有着很大差异。本文概述了新疆植物种质资源的分布与研究利用情况，分析当前存在的问题，提出抢救和保护新疆植物种质资源的必要性和应采取的措施，合理开展资源创新与利用工作。

植物种质资源(Plant germplasm resources)是育种家用来选育新品种的遗传原材料，是生物多样性的重要组成部分，是农业生产和国民经济发展的物质基础，在农业持续发展中占有重要的地位。植物种质资源是基因的载体，故又称基因资源、遗传资源，它蕴藏在作物各类品种、品系、类型、野生种和近缘野生植物中，是改良农作物的基因来源，是农作物新品种选育和农业生物技术发展的重要物质基础和可靠保证。植物种质资源研究是对植物品种及其近缘种、野生种进行收集、整理、保全、鉴定、评价、交换、利用和创新，是一个繁杂的研究系统。

新疆的作物种质资源十分丰富，具有多样性和特异性，植物的种类与我国其它省区相比有着很大差异。农作物野生近缘种最为丰富，野生近缘种常常具有栽培种所缺乏的优良基因，是改良栽培品种的重要基因来源。在植物种质资源研究中，大量的优异基因被开发和利用，在提高作物的产量、品质、抗逆性等方面取得突破性进展，如第一次“绿色革命”就是由小麦、水稻资源等少数几个矮杆基因的开发利用引起的。我国的杂交水稻取得了巨大的成功，其中水稻资源“野败”的发现与应用起到了重要的作用。

由于植物育种技术的发展，品种单一化现象愈加严重，植物遗传基础越来越窄，因此植物种质资源保存于利用已收到世界的广泛关注。植物种质资源在作物育种及其相关研究领域中起着重要的作用，因此世界各国都十分重视植物种质资源的收集、保存，其中保存最多的国家是美国、俄罗斯和中国。美国是一个农作物种质资源相对贫乏的国家，很多作物的原产地不在美国，重要农作物野生近缘种也较少，但是美国是世界上植物种质资源保存量和保存种类最大的国家之一，截至2005年6月已保存植物资源46.4万余份，共11281种。1990年始开展国家种质资源计划(NGRP)，并逐步建立了种质资源信息网络(GRIN)，管理国家植物种质资源系统的数据库。在作物及其野生近缘种的种质资源保存和利用研究中，“核心种质”（core collection）研究是一个新兴领域。目前已建立四个野生近缘种的种质资源种质的核心，即澳大利亚（ 堪培拉）的野生大豆、科特迪瓦的秋葵（Abelmoschus esculentus）、尼日利亚的邦巴拉花生（Arachis hypogaea）和IRRI的野生稻核心样品，目前我国关于农作物野生近缘种核心种质的研究尚未见报道。

2010年山东科学院建成我国首个耐盐种质资源数据库^[4]，该数据库涵盖了自 1953年以来世界上各相关研究单位公开发表的耐盐植物信息，涉及99638个分类种，其中盐生植物种类为1937个。世界上的耐盐植物资源丰富，但目前多数处于野生状态，利用程度较低，系统研究较少，我国现有盐渍地资源多达6亿亩，发展种植具有经济价值的耐盐植物潜力巨大，该数据库实现了耐盐植物种质资源的信息化管理，解决了我国面临的耐盐植物系统资料缺乏的问题。

植物种质资源保存有利于保护植物资源的多样性及遗传的多样性，重视植物种质资源的保护与创新，构建种质资源工作者与育种家密切协作的种质创新技术体系，充分挖掘利用新疆植物种质资源优势开发利用具有重大的意义。

1  新疆植物种质资源的种类与分布

新疆位于我国欧亚大陆腹地，地处中国西北边陲，占国土总面积约六分之一。新疆干旱少雨，日照充足，气温变化剧烈，拥有众多适应干旱、半干旱地区环境的植物群体，构成了荒漠地区特殊的植物类型。新疆自然生态环境丰富多样，孕育了丰富而独特的植物资源，许多植物种类在我国仅分布于新疆，地区特点性强。

植物资源是大自然赋予我们的一笔巨大财富，是我们赖依生存和发展的各种生命资源的源泉。新疆是一座神秘的高等“植物王国”，野生植物资源亦十分丰富。新疆可利用的抗逆性种质基因资源植物如旱生植物、沙生植物、盐生植物、高寒及抗辐射植物资源多达410种。20世纪50年代调查得出新疆高等植物数量为2000余种，而如今已达4081种（包括229种、变种与变型），其中作物资源占40%以上。中国仅分布于新疆的野生植物就达1773种，其中超过100种的科有豆科、伞形科、菊科和禾本科共622种，超过80种以上的科有十字花科、藜科、石竹科和唇形科共331种。其中多种植物已被列为国家具有生物多样性国际意义的优先保护物种和中国濒危重点保护植物，其生物多样性在我国占有相当重要地位。额尔齐斯河流域是天然杨柳林最集中的分布区，西天山伊犁河谷地有世界面积最大的天然野苹果林和世界上独一无二的野欧洲李，塔里木盆地沿河两岸有大面积走廊式胡杨原始森林，阿尔泰山分布着中国境内完整的西伯利亚植物区系资源。新疆伊犁野果林是我国西北荒漠地区的特殊植被类型，分布在伊犁河谷生态环境条件最优越的地带，有面积只有四平方公里的伊宁小叶白蜡自然保护区，还有野杏、野生樱桃李、野核桃、准格尔山楂、白榆、伊犁小蘖、伊犁蔷薇等高等植物。药用植物资源如甘草、贝母、麻黄、雪莲、阿魏等亦非常丰富。

新疆农作物野生近缘种资源相当丰富，主要有谷类作物野生近缘种植物、水稻的近缘植物、油料作物的近缘植物、葱属植物近缘种等。新疆是小麦近缘植物的遗传多样性中心之一，是中国小麦野生近缘植物分布最丰富的地区之一^[8]。据资料记载小麦野生近缘植物在全国有11个属、110个种，仅新疆就有10个属、70多个种，种的总量占全国2/3，且生态类型多样，其中山羊草属在中国只有一个种节节麦（Ae.tauschii Coss.），抗条锈病，它仅分布于新疆西部的伊犁河谷，黑麦属在新疆只有一个种即杂草黑麦，分布于新疆天山南北麓。

2  当前存在的问题

新疆是典型的生态脆弱地区，由于缺乏作物种质资源保护意识，人类经济活动的影响和环境污染、滥伐森林、超限采摘、盲目开垦等因素，以及栽培品种的单一化，都使得本地区原始野生植被大面积受损、生物多样性严重破坏乃至丧失，这些物种一但灭绝，很多宝贵的生物基因资源也随之消失。

近些年新疆越来越多的自然生物种群正在步入濒危植物行列，植物种质资源的丧失是严重的，尤其是野生近缘种的丧失令人触目惊心。以乌鲁木齐为例，参照新疆植物志和以前普查所得信息，乌鲁木齐附近分布有小麦野生近缘种9属51种，然而到目前为止，以前分布野生近缘种的区域已经很少能找到其分布。2007年新疆启动全球环境基金（GEF）小麦野生近缘植物保护项目，选定乌鲁木齐位小麦野生近缘植物保护示范点。伊犁野果林的面积在半个世纪以来已锐减了70%，20世纪70年代还有分布的莎车柽柳如今已没了踪影。2000年新疆屯河股份公司在喀什投资建成杏浆、杏汁加工厂以来，喀什地区地方杏品种以每年2-5个的速度被改接成企业目标品种而消失；自1996年新疆和田石榴酒的畅销以来，前两次普查记载的当地石榴品种中已有8个品种消失；库尔勒香梨的大面积推广栽培后，现在新疆40%的当地梨品种只能在轮台国家果树资源圃见到；伊犁、塔城两地区正大力推广发展酸莓（欧洲李）产业，野生资源尚无收集、保存，正快速丢失。

目前世界上除了中国新疆塔城地区和哈萨克斯坦有少量野苹果分布外，伊犁河谷是野苹果珍稀植物资源的重点分布区。此外野苹果、野核桃、野生樱桃李这些极具开发利用价值的野生植物由于乱采乱伐，加之病虫害的肆虐及生态环境的恶化，均遭到了不同程度的破坏，一些伊犁河谷特有的野生植物受到严重的威胁，有些甚至到了濒危的边缘。

3  保护新疆作物种质资源及其野生近缘种的必要性和应采取的措施

新疆处于各大生物区系交汇的过渡地带，是世界上研究植物区系的关键地区之一^[9]。新疆的植物区系组成丰富，地域性植物属种多，特有种质资源培植驯化潜力大， 因此保护新疆植物种质资源的生物多样性、发掘新疆地域野生绿化植物种质资源的遗传多样性，可以为新疆特色城市生态园建设中的植物资源研究、开发和可持续利用奠定基础。

从生态安全的角度看，生物群落是重要的“基因库”，是构成生态安全的最重要的物质基础，生物物种的丧失对生态安全的破坏将是致命的，无法挽回的。生态系统平衡被打破，大自然满足人类需求的能力就会大打折扣，人类就不可避免遭受一个又一个灾难的打击。人类活动的影响第一次超越了自然施加的影响，大自然为我们敲响警钟，我们必须采取措施，减轻人为造成影响。抢救濒危物种，保护并开发利用作物种质资源提出如下建议：

3.1  开展资源普查，摸清家底，建立新疆植物种质资源库

早在20世纪50年代，新疆就曾开展过一次野生动植物资源的调查。新疆植物种质资源丰富，重视作物资源保护，要逐步地开展植物种质资源的调查研究，摸清目前新疆植物种质资源类型、数量及分布地区等情况，建立作物资源种子保存库。

植物种质资源保存，特别是种子库保存是各种迁地保护措施中最为经济有效的方法。种子库保存为减缓物种的灭绝和气候变化对生物多样性的应影响发挥了特别关键的作用。作为植物多样性迁地保护的方法之一，种子库在资金投入、保存时间和保存效率方面远远高于就地保护和其它的迁地保护方法。它作为一个有效和经济的重要保存手段，已得到科学家、政府相关部门和非政府组织越来越多的认可。近几十年来，美国、英国、澳大利亚等发达国家纷纷建造了用于植物种质资源保存的种质库。

新疆农科院品种资源研究所多年来一直从事农作物种质资源的收集、整理及资源创新利用研究，1985年建有种质资源自然中期保藏库一座，保存50余种农作物近2万份资源。2010年已初步建立了新疆植物种质资源数据库，是新疆第一个也是唯一一个综合性植物资源数据库，初步形成新疆植物资源信息共享服务体系，使新疆跨入了我国种质信息化管理的行列。该库可实现查询17.5万余份植物资源信息数据和图象数据，包括野生植物种质资源数据库、药用植物种质资源共性数据库、农作物种质资源共性数据库、林木种质资源共性数据库和其他植物种质资源共性数据库等5个子数据库，并设计构建了部分农作物种质资源个性子数据库。新疆植物种质资源数据库的建立有利于更好地保护和高效利用植物种质资源，充分发挥资源的价值，开展资源创新研究和管理工作。

此外，利用现代生物学技术建立种质资源基因库，从基因水平对物种进行研究、保存及利用，为今后通过基因工程手段重新构建已绝种的植物物种或品种提供依据。

3.2  建立野生资源原生境保护体系

新疆为荒漠、半荒漠地区，生态系统十分脆弱，荒漠植被一经破坏很难恢复。过渡泛砍乱挖造成许多植物濒危灭种，我们应当记取的是大量生长在新疆的甘草中一种稀有种紫皮甘草也濒临绝种。目前新疆野生植物物种正在迅速消亡，野生油菜、阜康阿魏等在其原产地基本已不存在，就连过去常见的野生芍药、野生西瓜等植物在其原产地也很难找到，经济价值较高的“新疆臭阿魏”、“新疆盐桦”已被例入我国濒危植物红皮书，将濒危灭种的珍惜植物资源实行种群复壮更新，这已成为迫不及待的任务。调查摸清濒危灭种的珍惜植物资源原生群落，建议进一步建立人工繁殖基地及原生境保护区，原地保存被普遍认为是生物多样性保护最为有力和最为有效的方法。

自2004年起，新疆大力开展野生植物保护工作，并取得初步进展，野生植物原生境保护点有三个即保护面积1500公顷的伊犁新源县野苹果林原生境保护点、保护面积400公顷的哈密巴里坤小麦野生近缘植物原生境保护点，以及保护面积400公顷的布尔津县冬虫夏草野生植物原生境保护点，原生境保护点内的植被得以恢复。已列入野生植物资源保护名录的包括天山雪莲、冬虫夏草、管花肉苁蓉、白茎眼子菜、野核桃、野扁桃、野生杏等新疆野果林资源调查，以便将更多野生植物资源列入保护范畴。我区建立了濒危植物资源保护名录，并逐步建立原生境保护体系，充分利用现代生物技术开展发掘植物基因资源与种质创新利用等方面的研究。

3.3  开展特色资源创新研究

许多育种家已经认识到，目前育成种中的遗传基础越来越狭窄，对自然灾害的抵御能力越来越弱，培育高产、优质、抗贫瘠、耐盐碱和抗病虫害的新品种，因此要求我们保护植物种质资源的同时要加大力度开展植物资源评价、创新与利用研究，为培育新品种提供大量有重大应用前景的种质资源和基因。

新疆自然生态环境丰富多样，孕育了丰富而独特的植物资源，很多植物种质资源具有良好的耐旱、耐寒、耐盐碱、抗病虫等特性。艾秀莲等利用生物技术在雪莲中找到抗寒基因，并将其成功导入棉花，培育出了能抵抗倒春寒的棉花株系。戚家华等采用花粉管通道法将大赖草DNA片断导人小麦的研究，发掘出一批高抗资源等。对于野生种中含有抗病虫基因、抗逆基因、优质基因已很少有人怀疑。至于野生种中含有丰产基因，只有在生物技术飞速发展的今天才得到证明。积极开展对新疆野生植物种质资源，特别是农作物野生近缘种方面的研究，应用现代生物技术把作物种质资源中的有用基因发掘出来并加以利用，对改良现有作物品种和创造新类型对发展生产十分重要。

4  利用新疆特有资源开发特色产品

新疆各类可直接利用的植物资源丰富，合理开发利用作物资源，加强生态和环境保护是农牧业可持续发展的关键。

轮台白杏品质优良，种植历史悠久。新疆的杏栽培总面积虽已达到260万亩，许多地区的种植农户一直未能取得较好的经济效益，但是轮台县种植白杏却取得了极大的成功。2004年新疆农科院轮台国家果树资源圃与轮台县华隆公司共同承担实施 “轮南白杏产业化综合技术开发”和“轮台杏加工及产业化”两个项目。截至到2006年底，轮台县种植杏树面积由2001年的3万亩左右发展到20余万亩，其中推广白杏近10万亩。目前中粮屯河，紧紧依托新疆本地资源优势，引进国际先进的加工装置和工艺技术，生产出优质的杏干和杏浆产品，远销 欧洲、东南亚等地。野生樱桃李，又名野酸梅，是中国稀有濒危树种之一，其果实富含有机酸，果汁酸味纯正，无涩、无异味，入口清爽。经过多年的研究开发到2003年栽培面积达4000多公顷。2007年汇源果汁公司正式入驻伊犁霍城，生产开发樱桃李系列产品，樱桃李产业现已成为当地农民致富的重要途径。鹰嘴豆是新疆特色农作物之一，木垒县将鹰嘴豆产业列为十大重点产业之一，已建成10万亩优质生产基地，是全国最大的鹰嘴豆生产基地。新疆大龙王食品有限公司与新疆理化所实行科企联合，共同合作开发生产鹰嘴豆系列功能性食品如鹰嘴豆粉、鹰嘴豆珍粒等，成为当地农业经济新的增长点。像这样有价值的资源还有阿月混子、野生巴旦杏、无花果、野核桃、沙枣等等。利用新疆特色植物资源，根据农业生产新需要，联合企业形成产业链，开发出高营养、高附加值的具有地域特色的农副产品，创造更高的更好的生态与经济价值。

    21世纪是生物技术快速发展时代，植物种质资源与生物技术和生物信息学相结合必将产生无穷的威力，抢救保护新疆植物种质资源,合理开展资源创新与利用工作,为人类生存创造更美好的未来！