甘薯是世界上重要的粮食、饲料及工业原料作物,中国是世界上最大的甘薯生产国。本文总结了中国甘薯产业和种业发展的历史、现状、成效及问题,分析了国内外甘薯产业和种业的发展趋势,提出中国甘薯产业和种业未来的发展目标和任务。目前中国甘薯产业稳步发展,种植面积趋于平稳,年种植面积稳定在4×106 hm2左右;单产稳步提高,已达到世界平均水平的1.96倍;产业实现了从量到质的转型升级,鲜食市场供应比例不断提高,甘薯逐步实现餐桌化,休闲、保健和功能食品得到适度发展;鲜食消费比例逐年增加,提升了甘薯种植效益;品牌建设得到了长足发展。甘薯种业在国家甘薯产业技术体系的推动下,初步建立了甘薯分子育种平台,甘薯基因组测序基本完成,构建了高密度分子连锁图谱,开发出一批与甘薯茎线虫病抗性相关的分子标记和与甘薯淀粉含量等性状相关的主效QTL,发掘出甘薯品质、抗病、耐盐、抗旱等相关的重要功能基因;建立了甘薯主要病虫害抗性评价平台,创制出一批甘薯特异新材料;构建了优质专用甘薯品种评价平台,育成一批甘薯专用型新品种,良种自育品种覆盖率达95%以上;制定了甘薯新品种的DUS测试国家标准和行业标准,规范了种薯种苗市场;完成了脱毒种薯种苗生产关键技术研究;建立了产学研结合的种业协同创新体系,推动种薯种苗企业重组。现阶段中国甘薯产业和种业还存在许多问题,一是优异种质数量少,无法满足育种的需求;二是优质品种评价指标缺乏,专用化品种少,无法满足加工需求;三是脱毒种薯种苗的应用率低,种薯种苗繁育技术和市场不规范;四是甘薯种业尚未形成规模,政府对种薯种苗繁育企业扶持力度较弱,区域性的种薯种苗企业数量少,远不能满足生产的需要。未来5—10年,中国应注重资源收集、评价和保存平台建设;打造甘薯育种公共服务平台建设;选育和推广优质高产多抗专用品种;着力推进育繁推一体化健康种薯种苗繁育体系建设;进一步延长加工产业链,提高产业效益;在“一带一路”国家示范推广高品质淀粉、富含膳食纤维、花青素、胡萝卜素及多酚类物质等专用品种。
高粱是全球第五大粮食作物,也是中国重要的杂粮作物。国家启动产业技术体系10年来,鉴定和创制出277份矮秆、抗病、高支链淀粉、低单宁的育种材料;利用突变体、自然群体全基因组关联分析克隆了高粱重要性状的控制基因;育成了71个矮秆耐密、适宜机械化作业的酿造专用高粱新品种,创新集成适合不同区域高粱轻简栽培技术,全国高粱种植面积增长26.8%,总产增长93.5%,单产提高52.7%,实现了高粱生产方式全面机械化的重大变革。在高端白酒转型升级的拉动下,以茅台、五粮液、汾酒等知名酒企为核心,形成了以“品牌+品种+产地+农户”高粱特色产业发展模式并取得了显著的增收效果。产业发展助推品种权保护与转让,面向产业与企业需求的联合育种与产业化开发带动高粱种业起步发展。在乡村振兴战略和健康中国战略新的时代背景下,高粱的抗旱、耐涝、耐盐碱、粮饲兼用、高光效等特性给中国高粱产业和种业发展带来了新的机遇;同时中国高粱种业和产业也面临着多用途开发不足、品种权保护力度不够、原始性创新能力有待加强、产业政策支撑不足等诸多挑战。未来中国高粱新品种选育和种业由酿造为主向多用途转变,针对企业酿造工艺需求对不同适宜地理环境开展定向育种将成为趋势,盐碱地、休耕区、镰刀弯地区高粱种植呈现恢复性增长。建立适合中国高粱产业和种业发展的现代化种业创新体系、推广体系和产业体系,构建科研院所、种子企业、推广部门和产后加工企业融合发展的种业产业链运行机制是未来中国高粱种业发展目标。中国高粱产业和种业未来的重点任务是创制抗除草剂、高淀粉、低单宁、抗蚜等目标性状的关键育种材料;开展基因编辑、标记辅助选择、全基因组选择、高效遗传转化等关键技术研究,构建现代高效育种平台;优质专用酿造、饲料、饲草、能源、帚用等多用途高粱新品种选育;登记品种DNA指纹鉴别和关键表型性状数据库构建;根据高粱产区生态特点、资源禀赋,布局优化产业基地和制种基地。
谷子起源于中国,是旱作生态农业绿色发展的主栽作物。国家启动产业技术体系十年来,创制出一批抗除草剂、商品品质显著提升、蒸煮时间显著缩短的育种材料;基因组测序、单倍型图谱和高通量转化技术体系构建等推动了谷子产业技术原始创新能力持续提高;育成了一批中矮秆抗除草剂新品种,创新集成了一批适合不同产区的栽培技术,单户综合生产能力提高20倍以上,单产提高90.8%,总产提高85.7%,全程机械化轻简栽培实现了谷子生产方式历史性变革。谷子是完全市场化作物,近十年来总体价格呈上升趋势,产业规模不断扩大,全国地理标志产品发展迅速,正在形成一批区域公用品牌和产业优势区。随着产业发展的带动,品种权保护与转让逐步增多,一批谷子种业开始起步。在乡村振兴和健康中国战略新的时代背景下,谷子的营养、生态、文化属性给中国谷子产业和种业带来了新的机遇;同时中国谷子种业和产业也面临着种子繁殖系数高、品种权落实力度不够、科研和平台建设有待加强、缺乏突破性大品种等诸多挑战。未来中国谷子特色产业发展将助推乡村振兴并带动种业发展;季节性休耕区、压采地下水区的生态需求将促进谷子生产面积呈现恢复性增长;种业、科研、产业融合呈加快发展趋势。攻克谷子种业重大基础科学问题,构建现代生物育种技术体系,培育突破性新品种,实现科研、种业、产业的一体化发展是中国谷子种业的发展方向。中国谷子种业发展必须坚持原始创新、坚持产业需求、坚持服务主产区、坚持差异化发展、坚持市场主体地位。未来中国谷子产业和种业需攻克的重点任务:突破性新种质创新、高效育种技术平台构建、突破性新品种杂交种培育、构建种子生产技术规范和良种繁育技术体系、提升种业管理服务能力、布局优化制种基地、打造种子优势企业。
食用豆在中国粮食组成、人类健康、土壤改良中占有重要地位,尤其是在贫困地区作为蛋白质的主要来源。随着食用豆基因组相继被破译,推动了食用豆分子遗传基础和分子育种研究。国家食用豆产业技术体系成立以来,育成了一批高产、优质、抗病虫、耐逆、适宜机械化收获的食用豆新品种,集成了一批适合不同产区的栽培技术,病虫害绿色防控技术的研发与应用取得了良好的防治效果,生产机械与技术研究初显成效,产后加工技术提升与产品创新研究促进产业提质增效。随着食用豆新品种新技术的示范与推广,食用豆总产和单产水平显著提高,特别是在过去十年内蚕豆、豌豆由干籽粒生产转变为鲜食菜用生产,食用豆种植面积提高了21.1%,单产提高了3.9%,总产提高了36.8%。随着食用豆产业规模不断扩大,越来越多的食用豆种被列为国家农产品地理标志产品,正在形成一批农业企业品牌。在食用豆产业的带动下,品种权保护与转让数量逐渐增多,食用豆种业开始起步发展。随着人们健康意识的提高,国内外市场需求快速上升,国家乡村振兴战略的实施和农业供给侧结构性改革的推进,大力培育壮大贫困地区特色优势产业,给食用豆生产和种业带来了新的机遇;但是中国食用豆生产和种业也面临生产成本较高、生产效率低、科研平台建设有待加强、缺乏突破性大品种、品种权保护力度不够等诸多挑战。本文在总结中国食用豆产业和种业的现状与问题的基础上,讨论了其未来的发展方向。
