实验室和苗圃交叉更新保存 96个原种成就大姜种质资源“宝库”

外面天寒地冻,室内温暖如春。1月16日,记者走进济南市农科院的组织培养实验室,只见架子上一个个透明的培养瓶内,长满了绿色的小苗。“这里面培育的都是大姜原种苗,共有96个可食用品种,其中还有6个国外的品种,目前应该是国内保存品种最多的大姜种质资源库。”大姜育种专家李庆芝介绍,为了保证成活率,一个品种一次要培养30-40瓶,一瓶最多5棵。

种质资源是培育新品种的基础性材料,“如果没有这些种质资源,大姜育种就成了无本之木,育出的新品种就很难证明来自我国自有的种质基因资源,就有可能在基因标记的特性基因背景来源上被国外‘卡脖子’。”李庆芝说。

恒温21℃环境下,原种苗在培养瓶长到7个月左右就要重新换瓶继代保存。用这种方式保种,虽可以降低保存成本、提高保存效率、降低风险,但一直长在瓶里也会有变异。“为了更好地保存这些纯性的生姜种质,防止其特性退化,这些小苗每隔几年就要移栽到种质资源圃里,稳定生产性状后,再重新接种转存到培养瓶里。”李庆芝说,通过苗圃种植和组培实验室培育两种方式交叉更新保存,96个原种才得以长久繁衍生息。

济南市农科院种质资源圃位于济南市莱芜区高庄街道大姜种植专业村东汶南村,实验室中的这些原种苗不仅是育种专家眼中的宝贝,也是承担种质资源大田轮种的东汶南村人的宝贝。“我们村生姜种植历史悠久,20世纪60年代,村里的生姜品种有80多个,连专家都会到村里来借种。当时,先后有300多名村民响应国家号召,携带姜种,远赴河北、河南等地推广种植生姜,使东汶南村成为北方生姜发源地之一。”东汶南村党支部书记亓新华介绍。

目前大姜种质资源圃里有缅姜、莱芜大姜、莱芜小姜等160多个生姜种质,一个品种一小畦,每畦大约有50多棵。“除了96个可食用的品种外,还收集了一些观赏、药用的种质资源。村民管理姜田像伺候宝贝一样,很上心。”亓新华说,依托这些生姜种质资源,村里还建起了“中华姜博园”,并承接了脱毒生姜试管苗组织培养和生姜生产用种繁育基地等项目,做大了生姜产业。

“新品种的研发对生姜产业发展至关重要,特别是一些专用品种研发。”李庆芝说。据了解,目前我国生姜种植面积约460万亩,山东栽培面积约为150万亩,是全国生姜生产面积最大的省份,占全国的1/3；产量约600万吨,占全国一半以上；出口量约50万吨,约占全国的3/4。

“山东省大姜栽培模式多样,产业急需新品种,但育新难度很大。因为生姜为无性繁殖作物,无法实现杂交育种,培育新品种的方式也不同于别的作物,只能靠物理或化学方法诱变,从中找出变异株。”多年从事大姜育种的李庆芝说。

即使找到变异株,还要种到田里,观察生产性能是否符合要求、性状是否稳定等。“一个变异芽第一年只能种出一块姜,第二年才能种出十多个种芽,至少5年才能形成稳定品系,然后再通过鉴定,才能开始商品化种植。”李庆芝说,她和团队研发的鲁优1号姜种就用了9年时间。2012年开始试验,直到2016年才形成稳定品系,2018年通过鉴定,2020年开始大面积田间种植,进入商品化生产阶段。

李庆芝说,反复的试验让育种专家总结出一套成熟的生姜辐射诱变育种技术体系,再加上有大量的种质资源基础和组培快繁等先进技术,大姜育种进程大大加快。李庆芝带领团队先后培育出辐育1号、鲁种大姜、鲁优1号、鲁引1号小姜等多个抗性强、生产性能稳定的优异品种,并在莱芜区组建了年产50万株脱毒生姜试管苗的组培中心和1800多亩生产用种繁育基地,年产脱毒无病生姜生产种9000余吨。

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