煙草在線據鄭州煙草研究院網站報道 科技是推動“卷煙上水平”的重要支撐,論文是展現科技成果的最好論證。最新的科技成果總是能讓科技工作者們的創造性思維得到激發和升華,自主創新的源頭活水得到激蕩并充分涌流。為了讓行業科技工作者們更加及時地了解相關煙草科技的進展情況,本期“研究”欄目從2012年學術年會學術報告文集中選擇了兩篇學術論文進行摘登,為行業廣大科技人員提供一個學術交流和成果展示平臺,推動學術創新、促進學科發展,更好地激發廣大科技人員創新熱情。
煙草作為一種重要的經濟作物,在國民經濟中發揮著重要作用。作為一種嗜好性葉用作物,煙草育種工作有著特殊的要求,首先要以品質為核心,不斷滿足卷煙產品提升的需求,同時要解決農業生產中各種問題,滿足煙葉原料生產的要求。品種是一種重要的農業生產資料,相關資料顯示,烤煙品種對產量的貢獻率為20%~35%,對品質的貢獻率為60%以上,選用優良品種是農業措施中最經濟有效的手段。
我國在20世紀初開始種植烤煙,新中國成立后開展了大量育種研究的工作,自國家煙草專賣局成立后,煙草品種工作才納入快速發展的軌道,逐步建立了全國煙草品種試驗示范體系、品種審定體系、品種管理體系、種子繁殖與供應體系,極大地促進了煙草良種化的進程和煙草業的持續穩定發展。但是,我國煙草育種工作還不能很好地滿足煙葉原料數量安全、品質安全、生態安全和現代煙草農業的需求,因此,構建功能完備、運轉高效的煙草育種創新體系,是做好行業科技創新工作、建設創新型行業的基礎工作。
煙草育種的發展歷程
20世紀20~30年代,引進美國烤煙品種亮黃、金葉、金元等,為烤煙生產初期發展奠定了基礎。40年代,引進抵字101、牛津1號、牛津4號、佛光等抗黑脛病品種,大金元、特字400、特字401等優質品種,對發展煙草生產起到了重要作用。50年代,我國從地方品種中選出小黃金、大黃金、大平板、歪把子、鳳城黃金、佛光、大柳葉、長脖黃、許金一號等,解決了當時生產品種雜亂的狀況,也為我國烤煙育種奠定了很好的基礎。
20世紀60~70年代,育成的金星6007、紅花大金元,為解決卷煙原料短缺發揮了重大作用。70年代花粉單倍體育種在國際上首次取得突破,育成單育1號、單育2號、單育3號等品種,引進的烤煙品種G-28、G-140不論在生產上直接利用還是作為優質抗病親本都起到重要作用。
20世紀80年代中期,煙葉生產從高產向優質適產轉變,品種的更新發揮了重大作用。通過雜交育種育成的中煙14、中煙15、許金4號等品種,使煙葉品質和抗病性的結合得到一定改善;通過胞質雄性不育性的轉育,育成一系列優良不育系,使雜種優勢利用成為可能。80年代引進的優質抗病品種NC82、NC89、K326、G-80等迅速在生產上使用,利用這些品種作親本相繼育成一系列90年代生產主栽品種,如中煙90、云煙85、中煙98、中煙99、龍江915等,同期推廣的品種還有翠碧1號、鄂煙1號、KY14等奠定了目前全國煙草品種種植的基本格局。
1995年以來從美國引進優質兼具多種抗性的新品種,如K346、RG17、RG11、TN90、KY8959等,對解決我國煙草品種老化、品種單一問題正在發揮非常重要的作用。20世紀90年代中后期,煙葉結構性矛盾日顯突出,上部煙葉片厚,煙堿高、雜氣重等問題,推動品種更新和栽培措施的調整。1998年以來大力進行煙草品種的更新換代,實現了生產上主栽品種K326和NC89原種更新,云煙85、云煙87、中煙98、中煙99等優質抗病品種的育成推廣,有效地改善了煙葉等級結構和品種的種植格局,適應卷煙工業對原料的需求。
新世紀以來我國從國外引進了很多優質兼具多種抗性的新品種
2000年以來圍繞優質和綜合抗性方面開展了大量的研究工作,相繼育成中煙100、云煙202、云煙97、中煙203、豫煙5號等烤煙品種,鄂煙4號、鄂煙5號、達白1號等白肋煙品種,柯瑪蒂尼巴斯瑪、克撒錫巴斯瑪等香料煙品種。這些新品種的推廣種植有效地緩解了煙草品種單一的矛盾,也大幅度地扭轉了我國煙草品種過多依賴國外品種的局面,2011年國內育成烤煙品種種植比例達到80%以上。
優質抗病品種的育成推廣有效地改善了煙葉等級結構
可以說,在煙草產業發展的各個時期,新的煙草品種推廣應用,為煙葉生產轉型發展發揮了至關重要的作用。
煙草育種的發展現狀
從技術層面上看,隨著科學技術的發展,煙草育種的技術手段不斷提升。從早期的自然選擇、系統育種,逐步開展雜交育種;在煙草組織培養技術取得突破后,迅速開展了單倍體育種;在細胞融合技術取得突破后,展開體細胞雜交育種;圍繞創造新的變異,開展物理誘變、化學誘變和生物誘變育種;隨著航天技術的發展,開展了太空誘變育種;通過細胞工程、染色體工程、基因工程等手段不斷導入外源優異基因,豐富了煙草的遺傳背景,進行了品種的定向改良;隨著分子生物學快速發展,分子標記、基因定位與克隆等手段也廣泛應用于煙草育種;煙草基因組學研究序幕的拉開,開啟了基因研究的嶄新時代,也真正開啟煙草分子設計育種的時代。
從育成品種層面上看,自全國煙草品種審定委員會成立以來通過審定(認定)的煙草品種共計97個,自育品種成為生產的主栽品種。其中烤煙品種77個(自育64個,國外引進13個),白肋煙品種16個(自育13個,國外引進3個),馬里蘭煙品種1個,香料煙3個(自育1個,國外引進2個)。
分析2000年以來通過全國審定的烤煙品種,主要表現以下幾個特點:一是多數品種具有較好的豐產性和生態適應性,能夠具備產量的潛力;二是品種的株型、葉型和等級結構更趨合理;三是煙葉烤性和化學成分協調性有明顯改善;四是特色品種較為缺乏,煙葉的香氣質量有待提高;五是品種抗性缺乏突破性的提高,除1/3的品種對TMV的抗性達到免疫外,僅半數品種黑脛病抗性達到中抗水平,非常缺高抗的品種,僅有1/6的品種抗赤星病,極少數品種中抗CMV。所以,我國煙草育種在及時解決了煙葉生產上存在的突出問題,但也暴露出創新后勁不足,與卷煙品牌快速發展不相適應等問題。
從組織管理層面上看,協同攻關的效率不高和育種的基礎條件薄弱,影響到育種創新的發展。一是育種單位間協同創新不夠,協作分工不明確,重點不突出,缺乏有效的組織,沒有形成全國一盤棋的布局合理、分工明確、層次清晰的育種創新戰略協作體系,總體運行效率不高;二是研究力量相對薄弱,真正從事育種創新人員隊伍較小,造成有限的力量只能維持育種的正常運轉,對集中力量開展系統創新和集中攻關投入不足;三是育種的相關基礎研究薄弱,對基礎研究和理論研究缺乏必要的支持和鼓勵,因而對各種遺傳資源的研究挖掘不夠,造成遺傳背景狹窄,創造的重點骨干材料缺乏重大突破,育成品種也難有重大突破;四是研究設施和條件仍不完善,相應的病害鑒定圃系、品種田間試驗圃地、專用烘烤儀器設備、田間便攜式鑒定檢測儀器很不完善,影響到材料鑒定的準確性和選擇效率;五是品種成果轉化不充分,一方面缺乏相應栽培調制配套技術的研究,不能做到良種良法配套,發揮品種的最大潛力,另一方面對品種特色研究不充分,工業品牌對品種的介入不多,品種與品牌存在一定的脫節現象;六是育種科研經費不足,只能滿足常規性工作,深層次研究經費缺乏,由于資金投入的不足,育種與產業的結合也出現時緊時松的情況,科研工作缺乏系統性和連續性。
亟須建設煙草育種創新體系
煙草產業的發展為育種研究提出許多重大研究命題,首先是煙葉原料數量安全問題,這就要求解決品種的增產潛力、品種的適應性和穩定性、品種抗病與抗逆性、品種的烘烤特性等。第二是煙葉原料品質安全問題,既要提高煙葉的香氣質、香氣量,化學成分協調性,又要通過遺傳改良降低有害成分的合成與積累。第三是煙葉原料生態安全問題,既能夠高效利用自然資源,又不對環境造成不利影響。第四是適應現代農業需求問題,新品種能夠很好地適應全程生產機械化的操作。因此,加快建設煙草育種創新體系,是發展現代煙草農業和推進行業可持續發展的迫切需要,是保障煙葉原料安全和提高行業自主創新能力的迫切需要。
建設好煙草育種創新體系,要抓好幾個關鍵要素。一是構建全行業育種協同攻關組織體系。充分發揮各育種單位優勢,構建分工明確、研究重點突出、資源共享的攻關體系。二是打造一支精干高效的育種人才隊伍。要重點培養和凝聚一批科技創新領軍人才、骨干人才和科研輔助人才,特別是基礎好、懂生產、會管理的常規育種技術人才;強化優秀創新團隊、轉化推廣團隊建設,不斷完善協同創新機制,強化團隊激勵機制。三是建設一套完整、支撐有力的實驗支撐平臺。建立完善資源保存鑒定評價平臺;依托有關單位建立細胞學、遺傳學、分子生物學、發育生物學、功能基因組學等重點實驗室,在全國煙草品種試驗網絡的基礎上建立的全國品種試驗站體系;在已建立的病害鑒定圃的基礎上,建立一批功能完善的病害鑒定試驗站體系。四是建立完善育種創新的保障機制。圍繞加強煙草育種創新體系的若干要素,出臺相應的政策,包括機構建設、人才隊伍建設、實驗室及平臺建設,提供強有力的穩定的資金支撐。煙草育種是一個系統性和連續性的研究工作,加之其厚積薄發、持續發揮效能的特點,有必要建立穩定增長的長效投入機制,提高育種創新體系運行的成效。
充分發揮育種創新體系的作用,有必要在實施育種戰略性課題的同時,在煙草基因組學的基礎上,進行煙草育種的頂層設計,加強基礎研究的深度和廣度,針對目前的關鍵技術瓶頸,重點啟動育種創新工程,包括優異基因資源挖掘、抗青枯病育種、抗病毒病育種、高香氣育種、低焦油育種等
篤行致遠 2024中國煙草行業發展觀察