野生燕麥的收集、評(píng)價(jià)和利用

野生燕麥的收集、評(píng)價(jià)和利用

根據(jù)植物分類(lèi)，麥冬屬（a.satival）、裸顏小麥、普通麥冬（a.fatual）、紅麥野生（a.sterisl）等25種類(lèi)型。我國(guó)是燕麥起源地之一,據(jù)記載我國(guó)燕麥栽培始于戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,距今至少有2100a的歷史。世界上其他國(guó)家栽培的燕麥以皮燕麥為主,絕大多數(shù)用于家畜或家禽的飼料;我國(guó)栽培的燕麥以裸燕麥為主,籽實(shí)作為糧食食用,莖葉則用作牲畜的飼草,因此,在我國(guó)裸燕麥?zhǔn)?種糧草兼用型作物。由于我國(guó)燕麥多生長(zhǎng)在高寒干旱地區(qū),長(zhǎng)期惡劣單一的生態(tài)環(huán)境,形成了燕麥耐旱不抗倒、耐瘠不高產(chǎn)的單一資源類(lèi)型,特別是因缺乏抗黃矮病種質(zhì)資源而無(wú)法培育抗病燕麥品種,影響了燕麥產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。近年來(lái),隨著人們對(duì)燕麥營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值的逐漸認(rèn)識(shí),對(duì)燕麥的研究工作也越來(lái)越深入和廣泛,對(duì)于燕麥的深加工研究也日益受到人們的重視,除常見(jiàn)的燕麥片外,人們還開(kāi)發(fā)了多種燕麥新型產(chǎn)品,如燕麥方便食品、燕麥糕點(diǎn)、燕麥乳飲料、燕麥化妝品等。這就對(duì)燕麥品種在加工特性等多方面提出了更高的要求,如粒型、蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、賴(lài)氨酸含量和β-葡聚糖含量等,傳統(tǒng)的燕麥品種顯然已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足需求。野生燕麥在我國(guó)30多個(gè)省(區(qū))均有分布,是一種頑固性的田間雜草,其抗逆性極強(qiáng),久除不滅,分布廣而類(lèi)型多,這也決定了野生燕麥遺傳背景的豐富多樣性,但對(duì)燕麥野生資源的搜集和應(yīng)用的系統(tǒng)工作還未見(jiàn)相關(guān)報(bào)導(dǎo)。對(duì)我國(guó)燕麥種質(zhì)資源的收集、評(píng)價(jià)和利用工作進(jìn)行回顧,旨為今后我國(guó)開(kāi)展燕麥野生資源的收集、利用和評(píng)價(jià)等工作提供借鑒。1燕麥品種資源在其他作物上,野生資源的收集大多是伴隨著對(duì)栽培資源的收集而同時(shí)進(jìn)行[3~5],國(guó)內(nèi)有關(guān)燕麥野生資源收集的資料也是如此。我國(guó)對(duì)于燕麥種質(zhì)資源的收集、整理工作開(kāi)始于20世紀(jì)50年代末,截止到1966年,國(guó)內(nèi)收集和國(guó)外引進(jìn)的國(guó)內(nèi)外燕麥資源共有1497份。1973年中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)外引種室恢復(fù)外引工作后,又陸續(xù)引進(jìn)200余份燕麥資源。1980~1984年西藏作物品種資源考察隊(duì)共采集到普通野燕麥(A.fatuaL.)161份、異燕麥屬西南燕麥種5份、野生近緣植物扁芒草4份。我的燕麥研究工作者于1980年和1996年分別編寫(xiě)了《中國(guó)燕麥品種資源目錄》(第一冊(cè))和《中國(guó)燕麥品種資源目錄》(第二冊(cè))2冊(cè)燕麥品種資源目錄,共計(jì)編入目錄資源2978份,其中裸燕麥資源1699份(國(guó)內(nèi)1663份,國(guó)外36份)、皮燕麥資源1278份(國(guó)內(nèi)309份,國(guó)外969份)、野燕麥1份。2冊(cè)品種資源目錄入編的燕麥資源分別隸屬于燕麥屬(Avena)中的9個(gè)種,即六倍體種6個(gè):裸燕麥(A.nudaL.)、普通栽培燕麥(A.sativaL.)、野紅燕麥(A.sterilisL.)、地中海燕麥(A.byzantinaHochest)、普通野燕麥(A.fatuaL.)、東方燕麥(A.orentalisSchreb);四倍體種1個(gè):大燕麥(A.magnaMur);2倍體種2個(gè):砂燕麥(A.strigosaSchreb),小粒裸燕麥(A.nudibrevisvar)。2對(duì)燕尾野生資源的評(píng)價(jià)參照燕麥種質(zhì)資源的性狀劃分,認(rèn)為燕麥野生種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)性狀應(yīng)該主要包括植物學(xué)性狀、生物學(xué)性狀、農(nóng)藝性狀、抗性性狀和籽實(shí)品質(zhì)性狀等。2.1種子特性及大小主要包括株高、須根系入土深度、幼苗特性(直立、半直立、匍匐)、葉舌和葉耳特性、花序、穗型(緊穗型、側(cè)散型、周散型)、每小穗稃片數(shù)、每小穗小花數(shù)、異交率、種子顏色以及葉色等。2.2生物學(xué)特性主要包括萌發(fā)溫度、適宜的發(fā)芽溫度、土壤水分、土壤要求和日照要求等。2.3農(nóng)業(yè)藝術(shù)的品質(zhì)主要包括有效分蘗數(shù)、種子千粒重、全株粒重和秸稈產(chǎn)量等。2.4燕麥抗旱性的適應(yīng)性研究燕麥野生種質(zhì)資源中豐富的抗性基因資源是野生燕麥適應(yīng)不同區(qū)域地理氣候以及不良外界環(huán)境條件的基礎(chǔ),主要包括抗病性、抗旱性和抗寒性。多數(shù)野生燕麥資源在此方面具有非常突出的表現(xiàn)。2.5野生燕麥的籽實(shí)品質(zhì)燕麥的籽實(shí)品質(zhì)性狀主要包括蛋白含量、脂肪含量和亞油酸含量。因此,野生燕麥種質(zhì)的籽實(shí)品質(zhì)性狀的評(píng)價(jià)也應(yīng)該著重圍繞這幾個(gè)方面展開(kāi)。野生燕麥中有許多品種的籽實(shí)品質(zhì)性狀非常突出,如大燕麥(A.magnaMur)的蛋白質(zhì)含量高達(dá)32.4%,千粒重為36.1g,是很好的野生種質(zhì)資源。隨著人們對(duì)燕麥保健價(jià)值的進(jìn)一步關(guān)注和認(rèn)識(shí),以及對(duì)燕麥新產(chǎn)品研發(fā)的不斷深入,建議將野生燕麥資源的其他一些性狀,如β-葡聚糖含量、膳食纖維含量、賴(lài)氨酸含量以及與加工性狀相關(guān)的一些性狀,也列為評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。3燕麥品種的選育及利用從20世紀(jì)70年代后期開(kāi)始,張慶勤等[11~14]采用通北野生燕麥與小麥近緣屬種進(jìn)行雜交,選育出一批超高產(chǎn)的優(yōu)良小麥品系。之后,湖南農(nóng)學(xué)院張海清等在此領(lǐng)域進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn),也獲得成功,并在“兩系”小麥上獲得突破。李水彬還通過(guò)對(duì)野燕麥的花器結(jié)構(gòu)特性和散粉規(guī)律的觀(guān)察,制定了雜交方案,初步得出小麥與野燕麥雜交的規(guī)律;但對(duì)其在當(dāng)?shù)嘏c小麥花期如何相遇、何時(shí)為花粉活性的最強(qiáng)時(shí)期,以及獲得更多雜交種子的雜交技術(shù)、遺傳學(xué)和細(xì)胞學(xué)機(jī)制等方面的研究尚未明確,還有待做進(jìn)一步深入研究。對(duì)于野生燕麥資源在燕麥育種中的應(yīng)用研究,前人也做了大量工作。楊才和趙云云等[17~20]從收集到的野生燕麥材料中發(fā)現(xiàn)了一些抗黃矮病、抗倒伏、高蛋白的野生資源,并利用這些野生燕麥資源與栽培燕麥雜交,取得了較好的效果。如利用大燕麥(A.magna)與大粒裸燕麥(A.nuda)雜交,獲得了蛋白質(zhì)含量高達(dá)24.4%和24.6%的新種質(zhì)S109和S20。還有一些育種單位,利用燕麥野生資源和栽培資源培育出了生產(chǎn)上表現(xiàn)較好的栽培燕麥品種。4分子遺傳研究近些年,我國(guó)在燕麥種質(zhì)資源的收集、評(píng)價(jià)和利用方面取得了一定成績(jī),但主要工作集中在對(duì)現(xiàn)有資源的收集、鑒定評(píng)價(jià)利用以及對(duì)優(yōu)良種質(zhì)的篩選上,對(duì)于燕麥野生種質(zhì)資源的收集、評(píng)價(jià)和利用工作尚未系統(tǒng)展開(kāi)。另外,我國(guó)對(duì)于燕麥的分子遺傳學(xué)研究,主要集中在表達(dá)載體的構(gòu)建方面,而在轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)的建立和轉(zhuǎn)化體的篩選以及對(duì)優(yōu)良種質(zhì)中目的基因的分離與轉(zhuǎn)化工作方面研究不多,尤其是在目的基因的分離、構(gòu)建分子連鎖圖譜和基因定位方面研究相對(duì)較少。上述方面的工作,亟需在栽培燕麥和野生資源中同時(shí)展開(kāi)進(jìn)行。雖然在已經(jīng)收集到的野生燕麥資源中發(fā)現(xiàn)了抗性和品質(zhì)表現(xiàn)較好的類(lèi)型,有些也已成功應(yīng)用到育種工作當(dāng)中,但