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作物遗传多样性保护与利用策略

作物遗传多样性保护与利用策略

一、作物遗传多样性概述

1.1作物遗传多样性的内涵

作物遗传多样性指作物物种内及物种间基因的丰富程度与变异特性。它涵盖了从微观的基因序列差异到宏观的形态、生理及农艺性状多样。以水稻为例，全球众多水稻品种在株高、穗型、粒色、抗病虫性、耐逆性等性状上各具特色，这些差异皆由其遗传物质多样性决定。在基因层面，控制水稻产量相关性状的基因家族丰富多样，如参与光合作用、养分吸收转运及籽粒发育的基因，不同品种间这些基因的等位变异造就了产量潜力与品质特性的差异。

1.2作物遗传多样性的价值

作物遗传多样性是农业可持续发展关键。于农业生产，丰富多样的作物品种为培育高产、优质、抗逆新品种提供素材。上世纪我国小麦条锈病大流行时，科研人员从农家品种中挖掘抗锈病基因，育成抗病品种，成功遏制病害蔓延，稳定小麦产量。其为作物适应复杂多变环境筑牢根基，野生稻蕴含耐寒、耐涝、耐贫瘠基因，经杂交导入栽培稻，可拓宽其种植区域、增强环境适应性。再者，它是维护生态平衡的重要环节，多样化作物种植模式优化农田生态系统结构与功能，提高系统稳定性、减少病虫害暴发与化学农药依赖，促进养分循环、土壤保持与生物多样性提升。

二、作物遗传多样性面临的威胁

2.1现代农业生产方式的影响

现代农业追求规模化与集约化，大面积种植单一高产品种成趋势，致许多地方品种迅速消失。玉米带曾广泛种植多样地方玉米品种，如今超90%种植面积被少数几个杂交种占据，大量地方品种因缺乏种植规模与经济效益遭弃种，基因资源随之流失。同时，工业化农业过度依赖化肥、农药、灌溉与机械作业，改变农田生态环境，破坏部分依赖自然农法品种的生存条件，其适生性降低、种群萎缩，如某些对土壤微生物群落敏感、需自然降水与多样化农田景观的传统稻种濒危。

2.2气候变化的挑战

全球气候变暖、极端气候频发冲击作物遗传多样性。气温升高改变作物生长周期与物候期，打乱原有遗传适应性节奏。春小麦可能因春季提前升温而过早拔节，却在晚霜来袭时受冻害，部分品种因缺乏应对极端温度波动能力，种植范围缩窄、产量稳定性降，甚至面临淘汰。降水模式改变致干旱与洪涝交替，使依赖稳定水分条件的品种受损，而长期干旱胁迫下，耐旱性弱品种逐渐消失，遗传多样性受损。海平面上升引发海水倒灌侵蚀沿海农田，盐渍化加重危及耐盐性差的作物品种，滨海地区特有作物品种生存空间压缩，遗传资源濒危。

2.3人类活动与城市化扩张

城市化、工业化快速推进大量占用优质农田，作物种植面积锐减、栖息地破碎化，许多传统农业区变城市或工业用地，作物种群隔离分散，基因交流受阻、遗传漂变加速，增加品种灭绝风险。城市扩张形成热岛效应、空气污染与水污染扩散至周边农田，改变局部气候与土壤、水生态，敏感作物品种无法适应而消亡。此外，人类对野生作物亲缘种栖息地破坏严重，森林砍伐、草原开垦、湿地排干等使野生稻、野生大豆等野生亲缘种原生境丧失，基因库受损，切断与栽培作物间基因交流桥梁，削弱利用野生资源改良作物的潜力。

三、作物遗传多样性保护策略

3.1建立种质资源库

种质资源库是作物遗传多样性保护核心设施，分低温种子库、试管苗库、超低温保存库与DNA库等。低温种子库依种子类型设不同温湿度，长期库（-18℃至-20℃）保存基础收集品，中期库（0℃至4℃）供种子分发利用；试管苗库针对无性繁殖作物，以组织培养技术保存茎尖、腋芽等，解决香蕉、马铃薯等营养繁殖作物种质保存难题；超低温保存库（-196℃液氮）保存珍稀濒危或难常规保存材料；DNA库存储作物基因组DNA，便于基因挖掘研究。全球众多国家建立大型种质资源库，我国国家作物种质库保存超50万份种质资源，为作物育种与基础研究提供物质基础，且持续拓展保存技术与容量、提升管理信息化水平，强化全球合作实现资源共享备份，确保资源安全。

3.2原地保护与迁地保护结合

原地保护维持作物品种原生境生态完整性，通过划定自然保护区、传统农业生态系统保护区与社区种子库实现。云南元阳哈尼梯田保护区，古老水稻品种在传统农耕文化与生态系统中延续，农民自主选种留种传承地方品种多样性，梯田生态为水稻提供多样微生境与缓冲气候变化空间，保障品种适应性进化。迁地保护将作物种质移至新环境保存，植物园、种质资源圃与试验站是常见形式。国际农业研究磋商组织（CGIAR）下属研究中心在全球设试验站，收集保存各地作物种质，监测评价农艺性状与适应性，为育种回交亲本、挖掘基因服务，且与原地保护互动，开展回归引种、原生境恢复研究，完善保护网络、促进资源可持续利用。

3.3加强政策与法规支持

政策法规是作物遗传多样性保护制度保障。国际层面，《生物多样性公约》与《粮食和农业植物遗传资源国际条约》提供框架，规范资源获取、利益分享与保护