新品种、新技术赋能,我国马铃薯产业走向世界

作者:《农资与市场》传媒 胡晶晶 2023/4/22 10:15:54
马铃薯是全球重要粮食作物,是战略物资。 马铃薯属无性繁殖,无需授粉,容易种植;饱腹感强;营养丰富且全面;地域适应性强,耐寒耐旱耐贫瘠,易出芽;吃法多样,煎炒烹炸蒸;化肥农药残留少,对身体影响小;易保存,易食用;单产高。 但是,我国马铃薯产业面临着诸多问题,比如育种效率低、土传病害严重、成本上升、种植户风险大等。 如何改变现状?答案就是品种+技术(脱毒质量)+成本+产量

马铃薯是全球重要粮食作物,是战略物资。

 

马铃薯属无性繁殖,无需授粉,容易种植;饱腹感强;营养丰富且全面;地域适应性强,耐寒耐旱耐贫瘠,易出芽;吃法多样,煎炒烹炸蒸;化肥农药残留少,对身体影响小;易保存,易食用;单产高。

 

但是,我国马铃薯产业面临着诸多问题,比如育种效率低、土传病害严重、成本上升、种植户风险大等。

 

如何改变现状?答案就是品种+技术(脱毒质量)+成本+产量,到种植端也就是新品种+增产技术+栽培+机械化。

 

其中,新品种种薯的选择是排在首位的。

 

农业产业发展一般都会经历3个阶段:产业发展阶段、品种竞争阶段和品牌竞争阶段。

 

产业发展阶段(技术竞争阶段)。技术创新竞争优势成为核心竞争力。

 

但是在大多数时候,技术创新无法形成持续的竞争壁垒,尤其是在国内专利权保护实际效力缺失的大环境下。一是因为技术容易被模仿,尤其是农业技术门槛本来就低;二是技术路线很多,存在较大被赶超甚至革新的可能;三是虽然有时候技术很难被模仿,但在生产与持续研发过程中难以保密。

 

所以,基于以上几点,农业技术,尤其是马铃薯这种主要依靠无性繁殖的作物,技术竞争持续的时间更短。就目前我国的马铃薯发展来看,技术竞争的差异化很小,大家掌握的技术都很好,技术竞争的优势越来越不明显。


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品种竞争阶段。竞争激烈,市场迅速增长,行业利润率下降。市场发展比较成熟,行业的竞争焦点开始分化。

 

于是,许多种薯企业推出了差异化、个性化的品种,用差异化的手段来竞争。这个阶段行业开始洗牌,要么走大规模生产,降低成本的路子,要么就降低品质,转产或者是灭亡。

 

经过洗牌,行业就会进入下一个发展阶段。

 

品牌竞争阶段。市场开始稳定,品种不再作为一种稀缺资源。企业开始强化品牌的个性,稳定消费者,确立市场地位,其核心竞争力就体现在品牌竞争。新进来的企业要想有大的发展非常难。也就是说,这个行业到了一个相对垄断的地步了。品牌竞争是最复杂的竞争阶段,一般这个阶段持续的时间也会比较长。

 

所以,在行业发展的不同阶段,要想在行业竞争中立于不败之地,你就要找到行业竞争焦点,之后制定合适的策略,这样才能成功。

 

马铃薯育种程序:配制杂交组合,有性杂交方式(简单杂交、回交、复式杂交);实生苗单株选择;株系、品系选择、品系比较、区域试验。

 

经过以上育种程序,育成1个新品种需要8—13年(季)。


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总结下来,马铃薯育种效率低,出新慢。

 

与多数作物不同的是,作为一种四倍体作物,目前的马铃薯是利用薯块(马铃薯的块茎)进行无性繁殖的。无性繁殖的方式使得马铃薯的性状衰退,而四倍体遗传的复杂性又造成马铃薯品种的改良十分困难。

 

马铃薯存在大量的结构变异,由于长期无性繁殖,导致这些结构变异很难通过有性繁殖被清除出去。马铃薯中的抗病基因拷贝数更多。由于无性繁殖的马铃薯更容易受到病原菌侵袭,推测抗病基因数量的增多,是为了应对病原菌感染所演化出的。

 

而四倍体的种植需要使用薯块,相比于种子,运输难度要大得多,同时更容易遭受病虫害,且成本较高,种薯成本涉及总生产成本的10%。

 

当下,种薯行业也存在很多问题,如生产环节质量把控不严格,组培苗带毒率高;生产成本居高不下,连年攀升;土传病害问题、种子质量诉求、种子代数提高,提高成本;品种名张冠李戴,售后问题张冠李戴,商品当种子;无深入民心的有效第三方认证体制,各自为战,鱼龙混杂。

 

新品种为种薯企业和繁种大户赋能。马铃薯用途广泛,各种用途需要不同的专用品种,合理设定育种方向,能有效对接生产和市场。马铃薯的品种一般有:抗氧化、褐变慢的品种;龙葵素含量低、形成慢的品种;抗性好、低还原糖、抗高温褐化的本土化加工品种;高淀粉含量的品种;用于观光农业的长花期品种;瞄准功能性品种,指具有多种有生理作用的功能因子(铁、硒、γ-氨基丁酸、膳食纤维、抗性淀粉、黄酮和脂肪酸、花色苷类化合物)的品种。

 

所有育种家的目标是用最少的资源来获得最高产量。因此,高产早熟品种应是未来马铃薯育种主要方向。

 

目前,马铃薯育种繁种发展新趋势有:实生种子、整薯播种、超级脱毒、雾培法、航天育种、生物育种、射线诱导、基因编辑等。

 

国外关于马铃薯种子基因改造的应用已经很成熟。比如,美国上市的转基因马铃薯主要是抗虫、抗病以及抗褐变马铃薯。而瓦赫宁根大学的研究人员致力于研究一种对疫霉病具有多重抗性的马铃薯。瓦赫宁根植物育种研究院的最新研究表明,采用CRISPR Cas技术(一种基因组编辑技术),可以重新启动处于失活状态的特定的抗性基因。

 

对作物遗传学认识的不足限制了马铃薯育种的新突破。2022年我国农业有很多重大的进展,关键就是基因编辑。

 

2022年中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文团队构建了高质量的二倍体马铃薯泛基因组图谱,用二倍体替代四倍体,并用杂交种子替代薯块,彻底变革马铃薯的育种和繁殖方式。实际上,70%的天然马铃薯种子(包括野生物种和地方品种)是二倍体。

 

据了解,黄三文团队已经培育出了第一代高纯合度(>99%)二倍体马铃薯自交系和杂交马铃薯品系“优薯1号”。小区试验“优薯1号”的产量接近 3 吨/亩,有显著的产量杂种优势,且具有高干物质和高类胡萝卜素含量的特点,蒸煮品质佳。

 

“优薯 1 号”的成功选育证明了杂交马铃薯育种的可行性,马铃薯育种进入快速迭代的时代。未来,马铃薯杂交种子的大规模应用将会给马铃薯产业发展带来一场革命性的变革。


降低农民的种植成本。马铃薯种子体积小,重量轻,每亩只需要几克种子。如果用马铃薯原薯来种的话,大概需要500斤。马铃薯种薯的价格大概是1元/斤,种薯成本在500元左右。而使用种子的话,成本会大大降低。

 

育种速度会大大加快。如果用四倍体育种,周期是10—15年,但是用种子育种,周期缩短到3—5年,只有之前的1/3。

 

节省马铃薯种薯用田。和传统种植方式相比,使用种子繁殖能够节省大量马铃薯种薯用田。而且在病虫害的防治方面,和薯块繁殖相比,用种子繁殖也是一个非常有力的突破点。

 

不管是培育实生种子,还是基因编辑、射线诱导等现代生物学技术,利用这些技术繁育新品种可能会在不久的将来改变马铃薯产业,带领我国马铃薯产业走向世界。


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