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40年来我国茶树遗传育种的总体概况

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1、茶树品种管理制度的沿革
我国于1981年成立了“全国茶树良种审定委员会”,1989年改为“全国农作物品种审定委员会茶树专业委员会”,承担制订茶树品种审定工作的规章制度和操作办法,指导新品种区域和生产试验;制订有关试验方法,对新品种的推广、繁育和终止提出建议;审定或评议茶树新品种等职能。一些茶叶主产省也成立了省级的茶树新品种审定管理机构,负责本省的茶树新品种审(认)定工作。2000年新的《种子法》颁布实施后,茶树新品种不再列入强制审定范围,为适应这个变化,2003年成立了全国茶树品种鉴定委员会,在农业主管部门的指导下组织全国性的茶树新品种区域试验和鉴定工作,所不同的是由以往的强制审定变为自愿鉴定。2015年《种子法》第三次修订,茶树不再列入审定范围,而转为登记制度,2017年发布了包括茶树在内的《非主要农作物品种登记指南》,茶树品种审定和鉴定制度正式退出历史舞台。
随着对知识产权保护的重视,作为知识产权保护的一种,申请植物新品种权成为育成新品种的另一种途径。我国于1999年正式加入国际植物新品种保护联盟,茶树被列入中华人民共和国《农业植物新品种保护名录(第七批)》,由我国制订了《茶树一致性、稳定性和特异性测试指南》的国际标准,并颁布了农业行业标准,为茶树植物品种权的取得制订了技术规范。但应该看到,品种审(认、鉴)定和登记制度与植物品种权保护制度是两种不同的制度,前者是国家从保护生产者的角度,为规范农业生产秩序而采取的强制性管理措施;而后者则是对申请人知识产权即财产权的保护。

2、育成了一大批品种
国家品种审(鉴)定机构成立后,共组织了10批全国性的茶树品种审(认、鉴)定工作和5轮全国性的区域试验,为我国茶树新品种选育工作和茶树良种推广作出了应有贡献。1985年和1987年,全国茶树良种审定委员会分两批分别对30个和22个品种进行了认定,包括17个有性系品种及全国种植面积较大的福鼎大白茶、福云6号、龙井43等品种;1994年、1998年和2002年,全国农作物品种审定委员会茶树专业委员会分别审定通过了共43个茶树品种。2004年、2006年、2010年、2011年和2014年,全国茶树品种鉴定委员会共鉴定通过了39个茶树新品种。在2016版《种子法》出台之前,我国育成国家级审(认、鉴)定茶树品种134个,其中无性系品种117个(表1)。另外,还有省级审(认、鉴)定品种200余个。根据农业农村部种植业司的统计数据,2017年底,我国无性系良种比例达到了60.94%,新品种推广取得很大成绩。此外,截至2018年底,40余个茶树新品种获得植物新品种权。

3、育种目标适应茶产业发展的需求不断变化
为满足产业对品种的需求,我国的茶树育种目标经历了“高产—早生优质—多抗—特异—多元”的发展历程。20世纪90年代以前,育种目标以高产为主,且作为当时的一种主要出口创汇农产品,红绿兼制型也是当时主要的育种目标之一。以1987年认定的22个国家级品种为例,适制绿茶的5个,适制红茶的4个,而红绿兼制型品种则有13个。随着我国经济水平的不断发展,茶树育种目标由高产向优质转变,尤其是名优茶的蓬勃发展,生产对早生优质品种的需求推动了茶树育种目标向早生、优质转变。另一方面,随着对农产品质量安全的日益重视,以及极端逆境天气的不断出现,选育抗逆性强的茶树品种也成为新的育种目标。此外,随着“白叶1号”特异品种的发现和“安吉白茶”产业的兴起,“一个品种造就了一个产业”的例子推动了特异品种的异军突起,对促进茶产品结构的优化起到了重要作用。白叶1号、黄金芽、中黄1号、中黄2号、保靖黄金茶1号等特色品种相继育成并推广利用,成就了“安吉白茶”“天台黄茶”“缙云黄茶”“广元黄茶”“保靖黄金茶”等品牌和产品,并以较高经济效益受到了产业的欢迎,也为茶产业的供给侧结构性改革和打破茶产品的同质化困境提供了新的选择。而随着茶产品市场的不断分化和细化,消费者的需求也多样化起来,一些满足特殊需求的品种,如低咖啡碱、高EGCG等功能性成分以及特殊香型的品种也相继出现,育种目标呈现多元化趋势。

4、育种技术有新进展
40年来,茶树育种技术经历了从传统技术育种向现代技术育种的发展。传统育种技术主要包括系统选种和杂交育种,是茶树育种技术的主要形式,目前我国育成的茶树品种绝大多数是用传统育种技术育成。而现代育种技术则是随着科学技术的发展,将包括诱变(物理、化学、航天) 和生物工程等技术手段运用到茶树育种中,以提高育种效率和育种目标的精确性。多种诱变源如γ射线、激光、N+离子注入、化学诱变等被用于茶树的诱变育种,育成了一些新品种(系),如中茶108、皖农111、福丰、茶农1号等。多家单位也进行了茶树航天育种的尝试,2016年中国农业科学院茶叶研究所利用神舟11号搭载的种子回收后成苗1棵,航天育种取得初步成果。随着现代分子生物学的快速发展,以分子标记辅助育种和基因工程育种为代表的现代生物技术育种技术在茶树育种上也得以运用。分子标记辅助育种方面,构建了多个遗传连锁图谱,定位了一些与重要性状关系密切的QTL位点(数量性状位点),开发出一些功能性的分子标记,为今后的分子标记辅助育种技术在茶树上的实践奠定了基础。而在基因工程育种方面,虽然印度有转基因茶树的报道,但国内多家单位进行了不同技术手段的探索,进展不大,仍然停留在技术体系的优化和摸索阶段。
茶树的童期长、难以早期鉴定是茶树育种效率低的一个原因。为了缩短育种年限、提高育种效率,开展了茶树育种早期鉴定技术研究。如杨亚军等建立了红、绿茶品质化学鉴定技术,预测结果与审评分的相符度分别达到了85%(红茶)和80%(绿茶);郭吉春等确定了7个可以作为乌龙茶产量早期鉴定与选择的目标性状;庞磊等建立了应用叶绿素荧光参数Fv/Fm配合Logistic方程鉴定茶树抗寒性的方法等。但表型的数据容易受到外界环境的影响,准确性还比较低,而开发出与目标性状紧密连锁的稳定分子标记可以作为茶树早期鉴定的一种强有力的工具。如金基强等开发了1个可快速筛选出低咖啡碱资源的功能标记和1个能鉴定和筛选高二羟基儿茶素茶树资源的功能标记等。

5、茶树部分性状的遗传机理和育种基础理论研究取得了一定的成果
根据已有的研究结果,茶树的主要经济性状主要是数量性状,由微效多基因控制,一些性状的遗传规律取得了初步进展,如萌芽期是受微效多基因控制呈连续变异的数量性状,为超亲遗传;父本对F1的萌芽期影响大。杨亚军研究发现,茶树的一芽三叶重是一个遗传性较强的性状,遗传力达到0.70以上,并且芽叶重通过母性遗传的能力较强,而育芽力是一个遗传性中等的性状,遗传力在0.5 左右。茸毛诸性状由微效多基因控制,遗传力较强,茸毛性状大多以母性遗传为主,而氨基酸总量、茶氨酸和谷氨酸含量接近中亲值并有一定的偏母本现象。
茶树重要性状的分子遗传控制机理研究始于20世纪90年代,以茶树分子标记构建遗传连锁图谱和部分功能基因的克隆及表达分析为开端,茶树进入了分子遗传研究时代。经过近20年的发展,一些高密度的的遗传图谱构建出来,部分性状被定位到连锁群上。这些研究结果将为今后提高茶树育种目标的针对性提供有力帮助。而在功能基因的克隆及表达调控上,更是取得了长足的发展,特别是茶树全基因组测序的完成,为全面解析茶树目标性状的遗传机理提供了强大的支撑。

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