中国报告大厅网讯,在2025年,羊草行业正处于关键的发展节点。羊草作为我国北方地区重要的牧草和生态草,其种质创新研究取得的进展正深刻影响着整个行业的走向。我国羊草适生区约有1.73亿hm²,占全球适生区面积的38.34%,占全国陆地面积的54.73%。近年来,随着人们对生态保护和畜牧业发展重视程度的不断提高,羊草的市场需求持续增长,2018-2022年,中国羊草种植面积平均每年新增17.82万亩,年末保留面积从2018年的126.3万亩上升至2022年的370.3万亩,干草总产量达到457811t,种子田面积从2018年的0.96万亩增长到2022年的5.31万亩,种子总产量也从252t增长到1013.7t。在此背景下,深入了解羊草种质创新的历程、现状及未来趋势,对推动羊草行业的可持续发展至关重要。
《2025-2030年全球及中国羊草行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出,羊草在我国北方生态系统和畜牧业发展中占据重要地位。然而,长期以来,过度放牧、草地盐碱化等问题导致羊草的原生境遭到破坏,其种质资源面临严峻挑战。同时,羊草自身存在的“三低”(发芽率、抽穗率、结实率低)和易落粒等问题,也限制了其生产性能。为应对这些挑战,科研人员在羊草种质创新方面开展了大量研究,从种质资源的保护到育种技术的创新应用,都取得了一系列显著成果。
羊草广泛分布于我国东北、内蒙古等多个省区,以及俄罗斯、日本、朝鲜等国家,是内蒙古东部和东北西部天然草场上的重要牧草。但目前其遗传多样性水平较低,基因流较小,遗传分化程度较高,环境对其性状间遗传变异影响较大。优良羊草种质多来源于平均温度和降水量相对较高的地区,华北平原区和内蒙古东部区的羊草种质资源品质较好,而内蒙古中部区和黄土高原区的资源纤维含量高、CP含量低,品质较差。
羊草在低温、中度干旱、轻度遮荫、耐盐碱等条件下虽有一定适应性,但易落粒和“三低”问题严重影响其生产性能。同时,羊草原生境保护面临巨大压力,70%存在不同程度的退化和沙化,野生分布面积缩减。我国虽在资源圃收集保存了3000多份羊草种质资源,但存入种质库保存的仅有345份,亟需加强保护和增加入库保存数量。
(一)分子标记辅助选择技术提升育种精准度
分子标记辅助选择技术在羊草育种中发挥着重要作用。通过SSR、RAPD等技术,能够精准选择目标性状,加快育种进程。有研究利用ISSR技术分析羊草种质的遗传多样性,为育种提供了理论依据,选出了遗传变异较大的羊草材料,有助于配置强优势杂交组合。此外,该技术还用于构建羊草高密度遗传连锁图谱和开展QTL分析,为发掘关键基因提供了有力支持。
(二)转基因技术改良羊草性状
转基因技术为羊草种质创新开辟了新途径。通过将外源基因导入羊草,成功培育出具有改良性状的转基因羊草品系。比如,将甜菜碱合成酶基因转入羊草,提高了其在高盐胁迫下的耐盐能力;引入关键酶VTE1基因,提升了羊草维生素E含量;转化漆酶基因,降低了羊草木质素含量,提高了动物对其营养成分的利用率。羊草的高抗特性还为其他作物的耐逆性改良提供了基因资源。
(三)诱变育种技术丰富种质资源
诱变育种技术通过物理或化学诱变剂诱导羊草基因突变,创造了新的遗传变异。以“吉生四号”羊草为材料,经EMS化学诱变处理构建突变体群体;利用60Co−γ射线诱变处理选育出“菁牧3号”羊草品种,具有产量高、品质优良和抗病性强等特点;采用航天诱变和地面选育相结合的方法,培育出农菁11号羊草,其根茎发达、产量高、适应性强。诱变育种与传统选育结合,为解决羊草“三低”问题提供了新思路。
(四)育种成果显著推动产业发展
自1988年我国审定登记第一个羊草品种“东北羊草”以来,羊草育种工作不断取得进展。早期主要是对野生羊草进行驯化和改良,之后逐步向系统化、科学化方向发展。进入21世纪,特别是2019年以来,羊草育种进入快速发展阶段,培育出众多新品种。这些品种在产量、品质、抗逆性等方面各有优势,满足了不同的生产需求,推动了我国草地生产力的提高、生态环境的改善和畜牧业的发展。
(一)基因编辑技术实现精准育种
基因编辑技术如CRISPR-Cas9系统,为羊草种质创新提供了更精准、高效的手段。通过对与羊草抗逆性状相关的关键基因进行精准编辑,可以创造出更符合生产需求的基因型。将基因编辑技术与分子标记辅助选择技术联合应用,能够进一步提高育种效率和精准度,加速优良品种的培育。
(二)基因组研究助力种质创新
羊草全基因组测序计划的启动,为深入了解其基因组特征、识别特异基因和调控元件奠定了基础。结合生物信息学和比较基因组学方法,可探索羊草适应特定环境的分子机制,发现新的重要农艺性状基因,在分子水平上指导育种工作。功能基因组学研究将有助于鉴定和揭示与抗逆性、产量和品质等重要性状相关的关键基因,缩短羊草新品种的选育周期。
(三)多组学整合提供全面研究视角
多组学整合分析,结合基因组学、转录组学等多组学技术,能够全面解析羊草的生长发育和逆境响应机制。虽然目前针对羊草的多组学整合分析研究较少,但可以借鉴其他植物的研究成果。通过整合多组学数据,挖掘抗逆基因和代谢途径,有助于培育出更适应特定环境的羊草新品种。
(四)构建智慧体系实现多目标协同育种
羊草育种面临高产、优质与抗逆性状协同改良的难题。羊草行业分析指出,构建多目标协同筛选智慧体系,建立标准化表型-基因型数据库,结合人工智能技术,能够对羊草种质资源进行高通量精细评价,同步筛选多个性状,快速验证新品系,高效培育出多优良性状的羊草新品种,满足市场和生产的多样化需求。
羊草作为重要的牧草和生态草,在我国北方地区的生态保护和畜牧业发展中具有不可替代的作用。在2025年及未来,羊草行业的发展机遇与挑战并存。当前,羊草种质创新研究已取得显著进展,从种质资源的保护到育种技术的创新应用,都为羊草行业的发展奠定了坚实基础。然而,现有研究仍存在一些不足,如基因功能验证局限、多性状协同改良困难、新种质创制不足等。未来,应继续深入挖掘关键基因,加强多组学整合分析,优化基因编辑和基因组测序技术在羊草育种中的应用,构建多目标协同筛选智慧体系,提高育种效率和精准度。通过培育更多高产、优质、抗逆的羊草新品种,实现生态修复与畜牧业发展的双赢,为国家粮食安全和生态安全提供有力保障,推动羊草行业持续、健康发展。