前言:在撰寫飼料大麥的過程中,我們可以學(xué)習(xí)和借鑒他人的優(yōu)秀作品,小編整理了5篇優(yōu)秀范文,希望能夠為您的寫作提供參考和借鑒。
摘要:研究不同種類飼料、飼養(yǎng)密度對大麥蟲體重、死亡率、化蛹率和蛹重的影響。結(jié)果表明:低齡幼蟲期,采用飼料F(麥麩+大豆粉+玉米粉+魚粉),當(dāng)飼養(yǎng)密度為0.5~2.0頭/cm2時,大麥蟲幼蟲生長發(fā)育好,其飼喂大麥蟲幼蟲的體重和死亡率與其他組差異顯著;老熟幼蟲期,采用飼料F(麥麩+大豆粉+玉米粉+魚粉),當(dāng)飼養(yǎng)密度為0.5~1.0頭/cm2時,大麥蟲生長發(fā)育效果最好,其飼喂大麥蟲老熟幼蟲的化蛹率和蛹重與其他組差異顯著。
關(guān)鍵詞:大麥蟲;人工飼養(yǎng);飼養(yǎng)密度;生長發(fā)育
大麥蟲(ZophobasatratusFab)隸屬節(jié)肢動物門(Arthrop-oda)昆蟲綱(Insecta)鞘翅目(Coleoptera)擬步甲科(Tenebri-onidae)昆蟲,原產(chǎn)于中南美洲,是近幾年我國才從東南亞國家引進的一種新型資源昆蟲[1]。大麥蟲幼蟲和蛹所含的營養(yǎng)成分較高,幼蟲體內(nèi)含水分57.9%、蛋白質(zhì)19.7%、脂肪17.7%、無氮浸出液1.1%、中性洗漆纖維3.9%、酸性洗漆纖維2.7%,可代謝能量為10142kJ/kg,同時還富含各種礦物質(zhì)、氨基酸、維生素和脂肪酸[2]。大麥蟲是人工養(yǎng)殖最理想的飼料昆蟲,幼蟲蛋白含量較髙、營養(yǎng)豐富,被廣泛用于爬蟲類、鳥類及魚類的飼養(yǎng)、食品開發(fā)、化妝品研制等[3-6],市場前景廣闊。大麥蟲飼養(yǎng)條件的相關(guān)研究報道較多[7-8],但對大麥蟲養(yǎng)殖飼料的研究卻鮮有報道,因此研制合理的飼料配方、提高繁殖效率、降低幼蟲死亡率是當(dāng)前亟待解決的問題。筆者研究了不同種類飼料和飼養(yǎng)密度對大麥蟲幼蟲體重、死亡率、化蛹率和蛹重的影響。
1材料與方法
1.1材料
1.1.1儀器與耗材。一次性紙杯、干濕溫度計、電子天平(HAMGPIMGJA5003)、60目分樣篩、空調(diào)(GREEKFR-50LW)、空氣加濕器(YADUKJG100G)、訂制木質(zhì)培育盒(20cm×15.5cm×10cm)、毛筆、鑷子。1.1.2試驗材料。大麥蟲幼蟲由北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院生物防治研究所繁育。試驗用大麥蟲為蟲齡45日齡的幼蟲。飼料及儲藏條件:麥麩、大豆粉、玉米粉、魚粉同一批次采購、含水量相同、在陽光下曬干后室溫密封儲藏,使用前于60℃下消毒滅菌處理。各飼料配方如下:飼料A為純麥麩,飼料B為80%麥麩+20%大豆,飼料C為80%麥麩+20%玉米,飼料D為90%麥麩+8%大豆粉+2%魚粉,飼料E為90%麥麩+8%玉米粉+2%魚粉,飼料F為88%麥麩+5%大豆粉+5%玉米粉+2%魚粉。添加青飼料補充水分。設(shè)置5個不同飼養(yǎng)密度梯度,分別為0.5、1.0、2.0、4.0和8.0頭/cm2,即分別投入培育盒78、155、310、620和1240頭幼蟲。
20世紀50年代通過群眾性的地方品種調(diào)查和評選,推廣了三月黃大麥品種,該品種具有成熟早,產(chǎn)量穩(wěn)定,對土壤選擇不嚴格,籽粒飽滿,色澤透明等優(yōu)點,在天門、江陵縣和松滋縣有較大種植面積。20世紀60年代初,湖北省改良育成的南湖一號裸大麥,在天門、沔陽推廣。隨后,推廣引進的優(yōu)良地方品種東陽裸大麥、立夏黃、尺八大麥等,湖北省地方品種面積逐漸減小[2]。(1970至1988年)該階段以引進國內(nèi)改良品種代替了農(nóng)家品種。隨著生產(chǎn)水平的提高及多熟制得到發(fā)展,地方品種由于莖稈較高而細弱,容易倒伏,增產(chǎn)潛力不大,已不能適應(yīng)生產(chǎn)需求。此時國內(nèi)大麥育種取得進步,20世紀70年代初,推廣了從浙江省引進的早熟、高產(chǎn)、千粒重高的早熟3號,該品種到80年代初已占全省面積的80.7%。之后,又引進滬麥4號、舟麥1號、舟麥2號、82-14、浙皮2號、滬麥6號、通麥5號等[2-3]。
從遺傳背景上看,這些品種多數(shù)與早熟三號有親緣關(guān)系,該階段品種產(chǎn)量達到3000~4500kg/hm2,但與小麥相比,產(chǎn)量差距拉大,大麥面積下滑。(1989至1996年)該階段主要特點是在引進品種推廣的同時,本省品種選育取得突破。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,促使農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整,而且啤酒工業(yè)、飼料工業(yè)的興起,使得大麥日趨商品化,在要求產(chǎn)量的同時,對品質(zhì)開始重視。本階段,湖北省審定品種6個,品種表現(xiàn)為,產(chǎn)量平均約4894.5kg/hm2,早熟,植株偏高(見表1),品質(zhì)符合國標啤酒大麥和飼料大麥標準,促進了湖北大麥生產(chǎn)的發(fā)展。生產(chǎn)上則是鄂啤系列品種逐步取代早熟3號,其中鄂啤2號是這階段的啤酒大麥當(dāng)家品種。鄂啤2號屬半冬性二棱皮麥,株高95cm左右,莖稈粗壯,耐肥,抗倒伏能力強,千粒重40g左右,蛋白質(zhì)含量適中,11.6%,籽粒飽滿,呈淡黃色,達到GB/T7416-1987啤酒大麥標準,但實際浸出率75%左右,糖化力低,制啤品質(zhì)并不理想(表3)。產(chǎn)量可達4500~6000kg/hm2。該品種累計推廣面積35萬hm2左右[6]。
飼料大麥則以西引2號為主,該品種屬六棱半冬性皮大麥,株高90cm左右,株型好,高抗倒伏,適應(yīng)性強。千粒30g左右,籽粒含粗蛋白13.5%~15%。一般產(chǎn)量可達4500~6000kg/hm2;高肥水條件下,可達7500kg/hm2。該品種年推廣面積曾高達3.33萬hm2。1.4第四階段(1997至2007年)該階段特點是推廣品種產(chǎn)量高、品質(zhì)較優(yōu)。需求上看,主要是啤酒釀造工業(yè)迅速發(fā)展,對原料啤酒大麥要求具有較好的釀造品質(zhì)。育種進展看,本階段選育審定品種9個(見表2),品種產(chǎn)量平均約5834.3kg/hm2,比上一階段增產(chǎn)約20%,產(chǎn)量有很大的躍升。具體表現(xiàn)為,產(chǎn)量三要素中有效穗、穗粒數(shù)增加,千粒重顯著提高;株高降低,保持早熟性。品質(zhì)育種初見成效,有幾個品種表現(xiàn)突出。啤酒大麥方面,湖北省農(nóng)科院選育的鄂大麥6號,產(chǎn)量高,品質(zhì)優(yōu),迅速取代鄂啤2號成為主栽品種。該品種半冬性二棱皮麥,株高80~85cm;千粒重45.0~50.3g;產(chǎn)量高,最高可達8895kg/hm2,創(chuàng)造了當(dāng)時湖北大麥產(chǎn)量的歷史記錄[7]。其啤麥和麥芽品質(zhì)當(dāng)時達國標一級,并得到麥芽企業(yè)的認可。即使按照新的GB/T7416-2008啤酒大麥和GB/T1686-2008啤酒麥芽標準,該品種也有不錯的表現(xiàn)(表3)。揚農(nóng)啤2號因高抗黃花葉病,在江漢平原也有較大面積推廣。該品種半冬性二棱皮麥,株高在75~80cm,耐肥抗倒(號稱鐵稈麥),株型緊湊,千粒重高,啤酒品質(zhì)優(yōu)良[5]。此外,華大麥2號、鄂大麥8號也有一定面積。飼料大麥方面,新品種產(chǎn)量、抗病逆性均有較大提高。先是鄂大麥7號代替西引2號成為主栽品種。該品種屬春性四棱皮麥,株高90cm,千粒重30g,綜合抗病性較好。蛋白質(zhì)含量11.7%,17種氨基酸含量均高于玉米,是優(yōu)良的飼料大麥。
湖北省區(qū)域試驗產(chǎn)量6673.5kg/hm2,生產(chǎn)上最高產(chǎn)量可達9981kg/hm2[8]。2002年華大麥3號通過審定,在一定區(qū)域內(nèi)也得到迅速推廣。該品種為春性六棱皮麥,株高90cm,耐肥抗倒,千粒重33g左右,籽粒蛋白質(zhì)含量12.0%。區(qū)域試驗產(chǎn)量達到6964.5kg/hm2[9]。(2008至2012年)該階段特點是大麥品種多,品質(zhì)專用化程度更高。鄂大麥6號、鄂大麥7號由于種植時間長,原種生產(chǎn)跟不上,退化較快,尤其是鄂大麥7號條紋病、黑穗病極其嚴重。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)生重大變革,對品種提出新的要求。湖北大麥又一輪品種更新開始。育種進展看,本階段審定新品種13個(見表2)。品種產(chǎn)量與上一階段相比增加不大,超高產(chǎn)的品種缺乏。但品種表現(xiàn)為有效穗增加,穗粒數(shù)下降,千粒重繼續(xù)提高,株高降低,株型變緊湊,穩(wěn)產(chǎn)性增加;生育期延遲2d,但仍保持良好的早熟性(見表1)。品質(zhì)上,有5個達到啤酒大麥標準,8個飼料大麥(其中1個飼食兼用,1個特殊黑大麥),可滿足市場上不同需求。生產(chǎn)上推廣的啤酒大麥有鄂大麥32122、蘇啤3號、華大麥6號、華大麥7號、蘇啤4號,其中鄂大麥32122、蘇啤3號的應(yīng)用面積較大。鄂大麥32122為半冬性二棱皮麥,株高85cm左右,千粒重42g左右,抗倒性較強,早熟,熟相好。產(chǎn)量達6000~7500kg/hm2,麥芽品質(zhì)優(yōu)良,浸出率高,達國家優(yōu)級啤酒原料標準(見表3),受到麥芽啤酒釀造企業(yè)的歡迎。江蘇鹽城農(nóng)科所選育的蘇啤3號,為半冬性二棱皮麥,株高80cm左右,株型緊湊,抗倒伏、抗病性強,穩(wěn)產(chǎn)性很好,麥芽品質(zhì)優(yōu)良[5]。在湖北省也有較大面積。飼料大麥鄂大麥507、華大麥8號、揚飼麥3號、華大麥9號等都在生產(chǎn)上占有一定面積。其中鄂大麥507、華大麥8號、華大麥9號蛋白質(zhì)含量都超過15%。
湖北大麥未來發(fā)展。立足國情,優(yōu)化布局大麥產(chǎn)業(yè)要發(fā)展,關(guān)鍵在于能否給農(nóng)民帶來效益。目前我國在西北、東北、長江中下游、西南建成四大啤酒大麥原料基地。國產(chǎn)啤酒大麥產(chǎn)量足夠,品質(zhì)欠優(yōu)。因此為避免啤酒大麥價格劇烈波動,傷害農(nóng)民利益,湖北啤酒大麥面積不能盲目擴大,保持現(xiàn)狀即可。而作為畜牧、水產(chǎn)養(yǎng)殖大省,湖北省對飼料原料需求旺盛,每年都要大量外調(diào)玉米。近年來由于國際糧價上漲,玉米價格尤其堅挺,飼料企業(yè)的玉米消化能力降低,飼料大麥作為代替,價格優(yōu)勢明顯,可大力開發(fā)冬閑田以及棉花、玉米、芝麻、雜糧套種預(yù)留行,擴大面積,為飼料業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的原料。而隨著國人對健康保健的重視程度日益增加,大麥因富含功能性成分β-葡聚糖、麥綠素、膳食纖維、黃酮類化合物等而受到青睞,加快開展相應(yīng)的育種研究,提高大麥附加值,促進大麥保健行業(yè)的發(fā)展,同時也提高農(nóng)民的收益。
育種目標,高產(chǎn)在我國“人多地少”的國情下,高產(chǎn)在任何時候都是首位目標。但這里的高產(chǎn)品種不是指理想栽培條件下的“高產(chǎn)品種”,而是適宜現(xiàn)有生產(chǎn)水平的(特別是適應(yīng)中低肥力水平),水肥及光熱資源利用高效的品種,產(chǎn)量比當(dāng)前品種增產(chǎn)10%左右,目標是實現(xiàn)大面積均衡增產(chǎn)。湖北高產(chǎn)大麥的產(chǎn)量指標大致可分為,高產(chǎn)區(qū)域多年多點均值6750~7500kg/hm2,中產(chǎn)區(qū)多年多點均值5250~6000kg/hm2。要實現(xiàn)上述產(chǎn)量指標,品種必須在形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理機制上有突破,應(yīng)該具有如下群體特征:株型緊湊,內(nèi)部競爭小;通風(fēng)透光,適于間作套種;產(chǎn)量三要素均衡;較高的光能利用率和經(jīng)濟系數(shù);高效的水肥利用效率。
近年來,啤酒產(chǎn)業(yè)、畜牧漁業(yè)、飼料加工業(yè)迅猛發(fā)展,現(xiàn)有的大麥生產(chǎn)狀況已不能滿足這種日益增長的需求。湖北大麥育種進展及生產(chǎn)品種的演變湖北大麥品種的演變過程,從解放初算起至2012年,大體分為五個階段。
第一階段(1949至1969年)該階段生產(chǎn)上以地方品種占主導(dǎo)地位。地方品種名目繁多,如蜈蚣刁、三月黃、六輪子、二芒大麥等。它們對湖北潮濕多雨、赤霉病重的生態(tài)條件具有良好的適應(yīng)性。20世紀50年代通過群眾性的地方品種調(diào)查和評選,推廣了三月黃大麥品種,該品種具有成熟早,產(chǎn)量穩(wěn)定,對土壤選擇不嚴格,籽粒飽滿,色澤透明等優(yōu)點,在天門、江陵縣和松滋縣有較大種植面積。20世紀60年代初,湖北省改良育成的南湖一號裸大麥,在天門、沔陽推廣隨后,推廣引進的優(yōu)良地方品種東陽裸大麥、立夏黃、尺八大麥等,湖北省地方品種面積逐漸減小[2]。
第二階段(1970至1988年)該階段以引進國內(nèi)改良品種代替了農(nóng)家品種。隨著生產(chǎn)水平的提高及多熟制得到發(fā)展,地方品種由于莖稈較高而細弱,容易倒伏,增產(chǎn)潛力不大,已不能適應(yīng)生產(chǎn)需求。此時國內(nèi)大麥育種取得進步,20世紀70年代初,推廣了從浙江省引進的早熟、高產(chǎn)、千粒重高的早熟3號,該品種到80年代初已占全省面積的80.7%。之后,又引進滬麥4號、舟麥1號、舟麥2號、82-14、浙皮2號、滬麥6號、通麥5號等[2-3]。從遺傳背景上看,這些品種多數(shù)與早熟三號有親緣關(guān)系,該階段品種產(chǎn)量達到3000~4500kg/hm2,但與小麥相比,產(chǎn)量差距拉大,大麥面積下滑。
第三階段(1989至1996年)該階段主要特點是在引進品種推廣的同時,本省品種選育取得突破。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,促使農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整,而且啤酒工業(yè)、飼料工業(yè)的興起,使得大麥日趨商品化,在要求產(chǎn)量的同時,對品質(zhì)開始重視。本階段,湖北省審定品種6個(見表2),品種表現(xiàn)為,產(chǎn)量平均約4894.5kg/hm2,早熟,植株偏高(見表1),品質(zhì)符合國標啤酒大麥和飼料大麥標準,促進了湖北大麥生產(chǎn)的發(fā)展。生產(chǎn)上則是鄂啤系列品種逐步取代早熟3號,其中鄂啤2號是這階段的啤酒大麥當(dāng)家品種。鄂啤2號屬半冬性二棱皮麥,株高95cm左右,莖稈粗壯,耐肥,抗倒伏能力強,千粒重40g左右,蛋白質(zhì)含量適中,11.6%,籽粒飽滿,呈淡黃色,達到GB/T7416-1987啤酒大麥標準,但實際浸出率75%左右,糖化力低,制啤品質(zhì)并不理想(表3)。產(chǎn)量可達4500~6000kg/hm2。該品種累計推廣面積35萬hm2左右[6]。飼料大麥則以西引2號為主,該品種屬六棱半冬性皮大麥,株高90cm左右,株型好,高抗倒伏,適應(yīng)性強。千粒30g左右,籽粒含粗蛋白13.5%~15%。一般產(chǎn)量可達4500~6000kg/hm2;高肥水條件下,可達7500kg/hm2。該品種年推廣面積曾高達3.33萬hm2。
第四階段(1997至2007年)該階段特點是推廣品種產(chǎn)量高、品質(zhì)較優(yōu)。需求上看,主要是啤酒釀造工業(yè)迅速發(fā)展,對原料啤酒大麥要求具有較好的釀造品質(zhì)。育種進展看,本階段選育審定品種9個(見表2),品種產(chǎn)量平均約5834.3kg/hm2,比上一階段增產(chǎn)約20%,產(chǎn)量有很大的躍升。具體表現(xiàn)為,產(chǎn)量三要素中有效穗、穗粒數(shù)增加,千粒重顯著提高;株高降低,保持早熟性。品質(zhì)育種初見成效,有幾個品種表現(xiàn)突出。啤酒大麥方面,湖北省農(nóng)科院選育的鄂大麥6號,產(chǎn)量高,品質(zhì)優(yōu),迅速取代鄂啤2號成為主栽品種。該品種半冬性二棱皮麥,株高80~85cm;千粒重45.0~50.3g;產(chǎn)量高,最高可達8895kg/hm2,創(chuàng)造了當(dāng)時湖北大麥產(chǎn)量的歷史記錄[7]。其啤麥和麥芽品質(zhì)當(dāng)時達國標一級,并得到麥芽企業(yè)的認可。即使按照新的GB/T7416-2008啤酒大麥和GB/T1686-2008啤酒麥芽標準,該品種也有不錯的表現(xiàn)(表3)。揚農(nóng)啤2號因高抗黃花葉病,在江漢平原也有較大面積推廣。該品種半冬性二棱皮麥,株高在75~80cm,耐肥抗倒(號稱鐵稈麥),株型緊湊,千粒重高,啤酒品質(zhì)優(yōu)良[5]。此外,華大麥2號、鄂大麥8號也有一定面積。飼料大麥方面,新品種產(chǎn)量、抗病逆性均有較大提高。先是鄂大麥7號代替西引2號成為主栽品種。該品種屬春性四棱皮麥,株高90cm,千粒重30g,綜合抗病性較好。蛋白質(zhì)含量11.7%,17種氨基酸含量均高于玉米,是優(yōu)良的飼料大麥。湖北省區(qū)域試驗產(chǎn)量6673.5kg/hm2,生產(chǎn)上最高產(chǎn)量可達9981kg/hm2[8]。2002年華大麥3號通過審定,在一定區(qū)域內(nèi)也得到迅速推廣。該品種為春性六棱皮麥,株高90cm,耐肥抗倒,千粒重33g左右,籽粒蛋白質(zhì)含量12.0%。區(qū)域試驗產(chǎn)量達到6964.5kg/hm2[9]。
第五階段(2008至2012年)該階段特點是大麥品種多,品質(zhì)專用化程度更高。鄂大麥6號、鄂大麥7號由于種植時間長,原種生產(chǎn)跟不上,退化較快,尤其是鄂大麥7號條紋病、黑穗病極其嚴重。二是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)生重大變革,對品種提出新的要求。湖北大麥又一輪品種更新開始。育種進展看,本階段審定新品種13個(見表2)。品種產(chǎn)量與上一階段相比增加不大,超高產(chǎn)的品種缺乏。但品種表現(xiàn)為有效穗增加,穗粒數(shù)下降,千粒重繼續(xù)提高,株高降低,株型變緊湊,穩(wěn)產(chǎn)性增加;生育期延遲2d,但仍保持良好的早熟性(見表1)。品質(zhì)上,有5個達到啤酒大麥標準,8個飼料大麥(其中1個飼食兼用,1個特殊黑大麥),可滿足市場上不同需求。生產(chǎn)上推廣的啤酒大麥有鄂大麥32122、蘇啤3號、華大麥6號、華大麥7號、蘇啤4號,其中鄂大麥32122、蘇啤3號的應(yīng)用面積較大。鄂大麥32122為半冬性二棱皮麥,株高85cm左右,千粒重42g左右,抗倒性較強,早熟,熟相好。產(chǎn)量達6000~7500kg/hm2,麥芽品質(zhì)優(yōu)良,浸出率高,達國家優(yōu)級啤酒原料標準(見表3),受到麥芽啤酒釀造企業(yè)的歡迎。江蘇鹽城農(nóng)科所選育的蘇啤3號,為半冬性二棱皮麥,株高80cm左右,株型緊湊,抗倒伏、抗病性強,穩(wěn)產(chǎn)性很好,麥芽品質(zhì)優(yōu)良[5]。在湖北省也有較大面積。飼料大麥鄂大麥507、華大麥8號、揚飼麥3號、華大麥9號等都在生產(chǎn)上占有一定面積。其中鄂大麥507、華大麥8號、華大麥9號蛋白質(zhì)含量都超過15%[10-11]。
我國大麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀大麥在全世界各地廣泛栽培。隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,大麥需求量不斷增長。
1我國是世界大麥的主要起源地之一,大麥遺傳資源豐富,種質(zhì)類型多樣,蘊藏著豐富的基因資源,但我國目前大麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展與國際相比,還有很大差距。1.1大麥種植持續(xù)下降1945年以來,全球大麥種植面積增加了近一倍,總產(chǎn)增加了3倍多,種植面積和總產(chǎn)的相對增長比例均居禾谷類作物的首位。歐盟各國、俄羅斯、加拿大、烏克蘭、澳大利亞和美國是世界主要大麥生產(chǎn)和出口國。與20世紀90年代相比,2000年以后世界大麥種植面積由原來的6000萬hm2減少為5500萬hm2,但總產(chǎn)量仍維持在1.4億t左右。多年來世界各地產(chǎn)量比例基本保持穩(wěn)定,歐洲占50%以上,亞洲、美州、非洲、大洋州依次分別占20%~25%,10%~15%、6%、5%左右[7,8]。我國種植大麥的歷史悠久,早在新石器時代中期,古羌族就已在黃河上游開始栽培,距今已有5000年的歷史。20世紀初,我國大麥總種植面積曾達到800多萬hm2,約占世界總種植面積的1/4左右,直到40年代總種植面積和總產(chǎn)量還分別為654萬hm2和626萬t,分別占世界總量的13.4%和12.6%,居世界各國之首[9]。隨后,大麥總體生產(chǎn)持續(xù)下滑,從80年代初的333萬hm2降到90年代初的200萬hm2,再下降為目前的100萬hm2左右,年均種植面積減少10%以上,造成了國產(chǎn)專用大麥原料供應(yīng)的嚴重不足。1.2大麥需求不斷增加回顧近代全球大麥生產(chǎn)的歷史,有兩點值得注意:一是隨著啤酒和畜牧飼養(yǎng)業(yè)的發(fā)展,對原料大麥的需求的不斷增加,刺激了大麥生產(chǎn),二戰(zhàn)后全球大麥種植面積由4533萬hm2發(fā)展到70年代末的8733萬hm2,總產(chǎn)由5000萬t增加到17200萬t;二是除耕地嚴重缺乏需依賴進口的日本之外,生活水平較高的發(fā)達國家在啤酒和飼料工業(yè)快速發(fā)展時期都大力發(fā)展大麥生產(chǎn)[9],重視大麥育種等基礎(chǔ)研究,作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支撐。盡管20世紀80年代以后,發(fā)達國家的大麥發(fā)展高峰已過,但發(fā)展中國家啤酒和飼料工業(yè)的發(fā)展速度,仍是對大麥需求能否增加的決定因素。隨著我國國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和人們生活水平的不斷提高,我國啤酒工業(yè)發(fā)展迅速,年產(chǎn)量已從1980年不足10萬t猛增到2009年的3824.23萬t,連續(xù)6年凈增量居全球首位,已成為世界第一啤酒消費大國。即使如此,我國人均消費量仍然不及世界平均人均消費量的一半,發(fā)展空間巨大。同時,我國的畜牧業(yè)也表現(xiàn)持續(xù)發(fā)展,隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高,膳食結(jié)構(gòu)的改善,肉、蛋、啤酒等副食產(chǎn)品的需求量不斷增加,以玉米和大豆(豆粕)為主體的飼料原料已不能滿足畜牧業(yè)發(fā)展的要求,市場飼料大麥的需求也在持續(xù)增加[8,11]。據(jù)專家分析,至少需要種植350萬hm2的大麥才能保證我國對專用型啤酒和飼料大麥原料每年超過1000萬t的巨大需求。目前我國啤酒大麥原料60%以上依靠進口,2009年進口量已猛增到173.8萬t,超過全球啤酒大麥凈貿(mào)易量的二分之一,年耗費外匯4億美元以上[12,13]。假如大麥這種需求與生產(chǎn)背向而馳的狀況持續(xù)發(fā)展,那么我國整個啤酒工業(yè)則將更加嚴重地依賴并受制于國外進口。1.3造成大麥生產(chǎn)下滑的因素造成大麥生產(chǎn)總體下滑的因素很多,如市場和政策導(dǎo)向?qū)用娴挠绊懀瑴嗜牒筮M口價格的沖擊,我國一家一戶小規(guī)模生產(chǎn)和收購方式難以保證原料質(zhì)量要求以及金融危機對世界經(jīng)濟的影響等[10]。然而目前國內(nèi)大麥無論是遺傳研究還是實際育種成果均不能為大麥生產(chǎn)發(fā)展提供有力的技術(shù)支撐,不能提供能與國外優(yōu)良大麥品種一爭高下的國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種,難以在推動生產(chǎn)中擔(dān)當(dāng)科技引領(lǐng)的重任也是不容忽視的重要原因。
2大麥遺傳育種基礎(chǔ)研究狀況大麥作為一種集糧食、飼料和工業(yè)原料三位一體的重要禾本科作物,世界各國一向?qū)ζ浠A(chǔ)研究給以高度重視。大麥栽培、育種、抗病、抗逆遺傳、起源、區(qū)域分布等方面的研究已有悠久歷史。同時大麥作為一個完全自交的簡單二倍體物種,還有染色體數(shù)目少且形態(tài)大、遺傳多樣性豐富、種質(zhì)資源收集全面和遺傳圖構(gòu)建完備等特點,是植物遺傳和生理研究的理想模式物種[1,14,15]。
2.1國際大麥研發(fā)趨勢2.1.1遺傳育種理論創(chuàng)新與遺傳資源發(fā)掘以大麥細胞遺傳學(xué)為核心,世界各國大麥研究工作者從生理性狀分析、染色體工程、連鎖群建立、資源調(diào)查、遠緣親本雜種優(yōu)勢利用、花藥及小孢子培養(yǎng)等一系列研究出發(fā),廣泛應(yīng)用化學(xué)和輻射誘變等方法,不斷為大麥遺傳改良研究增添新的技術(shù)手段,在一定程度上拓展了大麥改良的途徑和方法[16~18]。種質(zhì)資源創(chuàng)新及新型育種理論與體系的構(gòu)建是長期以來全球大麥研究的重點。經(jīng)典遺傳圖和大量分子標記遺傳圖譜的成功構(gòu)建,推動了大麥單基因和復(fù)雜基因的遺傳定位研究和分子標記輔助篩選的利用[1,19~21]。大麥種質(zhì)資源鑒定與評價及有益基因的發(fā)掘與利用一直備受重視。以日本生物資源所為主的一些研究者通過多年研究,從我國西藏野生大麥中鑒定到籽粒化學(xué)組成和相關(guān)酶活性特異的材料,為品質(zhì)改良提供了良好的遺傳資源[22];Roy等[23]在318份來自于中東、北非、中亞及高加索地區(qū)的野生大麥材料中,篩選到302份斑枯病抗性材料,并利用群體關(guān)聯(lián)作圖(associationmapping,AM)分析技術(shù)在大麥七條染色體上找到23個斑枯病抗性基因位點,為解決目前商業(yè)大麥品種斑枯病易感問題提供了更多的可用基因。美國學(xué)者通過轉(zhuǎn)基因技術(shù),培育出了一系列具有抗蟲、抗病、耐逆、高β-葡聚酶活性的大麥品系,為大麥增產(chǎn)增收、品質(zhì)改良創(chuàng)造了新的種質(zhì)[24,25]。Murray等[25]通過在大麥中過量表達轉(zhuǎn)錄因子HvGAMYB,提高了糊粉細胞中水解酶的含量,從而可以增加啤酒大麥麥芽得率。研究人員通過對啤酒大麥麥芽品質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)決定麥芽品質(zhì)高低的因素有20多種,并對包括總蛋白含量、籽粒飽滿度、糖化力、麥芽浸出率和多種淀粉酶和蛋白酶活力等開展了廣泛研究,與19個麥芽品質(zhì)決定要素相關(guān)的至少168個QTL被定位[26],為分子標記輔助育種和多基因聚合育種奠定了基礎(chǔ)。此外,大麥還被用作生物反應(yīng)器,表達乳鐵傳遞蛋白及用于防治仔豬ETEC腹瀉的FaeG蛋白等[25]。2.1.2基因組研究目前,全球大麥研究已進入基因組學(xué)時代[27]。過去十幾年間已建立完整大麥EST數(shù)據(jù)庫,可作為基因發(fā)掘和功能研究的重要基礎(chǔ)。美國、芬蘭、德國、日本和蘇格蘭的五大研究組及其他多國的大麥科學(xué)家從近百個包括不同組織器官、不同發(fā)育時期、受不同逆境處理的獨立cDNA文庫獲得了超過50萬條EST數(shù)據(jù),TimClose及他的同事們在現(xiàn)有的EST序列中,發(fā)現(xiàn)了約22000個SNP,構(gòu)建了大麥基因組的SNP圖譜[28],而stergaard研究組和Bak-Jensen研究組,用2D電泳分別分離了pI區(qū)間為4~7和6~11的103和37個活性蛋白[29~31]。包括生物信息學(xué)分析平臺、對公眾開放的網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫、進行基因表達譜分析的商品化大麥DNA芯片、用于基因功能分析和大麥轉(zhuǎn)基因研究的轉(zhuǎn)基因操作體系、能快速獲取并鑒定突變體的方法等技術(shù)和手段的發(fā)展,使大麥基因組學(xué)研究的技術(shù)平臺已逐漸形成,目前已經(jīng)獲得了近千份有精確表型變異描述的T-DNA插入突變體以及大量還沒有鑒定檢測的突變?nèi)后w[24];通過圖位克隆的方法,已經(jīng)進行了包括抗白粉病、銹病等真菌病害及多個大麥重要農(nóng)藝性狀控制基因的克隆研究[20,32~34]。
2.2我國大麥研究狀況我國大麥科學(xué)家從20世紀30年代就開始了對大麥遺傳育種的研究,“七五”至“九五”期間,我國大麥遺傳育種研究在野生種質(zhì)資源調(diào)查、大麥中國起源中心的推定、大麥品種的引進改良、重要農(nóng)藝性狀的遺傳分析、雜種優(yōu)勢的開發(fā)利用、細胞工程育種方法的創(chuàng)建與應(yīng)用等方面做出了出色的工作,使同期我國大麥總體研究水平與國外先進水平逐漸靠攏。由細胞工程育種獲得的大麥花培品種在大麥生產(chǎn)中成功推廣應(yīng)用,體現(xiàn)了以生物技術(shù)為基礎(chǔ)的新型育種方法的技術(shù)優(yōu)勢和應(yīng)用潛力[9]。但“十五”以來,我國大麥研究的地位和水平明顯下降,從事大麥研究的單位和人員急劇減少,而且大部分集中在大麥常規(guī)育種。由于缺乏遺傳育種研究上的源頭創(chuàng)新,盡管分布于我國幾個大麥主產(chǎn)區(qū)的大麥育種研究人員仍然在繼續(xù)育種實踐,但由于育種手段單一,種質(zhì)資源狹窄陳舊,各地近年來育成的大麥品種推廣范圍不大,優(yōu)勢特色不明顯,沒有真正能與國外優(yōu)良大麥品種很小比例。然而研究證明,作為一種藥食同源性植物,大麥不含膽固醇,脂肪含量低,含有可溶性纖維、抗氧化劑及各種維生素和礦物質(zhì),食用大麥可降低血壓、血中總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇水平。隨著各種大麥保健食品的不斷推出,用于食用的大麥比例可能有所增加[4~6]。
由此可見,大麥產(chǎn)業(yè)具有廣闊的發(fā)展前景。加強大麥遺傳育種研究,培育產(chǎn)量高、性狀優(yōu)的品種是保證供需平衡、促進大麥產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)基礎(chǔ)。本文圍繞我國大麥的生產(chǎn)和育種技術(shù)研究現(xiàn)狀,一爭高下的有影響力的國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種,很難為國產(chǎn)大麥生產(chǎn)提供強有力的技術(shù)支撐。我國飼料與啤酒工業(yè)發(fā)展迅速,對飼用及啤用大麥的需求快速增加,但相應(yīng)的大麥品種研發(fā)落后,尤其是在啤用大麥品質(zhì)方面,直至20世紀末尚缺少相關(guān)研究,從而影響了啤用大麥的遺傳改良、優(yōu)質(zhì)栽培和加工生產(chǎn),導(dǎo)致國產(chǎn)啤用大麥品質(zhì)不佳、缺乏市場競爭力。鑒于此,自1999年起,國家自然科學(xué)基金委員會農(nóng)學(xué)學(xué)科逐步加大對大麥基礎(chǔ)研究的支持,1999-2010年共資助大麥相關(guān)研究課題56項(其中重點1項),資助領(lǐng)域以遺傳育種(包括資源評價和創(chuàng)新)和作物生理及栽培為主,計34項,植物保護領(lǐng)域15項,其他領(lǐng)域7項。這些項目的實施與完成,顯著提升了我國大麥基礎(chǔ)研究水平,縮短了與發(fā)達國家的研究水平差距,促進了大麥的遺傳改良和優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)。現(xiàn)已鑒定與創(chuàng)制了一批株型、麥芽品質(zhì)和逆境脅迫耐性特異的種質(zhì)資源,獲得了矮桿、耐酸、耐鹽、耐旱、耐濕以及麥芽品質(zhì)性狀特異的珍貴種質(zhì)材料,明確了多個株型、產(chǎn)量、品質(zhì)及耐逆相關(guān)特異基因的位點和遺傳多樣性,促進了我國大麥種植資源的發(fā)掘和利用。目前我國科學(xué)家在野生大麥資源收集和利用、大麥品質(zhì)性狀遺傳定位、大麥組培和遺傳轉(zhuǎn)化體系、大麥耐鹽代謝組學(xué)研究和大麥條紋花葉病毒抗病機理等方面取得了較好的研究進展,并得到國際同行的高度認可。2012年4月,我國成功舉辦了第11屆國際大麥遺傳學(xué)大會,進一步推動了各國大麥研究者之間的交流和合作,有利于進一步提升我國大麥科學(xué)的研究水平和人才培養(yǎng)。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、國家自然科學(xué)基金委、浙江省科技廳、浙江省農(nóng)業(yè)廳、浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院和浙江大學(xué)等單位的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)出席了開幕式,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院副院長劉旭院士、浙江省科技廳副廳長蔡秀軍教授、浙江大學(xué)副校長吳平教授和IBGS執(zhí)行主席WolfgangFriedt教授發(fā)表熱情洋溢的講話,大會由11th-IBGS秘書長、浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)生命環(huán)境學(xué)部主任張國平教授主持。
浙江大學(xué)楊衛(wèi)校長出席招待晚宴并致歡迎詞。大會組委會邀請了來自澳大利亞、美國、英國、荷蘭、以色列和西班牙等國家的11位著名科學(xué)家在各個專題分別發(fā)表了主題報告。此外,47位專家和學(xué)者在大會上發(fā)表了精彩的報告,會議期間會場還展出了67張學(xué)術(shù)墻報。大會報告和學(xué)術(shù)墻報比較全面地報道了當(dāng)前大麥科學(xué)研究最前沿的動態(tài)和重要進展。為鼓勵在大麥科學(xué)領(lǐng)域嶄露頭角的青年科學(xué)家和在校研究生,大會委托國際組委會評審出優(yōu)秀學(xué)術(shù)報告獎和優(yōu)秀學(xué)術(shù)墻報獎,來自英國JamesHutton研究所、拉脫維亞大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和浙江大學(xué)的4位報告人榮獲“青年優(yōu)秀學(xué)術(shù)報告獎”,6張墻報榮獲“優(yōu)秀學(xué)術(shù)墻報獎”。
該獎項評委會主任、美國明尼蘇達大學(xué)教授KevinSmith為獲獎?wù)哳C發(fā)了證書和獎金。本次會議共收到140篇摘要和36篇全文,結(jié)集出版了《第11屆國際大麥遺傳學(xué)學(xué)術(shù)研討會摘要》和AdvanceinBarleyScience兩本會議刊物。
(1)大麥發(fā)展和經(jīng)濟專題。澳大利亞阿德萊德大學(xué)PeterLangridge教授首先發(fā)表主題報告,他以“WhyWeUseBarleyforResearch”為主題,闡述了大麥科學(xué)研究、生產(chǎn)及利用對世界糧食和經(jīng)濟的影響。來自巴西和德國的研究者分別發(fā)表了大麥在巴西和歐洲的種植歷史、生產(chǎn)及貿(mào)易的報告。大麥作為全球第四大糧食作物,在食品、飼料和啤酒工業(yè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用,這一議題受到與會代表的熱烈探討。
(2)大麥種質(zhì)資源收集和利用專題。以色列海法大學(xué)EviatarNevo教授以“AdaptiveEvolutionofWildBarley,HordeumSpontaneum,andCropImprovement”為主題,總結(jié)了他幾十年來有關(guān)野生大麥進化及遺傳改良的研究成果。來自英國、意大利和日本等國的研究者分別報告了他們在野生大麥收集、遺傳多態(tài)性以及重要基因利用方面取得的成果。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)和成都大學(xué)的研究者報告了我國研究者在西藏野生大麥種質(zhì)鑒定、遺傳分析和利用方面取得的進展。野生資源具有豐富的變異類型和遺傳多態(tài)性,加強野生資源的收集和鑒定,可以豐富和拓寬栽培品種的遺傳背景,通過雜交解決栽培品種缺乏優(yōu)異基因的瓶頸。西藏野生大麥是我國獨有的珍貴的植物資源,已成為國際大麥研究者關(guān)注和合作研究的熱點。
(3)大麥利用與產(chǎn)品專題。澳大利亞阿德萊德大學(xué)GeoffFincher教授以“GeneticsofCellWallsinBarley:ApplicationsinHumanHealth,MaltingandBiofuelProduction”為主題,發(fā)表了細胞壁和大麥品質(zhì)的分子遺傳機制及大麥成分在人類健康、啤酒工業(yè)和生物質(zhì)能源中應(yīng)用的報告。澳大利亞研究者匯報了他們有關(guān)大麥淀粉酶等位基因變異鑒定的成果。我國西藏農(nóng)牧科學(xué)院的代表和與會者分享了西藏地區(qū)青稞大麥的利用和大麥食品。大麥不僅是啤酒工業(yè)的原料,大麥籽粒含有豐富的益于人類健康的成份(如葡聚糖),對心臟病和高血壓等疾病的患者有保健作用。大麥籽粒品質(zhì)性狀和利用,已成為農(nóng)學(xué)、食品和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域廣泛研究的課題。