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紫花苜蓿育种历史、现状与展望

文献类型： 中文期刊

作者： 张帆 1 ; 杨青川 1 ;

作者机构： 1.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所

关键词： 紫花苜蓿;分子设计育种;基因组;种质资源

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2025 年 58 卷 021 期

页码： 4471-4481

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 紫花苜蓿（Medicago sativa subsp. sativa L.）作为全球最重要的豆科牧草，因其高产、优质及良好的适应性，在现代畜牧业和生态系统中扮演着不可替代的角色。然而，我国的紫花苜蓿产业长期面临着“种业卡脖子”的困境，其核心在于种质资源创新能力不足、优良自主品种供给率不高等问题。这一挑战的根源，不仅在于我国苜蓿育种工作起步较晚，技术体系相对薄弱，更深层次的原因在于紫花苜蓿本身复杂的遗传特性——其同源四倍体的高度杂合性与自交不亲和机制。系统梳理紫花苜蓿的育种历史，剖析当前研究现状，并展望未来生物技术育种方向，对加速我国苜蓿遗传改良具有重要的借鉴意义。紫花苜蓿的驯化与传播历史悠久，起源于外高加索地区，经“丝绸之路”引入我国，并在全球范围内扩散。其遗传多样性的极大丰富，得益于历史上不同地理来源种质的引入与种间/亚种间杂交，特别是与抗逆性优良的亚种黄花苜蓿（M.sativa subsp. falcata）的遗传渗入，为培育适应不同生态区的品种奠定了坚实的遗传基础。以美国为代表的发达国家，在苜蓿育种领域已建立起一套涵盖种质资源搜集、评价及新品种选育的完整体系，其发展历程已逾百年。然而，即便是育种强国，在1990年后其苜蓿产量提升也进入了平台期，显示出传统育种策略的潜力瓶颈。我国的苜蓿育种工作虽取得了长足进步，成功培育出如“中苜系列”“甘农系列”等一批适应性良好的品种，但整体仍面临严峻挑战。首先，品种数量相对匮乏（截至2024年登记品种128个，远少于美国的1 738个），这在很大程度上限制了针对我国多样化生态环境筛选最优品种的能力。其次，传统育种策略本身也限制了杂种优势的有效利用。以往，育种家常将不同地理来源的品种进行群体混合与轮回选择，这虽然在一定程度上聚合了优良基因，但也导致不同育种群体间的遗传背景趋于相似，从而削弱了通过杂交产生强优势后代的潜力。因此，突破传统育种方法的局限，引入高效的现代生物技术手段，已成为当前苜蓿育种的必然选择。近年来，以基因组学为核心的现代生物技术为破解紫花苜蓿育种难题带来了前所未有的机遇。我国在苜蓿基因组学基础研究领域已取得显著成就，完成了种质资源遗传分析、基因组图谱绘制、关键分子标记鉴定、优质种质资源开发等工作。这些基因组资源为从分子层面解析产量、品质、抗逆性等复杂性状的遗传调控网络提供了可能。展望未来，我国紫花苜蓿的育种工作应采取传统育种与现代生物技术相结合的策略，从源头创新走向精准设计的育种4.0阶段。整合基因组学、分子标记辅助选择、基因编辑等现代生物技术，开展精准、高效的分子设计育种，是解决我国苜蓿种业“卡脖子”问题、实现跨越式发展的核心路径。

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