前言

热带作物种质资源（简称热作种质资源）是携带各种热带作物遗传信息的载体，主要包括：热带经济作物（如天然橡胶、剑麻）、热带果树（香蕉、芒果）、热带花卉（兰花、三角梅）、热带香料（胡椒、肉桂等）、热带饮料（咖啡、可可）、热带粮食（木薯、甘薯）、热带油料（油棕、油茶）、棕榈植物（椰子、椰枣）、南药（槟榔、益智）、热带牧草（柱花草、王草）、冬季瓜菜（辣椒、苦瓜）等。

热作种质资源在我国主要分布于海南、广东、广西、云南、福建、湖南南部及四川、贵州南端的河谷地带，覆盖的陆地面积约48万平方公里（不含台湾和西藏墨脱）。在党中央、农业农村部等上级主管部门的正确领导和大力支持下，我国已基本建成了圃、库为一体的热作种质资源保存与共享利用体系和质控技术规范为主导的评价利用技术体系。

截止2024年，我国累计保存热作种质资源9万余份，为全面提升我国热作科技创新水平，服务国家经济社会发展需求打下了坚实基础。

一、热带作物种质资源收集保存现状

（一）全球作物种质资源收集保存现状

目前全球范围内具有中长期贮存能力的国家级种质库有1750座，保存了240亿颗种子，涵盖了约40%的已知植物物种，绝大部分都以农作物种子为保存对象，其中最大的三个种子库分别为：①英国千年种子库，是世界上最大的野生植物种子库，目前已经保存了超过20亿颗来自世界各地的野生植物种子，涵盖了约4万种；②挪威斯瓦尔巴全球种子库，该项目于2008年启动，目标是为全球各地的种子库提供一个最后的保险，以防止种子在战争、灾难、疾病或者其他危机中丢失或者损坏。目前已经保存了超过10亿颗来自世界各地的农作物种子，涵盖了约1万种，其中包括许多重要的粮食、蔬菜、水果、草本和花卉等；③中国西南野生生物种质资源库，是世界上最大的亚热带植物种子库，目前已经保存了超过4亿颗来自中国西南地区的野生植物种子，涵盖了约1.2万种，其中包括许多特有、珍稀或具有重要生态或经济价值的植物。

据国际种子联盟统计，全球保存的740万份植物种质资源中约54万份为热带作物种质资源，包括橡胶树7.4万份、油棕6万余份、热带牧草约8万份、热带香辛饮料8.7万份、热带果树约3万份、木薯1.2万份、甘蔗约0.8万份、其他热带作物19万份，这些热带作物种质资源主要保存在国际热带农业中心、国际半干旱地区热带作物研究中心等机构。

（二）我国热带作物种质资源调查收集与保存情况

2021年我国已建成容量达150万余份的全球单体量最大、保存能力最强的国家级种质库——国家农作物种质资源保存中心，可以满足未来50年长期战略保存的需求，实现作物种质资源全覆盖集中长期保存的目标。目前我国农作物种质资源中期库15个、种质圃56个、省级资源库圃440个，可以有效补充保存种质资源；目前我国已长期保存农作物种质资源超过58万份。

在热带作物种质资源方面，至2024年，我国已建有国家热带作物中期保存库和热带牧草中期备份库各1个、国家热带植物种质资源库1个、国家热带作物种质资源圃10个、农业农村部热带作物种质资源圃25个、省级热带作物种质资源圃60余个，主要分布在广东、广西、云南、海南、福建、贵州、四川等7省（区）的22个科研事业单位。至2024年，上述圃库累计保存热带作物种质资源9万余份，其中，橡胶树9523份，热带牧草14577份，热带果树15633份，热带香辛饮料2034份，木薯5290份，甘蔗5093份，油料作物6427份，热带药用植物6370份，冬季瓜菜6412份，热带粮食2118份，其他热带作物16470余份；此外，依托中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所（以下简称热科院品资所）建设的海南国家植物园，于2023年获批纳入国家植物园体系布局，我国热作种质资源收集保护形成了“圃、库、园”为一体的格局。

二、热带作物种质资源鉴定评价

近年来，由热科院品资所牵头，联合热区 7 省（区）23 家单位系统研制了产胶作物、热带粮食、热带果树、热带牧草、热带香辛饮料、热带药用植物、热带油料、热带花卉、热带纤维、热带特种蔬菜 10 大类 68 种主要热带作物种质资源描述规范、数据质量控制规范和数据标准 204 项，涵盖了植物学性状指标 3572 项，农艺性状指标 1097 项，品质性状指标 1014 项，抗性性状指标 642 项，其中 55 种 165 项规范属国际首次制定。主要从植物学性状、农艺性状、品质性状、抗逆及抗病虫性状等方面完成主要热作种质资源描述和评价，但表型和基因型精准鉴定评价尚处于起步阶段。

三、热带作物种质资源基础研究

作物种质资源基础研究是对作物种质资源的本质、特性、形成与演化规律等方面进行的系统性、基础性探索，旨在为作物种质资源的有效保护和利用提供理论依据与技术支撑。主要包括：起源与演化研究、遗传多样性研究、基因挖掘与功能验证以及种质资源评价等方面。近年来我国热带作物种质资源在基础研究方面取得了重要进展。

1. 遗传多样性与进化研究

1.1 种质资源的遗传多样性分析

种质资源的遗传多样性分析是保护生物多样性和农业生态系统稳定的关键环节，也是挖掘优异基因、揭示作物遗传背景和起源演化规律的重要手段。在种质资源研究领域，遗传多样性分析是揭示作物遗传背景、挖掘优异基因以及优化资源利用的重要基础。近年来，我国热作地区针对多种重要经济作物的种质资源，结合现代分子标记技术和多维度表型分析，取得了一系列进展。从橄榄、荔枝、葛到菠萝、木薯等作物，通过遗传多样性评价、核心种质构建及群体结构解析，为资源保护、遗传改良和优质育种提供了丰富的数据支持和理论依据。

1.2 种群结构和亲缘关系研究

种群结构和亲缘关系研究是揭示作物遗传多样性、群体进化规律及亲缘关系的重要途径，为种质资源的保护、开发与利用提供关键支持。近年来，通过全基因组重测序、分子标记分析等技术，对枇杷、葛、龙眼、澳洲坚果和咖啡等多种重要作物的种质资源开展了深入研究，构建了高分辨率的群体遗传变异图谱，并解析了种群结构和亲缘关系。

1.3 种质资源的起源与进化机制

种质资源的起源与进化机制研究是探索作物遗传多样性来源、进化路径以及分化规律的关键领域。通过解析基因组系统发育、种群结构和地理分布特征，不仅能够揭示物种起源的地理中心，还能厘清自然选择和人工驯化对种质资源遗传结构的影响。

2.基因组组装与注释

全基因组测序与组装、基因组注释和功能预测是解析作物遗传基础、推动种质资源精准利用的关键研究方向。近年来，多个热作研究单位在橄榄、葛、龙舌兰、槟榔、杧果、菠萝、红肉龙眼和橡胶树等作物的全基因组测序领域取得重要突破。

3.分子标记开发与遗传图谱构建

分子标记技术作为现代遗传研究的重要工具，在遗传多样性分析、性状改良和品种鉴定中具有广泛应用。近年来，多家科研单位围绕SSR、SNP等分子标记的开发与利用、高密度遗传连锁图谱的构建，以及QTL定位与关联分析展开深入研究，取得了一系列突破性成果。在分子标记开发方面，通过基因组重测序

GWAS关联分析及功能验证等手段，开发了枇杷、荔枝、澳洲坚果、木薯等作物的重要分子标记，为种质资源精准鉴定和性状改良提供了有力支撑；在遗传连锁图谱构建中，构建了火龙果、龙眼等作物的高密度图谱，定位了与果实性状相关的大量QTL，为功能基因挖掘和分子育种提供了关键依据；在QTL定位与关联分析方面，针对木薯、苦瓜、西瓜和辣椒等作物的重要农艺性状和抗病性状，定位并验证了多个关键基因位点，开发了相应的功能标记。这些研究为推动重要经济作物的育种技术创新奠定了坚实基础。

4.基因挖掘与利用

基因挖掘与利用在现代农业研究和实践中具有重要意义。通过挖掘与抗逆性（包括病虫害、逆境胁迫）、产量、农艺性状（如开花期、株高、成熟期）及品质（如风味、营养成分）相关的基因，可以深入解析这些关键性状的分子机制，为解决农业生产中的实际问题提供理论支撑。基因功能验证和分子机制研究有助于揭示性状调控网络及其关键节点，为基因编辑、分子设计育种等技术提供靶标。通过基因的精准利用，可以实现作物性状的定向改良，例如提升抗逆能力、提高产量、优化农艺特性、改善品质等，从而助力优质、高产、抗逆品种的培育，推动农业生产的可持续发展，为保障粮食安全和应对气候变化提供科学依据。

5.转基因与基因编辑技术研究

转基因与基因编辑技术的研究，通过建立高效的基因转化体系和优化CRISPR/Cas9等基因编辑技术，为精准改良作物性状提供了重要工具。这些技术在抗病、抗逆性状的改良中展现出巨大潜力，同时在提升产量、优化农艺性状和改善品质方面发挥了关键作用。基于基因编辑和转基因技术的作物改良，不仅加速了优异种质的培育，还为应对全球气候变化和农业可持续发展提供了科学支持和技术保障。

6.多组学研究与系统生物学

多组学研究整合了转录组学、蛋白质组学和代谢组学等多层次的生物学信息，揭示基因、蛋白质和代谢物之间的复杂互作关系，为解析生物过程和表型特征提供了系统性视角。通过多组学数据的整合分析，可以全面剖析生物性状的分子机制，发现关键调控网络和功能基因，为育种改良和疾病防控提供科学依据。此外，生物信息学工具的开发与应用，大幅提升了多组学数据处理与分析的效率，助力高效挖掘种质资源的潜力，推动精准育种和分子设计育种的快速发展。多组学研究与系统生物学在作物改良、生态适应性研究和生物技术创新中具有重要战略意义。

四、热带作物种质资源创新与利用

近年来，我国在热带作物种质资源创新利用方面取得了诸多重要技术和成果，主要包括以下几个方面：一是在种质资源保存技术上，建立了 42 个科 64 个属 270 多个种的植物离体快繁技术体系，以此为基础建立了热带作物种质资源离体保存库，并牵头申报获批建设国家种质资源热带作物中期保存库；二是在推动热作种质资源从常规鉴定向精准评价转变基础上，建立了传统育种与生物育种技术相结合的种质创新技术体系，在优异基因发掘、分子鉴定、标记开发、高密度遗传图谱构建等方面取得了突破性进展；三是在新品种培育方面，培育了“大红1号”火笼果，“琼引8号”菠萝蜜，“中热 1 号”“热科 2 号”“宝岛蕉” 香蕉，“三月白” 枇杷等优质水果；热研73397、热研879橡胶， “热油 6 号”油棕，“华南 5 号”“华南 205” 木薯等60多个高产、优质、抗逆热带作物新品种；四是在优质种苗产业化繁育技术方面，取得了以离体保存技术为基础的牛大力种苗产业化繁育技术，橡胶树体胚幼态无性系工厂化育苗技术等，为我国天然橡胶、特色热带农产品安全有效供给提供了技术支撑。

五、热带作物种质资源数据管理与信息技术

（一）基本情况

国家高度重视作物种质资源数据管理与信息技术。热带作物种质资源信息技术是指利用现代信息技术手段对热带作物种质资源进行收集、保存、管理、分析和应用的一系列技术方法。热带作物种质资源信息技术体系是支撑种质资源数据管理的关键技术手段。运用数据库技术建立种质资源数据库，实现数据的集中存储和便捷查询。互联网技术则打破了地域和机构的限制，Web开发技术、前端技术、后端技术等共同构建种质资源信息共享平台，实现数据的远程访问和共享。此外，移动信息技术、传感技术和自动化技术的应用，实现了种质资源数据的自动化采集和监测，提高了数据采集的效率和准确性。数据分析软件则对采集到的数据进行处理和分析，为育种和种质资源保护提供了科学依据和决策支持。

（二）热带作物种质资源数据管理、信息技术最新发展

在国家种业振兴战略和数字经济政策驱动下，数字化技术加速赋能种质资源的保护、研究与利用，进一步促进了我国热带作物种质资源信息化技术的发展。

首先，近年来我国的涉农单位和企业纷纷构建了涉及热带作物的作物种质资源信息管理系统，这此系统实现了基本的信息录入、查询和共享功能，还增加了数据可视化、种质资源动态监测、权限管理等功能，提高了资源管理的效率和准确性；

其次，我国已经研制并发布了针对产胶作物、热带粮食作物、热带果树、热带牧草、热带香辛饮料作物、热带药用植物、热带油料作物、热带花卉、热带纤维作物以及热带特种蔬菜等十大类别的68种主要热带作物的种质资源描述规范。此外，还制定了数据质量控制规范和数据标准共计204项，这些规范覆盖了植物学性状指标3572项、农艺性状指标1097项、品质性状指标1014项以及抗性性状指标642项。通过这些数据标准和规范，实现了不同来源数据的互操作性和共享性；

第三，在上述基础上，我国建立了多个热带作物种质资源信息数据共享平台，用户可通过作物种类、资源名称、资源特性等关键信息便捷地查询、筛选资源，并提出共享请求获取种质资源。截至2024年，我国可公开访问的热带作物种质资源数据平台以及涉及热带作物的综合性种质资源数据平台主要有：

1.中国热带作物种质资源信息网/中国热带作物种质资源大数据平台（https://ctcgris.cn/ 或 https://ctcgris.catas.cn/），该平台由中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所依托国际科技资源共享服务平台--国家热带植物种质资源库等项目设计、构建、运行维护，是国内唯一的专门化热带作物种质资源数据平台。截至2024年12月，该平台收集、整理、共享了热带产胶作物、热带粮食作物、热带果树、热带油料作物、热带香辛饮料作物、热带花卉、热带蔬菜、热带药用植物、热带牧草、热带纤维作物、热带糖料作物等11大类，100多种热带作（植）物的种质资源信息、数据。其中收集、整理了7.4万份资源的来源信息，6.7万份资源的保存信息，4.3万份资源的表型评价数据459万项，22376份资源的分子身份证信息，其中包括893份芒果种质资源，1393份木薯种质资源；开放共享了保存入圃（库）的6.7万份资源信息。

2.中国作物种质信息网（https://www.cgris.net/home），该平台由中国农业科学院作物科学研究所主办。截至2024年12月，该平台共享了158种作物种质资源信息，涉及甘蔗（817）、咖啡（15）、龙舌兰麻（4）、荔枝（97）、龙眼（80）、木薯（102）、芒果（20）、枇杷（172）、四棱豆（24）、蛇瓜（4）、西瓜（927）、橡胶（5889）、香蕉（150）、腰果（7）、油梨（10）、椰子（6）等16种热带作物，共计8324份，公开的信息包括基本信息及部分特性信息。

3. 国家园艺种质资源信息网（http://www.nhgrc.cn/pcindex），该平台由中国农业科学院郑州果树研究所主办。截至2024年12月，该平台共享了果树、蔬菜等两大类，共114种作物种质资源信息，涉及龙眼（19）、枇杷（22）、香蕉（240）、荔枝（69）、西瓜（1162）、蛇瓜（0）等6种热带作物，热带作物资源总量为1512份，公开的信息包括基本信息、主要表型形状等。

4. 广东省种质资源管理平台（http://27.39.169.236:8089/），由广东省种质资源管理中心主办。截至2024年12月，该信息平台共享了香蕉（380）、澳洲坚果（308）、菠萝（260）、剑麻（196）、甘蔗（100）、芒果（486）、荔枝（54）、龙眼（60）、橡胶（260）、油梨（102）、莲雱（84）、番石榴（108）、黄皮（100）、番荔枝（20）、毛叶枣（68）、阳桃（124）、蛋黄果（196）、火龙果（210）、人心果（172）、黄晶果（142）等20种热带作物，共计3430份种质资源信息。

5.广东省农作物种质资源信息共享平

（http://gdseedbank.cn/catalog/），由广东省农业科学院农业生物基因研究中心构建。截至2024年12月，该信息平台共享了粮食作物、经济作物、蔬菜、果树、花卉以及其它作物等6大类作物种质资源信息，涉及甘蔗30、菠萝3、番木瓜127、胡椒0、黄皮7、剑麻0、咖啡1、芒果2、毛叶枣0、木薯21、澳洲坚果1、菠萝蜜0、杨桃7、腰果0、椰子0、油梨0、油棕0、香茅39等17种热带作物，以及南药124等热带作（植）物，热带作物种质资源资源总量为362份，公开的信息包括基本信息、来源等。

六、存在问题

2019年12月30日国务院办公厅颁布了《国务院办公厅关于加强农业种质资源保护与利用的意见》（国办发〔2019〕56号），2021年7月9日，中央全面深化改革委员会第二十次会议审议通过了《种业振兴行动方案》，为加强热作种质资源支撑热作种业科技自主创新指明了方向，提供了遵循。比对上述要求，我国热带作物种质研究仍存在以下问题。

1、家底不清：虽然开展了大量资源收集工作，但仍存在部分地区资源调查不全面，一些野生近缘种、地方特色品种可能尚未被发现或收集，导致对热作种质资源整体家底掌握不够精准。

2、资源信息不准确及时效性滞后：现有的种质资源信息管理系统存在不完善之处，资源的性状数据、遗传信息等记录可能存在偏差，且更新不及时，无法为科研和产业发展提供高效准确的信息支持。

3、资源总量收集保存不足：与国际先进水平相比，我国热作种质资源在收集保存的数量和种类上仍有差距，一些具有重要经济价值和潜在利用价值的种质资源尚未得到有效收集和保存。

4、创新利用能力水平有待提高：在热作种质资源创新利用方面，虽然取得了一定成果，但与发达国家相比，在基因挖掘深度、分子育种技术应用广度、新品种培育效率、培育突破性品种等方面还存在较大提升空间。

5、在信息技术方面存在遗传信息数据不够全面、 标准化平台与数据库建设滞后问题。
此外，还存在国际合作与交流不足以及适应性与应用转化研究不足等问题

六、发展建议

（一）加强资源收集与保护

加大资源调查力度，尤其是对偏远地区和生态脆弱地区的调查，确保全面收集热作种质资源；完善资源保存设施和技术，提高资源保存的安全性和稳定。

（二）完善资源信息管理系统

建立统一、高效、准确的热作种质资源信息平台，实现资源信息的实时更新和共享，为科研和产业发展提供有力的数据支撑。

（三）深化鉴定评价研究

利用现代生物技术，开展全面、深入、精准的种质资源鉴定评价，挖掘更多优异基因和性状，为创新利用提供丰富素材。

(四）深入开展基础研究

一是开展种质资源的系统收集与保护；二是推动基因组测序与功能解析；三是不继加强分子标记开发与遗传育种；四是深入开展基因编辑与转基因技术研究；五是强化多组学数据整合与平台建设。

(五）推进创新利用与成果转化

加大对热作种质创新利用的科研投入，加强产学研合作，加速科技成果转化，培育更多具有自主知识产权、适应市场需求的热作新品种。通过示范种植基地和技术推广，推动抗逆、高产和优质新品种在生产中的大规模应用

(六）加强国际合作

与国际科研机构及组织联合，开展种质资源的收集、保护和联合育种研究。

（七）加强知识产权保护

完善种质资源知识产权体系，加强种质资源开发利用的规范化管理。

七、趋势与展望

贯彻习近平总书记关于种业与粮食安全的高度战略思想和支持海南建设全球动植物种质资源引进中转基地的讲话精神。落实《国务院办公厅关于加强农业种质资源保护与利用的意见》（国办发〔2019〕56号）和国务院批复海南国家植物园纳入国家植物园体系布局（国函〔2023〕74号）的发展规划，以“广泛收集、妥善保存、深入研究、积极创新、共享利用”为指导方针，展望如下。

（一）热带作物种质资源收集

有计划、有步骤地进行补充调查，摸清家底；加大云南怒江干热河谷、中缅边境、中越边境，藏东南墨脱、察隅等边远热区的系统调查和收集力度；重视国内热带岛屿植物资源的收集，有序推进热带海岛海礁的专类资源考察。充分利用全球动植物种质资源引进中转基地和海南国家植物园规划建设的政策机遇，加快热带作物原始起源国家特色种质、珍稀特有植物、典型热带海岛植物的引进，提升我国热作种质资源数量和遗传多样性。

（二）热带作物种质资源圃（库）布局

统筹布局国家级及省级热作种质资源圃（库），建立以资源圃（库）为核心、复份圃为补充、以热科院建设国家圃为主、地方农科院建设备份圃为辅的保存体系。海南重点对橡胶树、木薯、椰子、油棕、槟榔、芒果、香蕉、番木瓜、油梨、胡椒、咖啡、可可、香草兰、菠萝蜜、面包树、香露兜、南药、优稀特色果树等种质资源进行保护，扩大国家圃建设规模；云南重点对澳洲坚果、咖啡、辣木、罗望子等种质资源进行保护；广东重点对剑麻、荔枝、菠萝、番木瓜等种质资源进行保护；福建重点对龙眼、枇杷、橄榄等种质资源进行保护，建议建设特有热带作物国家综合圃1个；四川重点对长江中上游特色热作种质资源进行保护，建议建设干热河谷特色作物国家综合圃1个。

（三）海南国家植物园建设

落实国务院关于海南国家植物园核心价值的批复意见——“立足海南，广泛收集全球热带代表性植物，重点收集热带海岛植物、珍稀濒危和特有植物、重要农作物近缘种，全覆盖收集岭南热带植物”。加大力度推进规划和建设，到2035年，建成38个专类园和热带植物科学研究中心、植物科学数据中心、迁地保护研究中心、植物博物馆和智慧平台等科技创新平台。实现迁地保存热带植物资源超过1.5万种，引进收集热带作物种质资源10万份以上，保存植物标本10万份以上的总体目标，跻身世界一流的热带植物资源中心。

（四）热带作物种质资源高效安全保存

开展保护技术研发，针对低温干燥耐受性强的种子，优化建立低温干燥保存体系；针对不耐低温干燥的顽抝性种子，应用植物玻璃化溶液，研发种子和种胚的超低温冷冻保存技术，建立顽抝性种子液氮超低温长期保存技术体系。探索离体保存技术升级，研发离体资源试管延缓生长保存技术；加大离体组织培养防褐变技术和试管微嫁接技术的研究，克服芒果、腰果等仍然无法离体保存的难题；在离体试管保存技术成熟基础上，研发茎尖超低温保存技术，建立重要热作离体资源超低温长期保存技术体系。

（五）热带作物种质资源评价与育种创新

构建热带作物种质资源与新品种测试站体系，建设重要热带作物表型精准鉴定评价系统，利用组学技术对重要热带作物种质资源进行多点批量评价鉴定，获精准表型数据。攻克基因型高通量精准鉴定技术，开展种质资源大规模基因型鉴定，构建全基因组指纹图谱，结合精准表型鉴定数据，发掘控制作物产量、品质、抗病、抗逆、养分高效利用等性状的基因及其有利等位基因，为种业发展提供优异种质资源。建设热带作物育种共性技术平台，应用杂交、基因渐渗、标记选择、基因编辑等技术，针对不同育种目标，利用鉴定筛选出的优异种质资源、有利等位基因等，突破设计育种技术瓶颈，培育目标性状突出和市场急需的一批优异品种。

（六）热带作物种质资源信息管理与共享服务能力提升

完善热带作物种质资源数据标准，研发数据处理、分析与共享等关键技术；整合表型、基因型、地理生态等数据信息，在热带作物种质资源共享信息库的基础上，扩容完善，形成覆盖全国种质库（圃）的信息网络和服务系统，提供信息查询、实物申请和分发共享等服务；建立热带作物种质资源利益分享机制和产权保护制度，创新种质资源服务模式，提高服务质量和服务效率。

（供稿人：中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所，王家保、王 明、王敏瑞、王清隆、 申龙斌、黄建峰、李欣勇、濮文辉、杨虎彪、邬华松（排名不分先后）

来源: 热科-热作资源