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烟草育种工程方案
烟叶是行业发展的基础,品种是烟叶生产的基础.国家烟草专卖局对烟草育种工作十分重视,将烟草育种工程列为重大战略性课题,以满足中式卷烟发展和中国烟叶生产可持续发展的需要.为推进烟草育种工程的实施,结合我国烟草育种工作实际,特制定本工程方案.
一,烟草育种工作现状
"九五"以来,全国烟草育种工作建立了较为完善的育种科研协作网络,并在种质资源等基础研究,新品种选育,繁种与推广等方面取得了明显成绩.
1. 新品种选育成效显著.全国烟草育种工作坚持"四为主,四为辅"的原则,相继育成和引进一批优质抗病品种,在烟草生产中发挥了重大作用.2004年,云烟85,云烟87,中烟100等自育烤烟新品种种植面积占总面积的58.52%,较2000年增加27.4个百分点.目前通过全国烟草品种审定委员会审定(认定)的品种53个,其中烤烟43个(自育31个,引进12个);白肋烟8个(自育5个,引进3个);香料烟2个(引进).明显改善了我国烟草品种单一,生产长期依赖国外引进品种的被动局面.
2. 种质资源研究进展明显.在烟草种质资源收集,鉴定和利用方面做了大量工作,现已编目保存种质资源4042份,对各种质的植物学性状,部分种质的抗病性,抗逆性,品质性状进行了鉴定及遗传特性分析,建立了一级库核心种质859份,二级库核心种质446份,为新品种选育提供了丰富的遗传材料.
3. 生物技术应用初显成效.单倍体育种技术已成功地用于育种实践,细胞培养加压选择与理化诱变,体细胞远缘杂交育种也已进入应用阶段.分子生物学技术已开始应用于遗传育种研究和性状鉴定选择.开展了烟草转基因品种安全性评价及检测方法研究,取得了阶段性成果.
4. 育繁推一体化已具雏形.国家烟草专卖局相继成立了中国烟草育种研究(南方)中心,中国烟草遗传育种研究(北方)中心和中国烟草东北,东南,中南,西南农业试验站及中国烟草白肋烟试验站,国家烟草栽培生理生化研究基地,形成了较为完善的烟草育种科研协作网络和品种区试网络;成立了中烟种子有限责任公司,建立了原种与良种繁殖基地,实行统一繁种,供种,初步形成了烟草种子的育,繁,推体系.
我国烟草育种工作虽然取得了明显的成绩,但与中国烟叶生产可持续发展的要求相比还有较大的差距.主要表现在:
1. 基础研究有待进一步深入.一是烟草种质资源研究的系统性不够,对一些重要性状(如抗病性,品质等)遗传规律的研究鉴定尚不够全面和系统.二是新品种选育的理论和技术缺乏深入的探讨.三是在烟草的基因图谱,功能基因定位,基因工程辅助育种等方面的研究尚未涉入.
2. 育成品种尚未取得根本性突破.一是国内育成品种的品质性状尚不能很好地适应中式卷烟发展对原料的需求;二是地方特色品种较少,现有地方特色品种综合性状有待进一步改良;三是品种的抗病性和适应性不强,在抗病毒病,青枯病等主要病害方面亟待加强.
3. 育种科技队伍建设需要进一步加强.一是育种工作周期长,见效慢,工作艰苦,长期从事育种的一线人员待遇不高,缺乏激励机制,不能很好地调动育种科技人员的积极性,影响了队伍的稳定.二是高层次人才相对不足.三是育种研究力量分散,人才交流,协作不够,人力资源需要进一步整合.
4. 工农合作有待进一步加强.一是育种科研人员与卷烟配方人员尚未建立工农紧密合作的机制.二是卷烟工业在原料的选择上多注重烟叶产地而对品种重视不够,对品种缺乏明确的定性要求.
另外,在烟草品种审定制度,育繁推体系建设,良种良法配套技术研究等方面还需要进一步完善和加强.
二,指导思想
以适应中式卷烟发展方向和中国烟叶生产可持续发展的工作要求为目标,体现以自主创新为主,引进,合作,改良相结合的原则,坚持"国内外相结合,行业内外相结合,基础研究与应用研究相结合,科研与人才培养相结合"的工作原则,坚持"以常规育种为主,高新技术育种为辅,以国内育种为主,引种为辅,以应用开发研究为主,基础研究为辅,以烤烟为主,晾晒烟为辅"的"四为主,四为辅"的育种工作要求,创新体制,整合资源,尽快形成拥有自主知识产权的烟草育种核心技术,构建全国烟草育种工作技术平台和支撑体系,为中式卷烟发展和烟叶生产可持续发展提供优良的品种.
三,工作目标
将烟草育种作为烟草行业科技进步的一项战略性工程来抓,通过10年左右时间达到"夯实育种基础,培育一批品种,完善三个体系,培养一支队伍"的目标.
1. 夯实育种基础.建立全国烟草品种选育和种质资源的共享平台,提高育种选择效率,加快烟草品种改良进程.构建覆盖90%以上的烟草基因工作框架图,构建高密度遗传图谱和物理图谱;对烟草重要性状进行基因定位,克隆一批具有自主知识产权的功能基因.
2. 培育一批品种.用5年时间选育,改良5个左右在高香气,低危害,抗病性等性状方面特别突出的品种;用10年左右的时间,培育一批突破性烟草新品种,全面提高我国烟草育种整体水平.同时,选育一批具有鲜明地方特色的烟草品种,丰富中式卷烟原料基础,满足卷烟配方对烟叶品质的特定需求.
3. 完善三个体系.加强烟草育种科研协作网络建设,充分发挥中国烟草遗传育种研究(北方)中心,中国烟草育种研究(南方)中心以及区域性烟草农业试验站的作用,完善育种科研体系;加强良种繁殖基地建设,充分发挥中烟种子公司的作用,完善良种繁殖体系;加强品种区试网络建设,充分发挥科技示范基地和标准化示范县的作用,完善品种推广体系.
4. 培养一支队伍.加强技术培训和人才引进,采用国内外招聘和科研合作等形式,培养优秀育种技术人才.建立一支业务精通,经验丰富,作风扎实的育种研究和技术推广人才队伍.并通过中国烟草基因组计划为烟草行业培养10名以上能掌握基因组研究的高级技术人才,力争到"十一五"期末在全国建立150人左右的烟草育种科研队伍,其中研究员20人左右,副研究员60人左右,形成梯次合理的中国烟草育种核心骨干队伍.
四,主攻任务
(一)基础研究
1. 烟草种质资源评价利用与种质创新研究.一是种质保存系统.进行烟草种质资源的系统考察,收集整理与编目保存;进行资源保存状况监测与评价;进行种子繁殖更新及资源库维护.二是鉴定评价系统.以烟草核心种质为基础,加强重要性状(如品质,优异性状,主要病害抗性等)的系统鉴定及遗传机理和基因定位研究,完善烟草核心种质库.三是种质创新系统.采用物理化学诱变,生物技术有性杂交技术等手段,创造变异,筛选符合目标的创新种质;重点加强分子标记辅助选择研究,提高种质创新效率与准确性.四是资源共享系统.建立烟草种质总数据库,核心种质数据库等数据库,建立烟草种质资源共享平台.
2. 性状遗传与发育规律研究.加快现代生物技术与常规育种手段相结合的应用,丰富普通烟草的抗性基因和特定品质基因;研究烟草重要农艺性状,品质特征,抗性能力等性状的遗传特征,从基因水平上进行品种改良;进行原生质体无性系变异机理,体细胞杂种后代遗传规律等细胞工程育种基础研究;进行抗性,品质等重要性状的遗传规律研究;研究烟草细胞质雄性不育的分子机理,探讨杂种优势形成的生物学基础等.
3. 烟草基因组计划.一是基因测序和图谱构建.获取可覆盖80%以上烟草基因组的全部基因,建立基因表达框架图谱和数据库.分析和鉴定烟草品质,抗性等重要功能基因,克隆获得相应的全长基因,建立遗传连锁图.二是基因组工作框架图构建.构建覆盖90%以上的烟草基因工作框架图,构建高密度遗传图谱和物理图谱.对烟草重要性状进行基因定位,克隆具有自主知识产权的功能基因,为烟草育种等科技工作提供技术支撑.
(二)品种选育
1. 高香气,低危害新品种选育.生物技术和常规技术相结合,利用种质资源和基因图谱分析研究取得的成果,优化育种程序,提高育种效率.选育,改良5个左右具有较高价值的品种,新品种在高香气,低危害性状方面特别突出,其他性状优于目前推广品种.培育一批适应中式卷烟需求的优质烟草品种,新品种在高香气,低危害方面取得重大突破.
2. 抗病毒病优质新品种的选育.利用常规育种与生物技术等手段,针对不同产区病毒病害类型实现对PVY(马铃薯Y病毒),CMV(黄瓜花叶病毒)和TMV(烟草普通花叶病毒)等病毒病单抗或兼抗的突破,育成抗性达到中抗以上的抗病毒病新品种2—3个.新品种品质达到或优于生产主栽品种.新品种抗一种或多种烟草病毒病害,抗性达到中抗以上,同时抗一种以上根茎病害或叶部病害.
3. 抗逆(抗寒,抗旱)优质新品种选育.结合我国不同烟叶产区,不同气候条件的特点开展培育抗寒,抗旱和优质的烤烟新品种选育,选育出2—3个优质抗寒或抗旱烤烟新品种在我国烟区推广种植,对寒,旱的适应能力接近或超过对照品种,内在化学成分协调,品质达到优质烟叶要求,产量在烤烟适产范围内.
4. 优质丰产新品种选育.结合烟区生态条件,选育品质相当或优于目前对照品种K326,NC89,产量超过对照品种10%以上,具良好经济效益的新品种.
5. 地方特色品种的选育.结合烟区生态条件,充分发挥中国烟叶生产地区生态环境差异大的优势,培育一批具有鲜明地方特色的新品种.加强对现有特色品种的改良,在突出地方特色品种风格的基础上,提高综合性状.
6. 烟草雄性不育和杂种优势利用.利用烟草雄性不育系选育一代杂交种,更好地发挥杂种优势作用;将推广和选育品种逐步培育成雄性不育品种,保护品种的知识产权.
7. 品种引进与驯化.广泛开展国际合作,积极引进国外新品种,并进行试验,示范,完善配套技术.
(三)良种推广
充分利用品种区试网络和优质烟叶生产科技示范基地,加强良种良法配套技术研究,加快烟草新品种的推广应用步伐.加强烟草种子加工,贮藏,催芽包衣等方面的研究,做好烟草品种区划的研究和应用,搞好品种种植区划布局,以满足不同生态条件对品种的要求.
五,实施计划
(一)夯实基础阶段(2005—2008年)
开展相关基础研究和新品种选育,初步建立烟草种质资源共享平台,完善烟草育种科研网络,实施中国烟草基因组计划,组建国家烟草基因研究基地,建立开放性的烟草育种重点实验室.
(二)深化提高阶段(2009—2010年)
深化基础研究和新品种选育,选育,改良5个左右在高香气,低危害,抗病性等性状特别突出的品种,进行地方特色品种选育.建立完善烟草种子育繁推体系和烟草种质资源共享平台.
(三)实现突破阶段(2011—2015年)
培育一批突破性烟草新品种,全面提高我国烟草育种整体水平.选育一批具有鲜明地方特色的烟草品种,满足中式卷烟对原料多样性,个性化的需要.
六,措施及要求
(一)加强组织领导
1. 成立战略工程领导小组.领导小组由国家烟草专卖局长任组长,分管科技,人劳,财务,烟叶的副局长任副组长,机关科教司,人劳司,财务司和中国烟叶公司等相关部门领导任小组成员.
2. 战略工程领导小组下设战略工程办公室.由国家局相关职能部门人员组成,负责组织协调和日常工作.
(二)实行项目制管理
1. 加强育种工程管理.烟草育种基础研究和品种选育工作以科研项目的形式管理;种质资源共享平台的建立以科技专项的形式管理;中国烟草基因组计划由国家烟草基因研究基地组织实施和管理.
2. 采取项目负责制,实施项目带动战略.育种工程重大科研项目采取公开招标,招聘,评审等方式确定承担单位和项目负责人.项目负责人决定项目组科研人员的组成,制订和落实项目工作方案和年度计划,负责科研经费的使用.项目承担单位为项目实施创造有利条件.
(三)建立科学有效的激励机制
1. 强化激励机制.
建立后补助制度.对具有一定应用面积和较好社会效益的品种予以后补助.
强化奖励力度.对通过省级或国家级审定的品种,视推广面积大小授予国家烟草专卖局科技进步奖的相应奖励等级.
保障育种人员收入.保障科研人员基本收入,重奖在烟草育种方面有突出贡献的科研人员.
2. 建立烟草品种保护制度.
制定《烟草新品种保护管理办法》,明确新品种权的内容,归属和转让政策,建立烟草新品种的奖励措施,切实保护烟草新品种育成单位和个人的权益.
(四)推行烟草新品种两级审定制度
全国推广的品种实行一级审定制度,由全国品种审定委员会负责审定.
部分主产烟叶省(云南,贵州,福建,山东)实行二级审定,由全国烟草品种审定委员会7名左右委员及本省5名左右从事烟草品种工作的专业人员组成的省级审定专业组负责省级品种审定.
(五)加大对烟草育种工程的经费投入
1. 拓宽投资渠道.对育种工程给予充分的经费保障,加大国家烟草专卖局的经费投入,鼓励省市各级公司和重点卷烟企业的经费投入.
2. 加大种子产业化对上游研发的支持力度.采取适当提高种子价格,种子公司买断品种使用权和实行品种推广后补助等一系列政策,反哺育种单位,加大对上游研发的支持力度.
(六)整合科技资源
1. 整合人力资源.
中国烟草遗传育种研究(北方)中心牵头组织种质资源平台建设工作,中国烟草育种研究(南方)中心,有关试验站及科研单位全面参与;烟草基因组计划实行首席科学家负责制,国家烟草基因研究基地主任作为基因组计划首席科学家,负责基因组计划的实施,首席科学家从国内外,行业内外公开招聘.
坚持"优势互补,利益共享"的原则,引导行业内外多学科,多部门科技力量积极开展协作研究.通过建立开放性的重点实验室,相互兼职,培训等形式,加强合作交流,联合攻关.
与津巴布韦,美国,巴西等国家建立烟草育种科研交流和协作关系,鼓励国内外育种专家以客座研究,访问学者,合作研究等形式从事烟草育种科研工作.
2. 整合种质资源.
建立种质资源共享平台.行业内收集的资源实行"统一保存,统一管理,统一更新"的方式,行业外收集的资源实行"自愿加入,共建共享"的方式,建立隶属于国家烟草专卖局的中国烟草种质资源库.
建立种质资源交换机制.加强与国外相关单位种质资源创新的合作研究,进行二,三类种质资源和亲本的交换,拓宽选择亲本的遗传背景.
3. 整合技术资源.
加强烟草育种科研网络的建设.重点支持中国烟草遗传育种研究(北方)中心,中国烟草育种研究(南方)中心,中国烟草白肋烟试验站和中国烟草东北,东南,西南,中南试验站的建设,完善以两个中心为龙头的烟草育种科研协作网络.在全国建立东北,黄淮,西南,东南四大烟区的品种区试网络,并建立分片区的品种区域试验和品种鉴定评价网络.
建立国家烟草基因研究基地.基地开展以功能基因的定位,克隆,遗传转化和利用为主要内容的烟草功能基因研究;开展以现代分子生物学技术为主要手段的烟草新品种育种研究;开展以基因克隆与表达,高附加值产品的生产开发为主要目标的烟草应用生物工程与烟草综合利用研究.基地坚持"联合,竞争,开放,交流"的原则,实行主任负责制,学术委员会评议制,科技人员招聘制.全面负责基因组计划的监督管理,承担烟草生物技术相关研究工作,组织全行业烟草育种联合攻关.
建立开放性的烟草育种重点实验室.加强烟草育种应用基础研究基地的建设,坚持"突出行业需求,实行横向联合;拓宽研究领域,进行分工协作"的指导思想和"开放,流动,竞争,规范"的工作原则,充分发挥和利用现有烟草遗传育种基础条件,种质资源和人才资源优势,组建开放性的烟草育种重点实验室,为提高烟草行业持续创新能力,稳定研究队伍,培养和吸引国内外优秀的学科带头人提供强有力的支撑.
烤烟
烤烟亦称火管烤烟，源于美国的弗吉尼亚州，具有特殊的形态特征，因而也被称为弗吉尼亚型。烤烟的主要特征是植株高大，叶片分布较疏而均匀。一般株高120～150cm，单株着叶20～30片，叶片厚,苤适中，中部的质量最佳。栽培上不宜施用过多的氮素肥料。叶片自下而上成熟，分次采收。最初的调制方法也是晾晒，后来（1869年）改用火管烘烤,目前是在烤房内调制，烤后呈金**。其化学成分的特点是含糖量较高，蛋白质含量较低，烟碱含量中等。烤烟是我国也是世界上栽培面积最大的烟草类型，是卷烟工业的主要原料，也被供作斗烟。
晒烟
晒烟的烟叶利用阳光调制，主要有晒红烟与晒黄烟。一般晒黄烟外观特征和所含化学成分与烤烟相近，而晒红烟则同烤烟差别较大。晒红烟的叶片一般较少，叶肉较厚，分次采收或一次采收，晒制后多呈深褐色或褐色，以上部叶片质量最好。烟叶一般含糖量较低，蛋白质和烟碱含量较高，烟味浓，劲头大。晒烟主要用于斗烟、水烟和卷烟，也作为雪茄芯叶、束叶和鼻烟、嚼烟的原料。此外，有些晒烟还可以加工成杀虫剂。
晒黄烟
晒黄烟按叶色深浅分为淡色晒黄烟和深色晒黄烟。调制方法有半晒半烤、折晒和架晒三种。总的来说，晒黄烟与烤烟比较接近，尤其是淡色晒黄烟，无论在外形、化学成分以及烟气、吃味等均与烤烟近似。深色晒黄烟是介于淡色晒黄烟与晒红烟之间的类型，与淡色晒黄烟比较，叶色较深，含氮物较多，含糖量较低，这些差异，除品种因素外，主要是因栽培条件和调制方法不同而产生的。
晒红烟（国外称深色晒烟）
是指晒制后呈红褐色的烟叶。这种晒红烟又可以细分为老红、次红和黑褐色几种。晒红烟是制造混合型卷烟、旱烟丝和斗烟丝的原料，质量好的晒红烟还是制造雪茄烟芯叶和内包皮的原料。
打晒烟
是指调制时先将烟叶堆积捂黄，然后再晒制成的烟叶。可作为旱烟原料，极为名贵。
晾烟
晾烟有浅色晾烟（白肋、马里兰）和深色晾烟之别，都是在阴凉通风场所晾制而成。而其中的白肋烟、马里兰烟和雪茄包叶烟因别具一格，均已自成一类。但在我国，除将白肋烟单独作为一个烟草类型外，其余所有的晾制烟草，包括雪茄包叶烟、马里兰烟和其他传统晾烟，均归属于晾烟类型。
雪茄包叶烟
雪茄包叶烟通常采用遮荫栽培，叶片宽。中下部烟叶晾制后薄而轻，叶脉细，质地细致，弹性强，颜色为均匀一致的灰褐或褐色，燃烧性好，可作为雪茄包叶的原料。
马里兰烟是淡色晾烟
具有抗性强，适应性广，以及叶片较大较薄等特点，并阴燃性好，吃味芳香，因而使它与其他类型烟叶混合时，能够改进卷烟的阴燃性，又不扰乱香气和吃味。马里兰烟的焦油、烟碱含量均比烤和白肋烟低，而且填充性能较强。所以，在混合型卷烟中，由于它的加入，不但可以降低香料烟的比例，而且可以保持烤烟与白肋烟的比例。
传统晾烟
我国的传统晾烟面积较少，广西武鸣和云南永胜等地有少量生产。武鸣晾烟的栽培方法与晒红烟基本相同，但调制方法是将整株烟挂在阴凉通风的场所，待烟叶晾干后再进行堆积和加工发酵。调制后的烟叶呈黑褐色，油分足，弹性强，吸味丰满，燃烧性能好。
白肋烟
白肋烟是马里兰深色晒烟品种的一个突变种。1864年美国俄亥俄州布朗县的一个农场在马里兰阔叶烟苗床初次发现了奶**的突变烟株，后经专门种植证明具有特殊使用价值，因而发展成为烟草的一个新类型。现已成为混合型卷烟的重要原料。白肋烟的茎和叶脉呈乳白色，这与其它烟草截然不同。其栽培方法近似烤烟，但要求中下部叶片大而薄，适宜在较肥沃的土壤上种植，对氮素营养要求较高。白肋烟生产较快，成熟集中，分次采收或整株采收。调制方法是挂在晾棚或晾房内晾干。白肋烟的烟碱和总氮含量比烤烟高，含糖量较低，叶片较薄，弹性强，填充力高，阴燃保火力强，并有良好的吸收能力，容易吸收卷制时的加料。
香料烟
香料烟又称土耳其型烟或东方型烟。这一类型烟草的特点是株型和叶片小，芳香、吃味好，容易燃烧及填充力强。它是晒烟香型和混合型的重要原料，斗烟丝中也多掺用。香料烟的芳香主要来自它的腺毛分泌物或渗出物，其芳香与土壤、气候及栽培措施关系十分密切，适宜在含有机质少、肥力不高、土层薄的山坡砂土地上栽种。生产上要求香料烟的叶片小而厚，因此种植密度大，施肥量一般较小，特别要控制氮肥，适当施用磷、钾肥，不打顶。烟叶品质以顶叶最好，自下而上分次采收。调制方法是先晾至凋萎变黄而后进行曝晒。烟碱含量较低，其他化学成分介于烤烟与晒红烟之间。
黄花烟
共同花烟与上述几种类型烟草的根本区别是在植物分类学上属于不同的种，生物学性状差异很大。一般株高50～100cm，着叶10～15片，叶片较小，卵圆形或心脏形，有叶柄；花色绿黄，种子也很大；生育期较短，耐寒，多被种植在高纬度、高海拔和无霜期短的地区。一般黄花烟的总烟碱、总氮及蛋白质含量均较高，而糖分含量较低，烟味浓烈。
熏烟
也称为明火烤烟，是美洲古老调制烟叶的方法之一。其方法是直接在房内生煤火或柴火，烟叶挂在烤房内直接与火接触，所以叫熏烟。烟叶直接接触烟气，调制后颜色深暗，有一种浓郁的杂酚油等特殊香味，在卷烟时作为配合原料之一，制作嚼烟和鼻烟以及雪茄烟时也有配合应用的。熏烟的品种一般用深色晾烟品种，有时也用烤烟品种，栽培时适宜较粘重的土壤，行、株距较大而打顶较低，留叶12～16片，其化学成分是氮物质较高，尤其是烟碱，而含糖量低。
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