劍麻是熱帶地區一種重要的纖維作物，廣泛用于制造船用纜繩、鋼索芯材、高級地毯和拋光輪等產品。同時，劍麻已被列為國家戰略物資，其產量和品質不僅關乎社會經濟的發展，還與國防建設緊密相連。
目前，病害是制約劍麻產業發展的重要因素之一。因此，培育高產抗病劍麻新品種，對于提升劍麻產量、保障劍麻產業的良性發展具有重要意義。
我國劍麻育種技術歷經70余年更替與發展，現已進入設計育種初步階段，育種效率提升工作初現成效。
劍麻生產基地
劍麻原產地為墨西哥，20世紀50～60年代被我國引進種植。20世紀50年代我國主要種植品種為番麻，產量低、纖維質量差，單產只有225-300 kg/hm2；60年代改種普通劍麻，產量和質量有所提高，單產達到450-750 kg/hm2，但冬季易造成生理性葉斑病，一定程度上限制了劍麻的生產。同一時期，我國開始推廣“龍舌蘭雜種11648”（簡稱“H.11648”）劍麻，其產量成倍增加，單產達到4500 kg/hm2，為世界平均水平的4倍，并迅速成為我國的主栽品種。
H.11648劍麻育種基地
雖然H.11648具有高產特性，卻易發生斑馬紋病、莖腐病和紫色卷葉病，其中紫色卷葉病的爆發和流行導致劍麻產量下降，經濟效益降低，已造成我國劍麻種植面積大幅縮減。
斑馬紋病
紫色卷葉病
為解決這些問題，農業科技人員積極使用雜交育種、輻射誘變和突變選育技術等方法，培育了速生快長、產量高、抗斑馬紋病和莖腐病的東16、東368、東27、東74、東109等品種；培育了具有較高產量和抗斑馬紋病的76416、粵西114、熱麻1號劍麻、南亞2號等品種。
粵西114號劍麻
熱麻1號劍麻
然而，由于劍麻為多年生單次開花植物，開花時間普遍在10～30年，上述常規育種存在周期漫長、基因型純合速度緩慢、雜交效率低和性狀改良精準性差等缺點。
近年來，單倍體育種、分子標記輔助育種和轉基因育種等生物技術流行，已先后用于劍麻品種改良上，極大豐富了劍麻育種技術手段。
通過單倍誘導技術縮短劍麻育種周期
劍麻單倍體育種是利用組織培養技術進行花藥培養或小孢子培養，誘導雄配子發育成單倍體植株。單倍體植株經過染色體加倍獲得純合穩定、正常結實的二倍體植株，通過性狀鑒定獲得劍麻新品種，可將劍麻新品種培育由傳統的10-20年縮短為8-10年，加快育種進程。
通過單倍體誘導技術不僅能對優良親本進行培養，獲得純合的親本，也可利用該技術對優良親本雜交后代進行培養，獲得聚合雙親優良性狀且能穩定遺傳的雜交后代。
目前中國熱帶農業科學院南亞熱帶作物研究所（簡稱“南亞所”）劍麻研究團隊實現了對H.11648和弧葉龍舌蘭的單倍體誘導培養。
劍麻花藥誘導單倍體
借助分子標記技術提高劍麻育種選擇的準確性
在劍麻育種過程中，對于產量和不具有發病條件下的抗病性等需要進行生化分析鑒定或誘發病害鑒定。
劍麻童期長，一些性狀無法在童期檢測，選取優良性狀的劍麻品種就像開盲盒，增加了后續育種時間成本和工作量。為了提高育種效率，南亞所劍麻研究團隊采用了分子標記輔助育種技術。
分子標記輔助育種是針對控制目標性狀的基因，開發出一段與目標性狀緊密連鎖的DNA標記，只要在所選擇的植株中能檢測到目標DNA序列，就意味著控制目標性狀基因的存在，提高了選擇的精準性。目前應用比較多的是InDel、SSR和SNP等標記。
南亞所劍麻研究團隊當前已開發了與斑馬紋病抗性、紫色卷葉病抗性、纖維含量等抗性基因高度連鎖的分子標記，極大提高了育種效率和育種精確性，并且開發了用來鑒定雜交后代和制定種質資源的指紋圖譜的分子標記，規范了劍麻種質資源收集和評價。
利用轉基因技術定向改良劍麻
由于劍麻基因組中重復序列占比高達近80%，雜交育種中有效基因的交流效率低、雜交后代基數大，培育工作繁重，誘變育種的變異方向不可控、致死率高等問題突出。因此，有針對性的將控制優良性狀（如抗病、高產、優質、抗逆等）的基因通過轉基因育種技術轉入劍麻，可顯著提高育種效率。
通過構建雜交群體、繪制遺傳圖譜和QTL等技術，南亞所劍麻研究團隊對劍麻的纖維產量、斑馬紋病抗性、紫色卷葉病抗性等相關性狀進行了定位，目前正在對候選基因的功能進行系統鑒定，功能明確的基因將被應用于劍麻轉基因育種。
在劍麻育種工作中，不同育種技術的有機結合，解決了許多育種難題。我們相信，隨著新的生物育種技術不斷發展，我們可充分利用生物育種技術精準、高效和智能等特性，推動劍麻產業提質增效，為打贏種業攻堅戰作出積極貢獻。
責任編輯：熱作發展處
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