综述：全球木薯种质资源：产业与技术发展

本文系统综述了全球主要木薯产区（非洲、东南亚、南美和中国）的产业发展现状与种质资源开发策略，重点探讨了传统育种与现代分子技术（如CRISPR/Cas9、RNAi和转基因）在提升木薯抗病性（如CMD和CBSD）、环境适应性（抗旱、耐盐碱）及品质性状（高淀粉、低氰苷）中的应用，为区域化育种方向提供科学依据。

　　

全球木薯种质资源开发与产业联动分析

1 引言

木薯与马铃薯、甘薯并称为“世界三大薯类作物”，原产于南美洲，16世纪传入非洲后广泛种植于热带及部分亚热带地区。其淀粉含量超过干物质重量的85%，是全球近10亿人口的主粮，也是乙醇、淀粉和饲料工业的重要原料。然而，各主产区在自然环境、产业背景和技术资源上的差异，导致木薯种质资源的开发利用呈现显著地域特征。

2 主要产区产业发展与挑战

非洲是全球最大木薯产区，2023年产量占全球63.86%，但单位面积产量最低（约8吨/公顷）。当地以传统食用为主，加工技术薄弱，且面临木薯花叶病（CMD）和褐条病（CBSD）的严重威胁，可导致减产50%-80%。

东南亚以泰国为代表，单位面积产量全球最高（21吨/公顷），是全球木薯淀粉和干片主要出口地，但产业附加值较低，且受干旱和病害扩散影响。

南美洲（以巴西为主）产量逐年下降，主要因消费转向加工食品，且小型农场难以实现机械化。当地重点开发食用品种，如富含β-胡萝卜素的Amarelinha do Amapá。

中国产量虽仅占亚洲5.54%，但通过与国际机构（如CIAT）合作建立了国家种质资源库，保存了全球80%的木薯种质，近年来聚焦高淀粉、耐寒耐盐碱品种选育，以支持“大食物观”战略。

3 种质资源开发策略与技术应用

传统育种（选择育种、杂交育种和突变育种）仍是主流方式，但现代分子技术正成为突破方向：

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  非洲通过RNAi技术提升CMD/CBSD抗性，并利用辐射诱变选育抗虫品种（如乌干达的Mkumba）；

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  东南亚通过基因型评价筛选高淀粉、耐储运品种，泰国近年推广有机种植适应性品种；

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  南美洲侧重食用品质改良，巴西通过基因组重测序培育低氰苷、高类胡萝卜素品种；

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  中国利用CRISPR/Cas9编辑MeSTP7/MeSTP15基因获得抗花叶病株系，并研究MeSAP13、MeUGT41等基因调控细菌性萎蔫病抗性机制。

种质资源保存方面，全球约1.3万份种质主要保存在CIAT、IITA、Embrapa和CATAS等机构。CIAT拥有全球最大的种质库（5577份栽培种+386野生种），中国国家种质库则覆盖3000余份资源。

4 产业需求驱动育种方向

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  抗病性成为核心性状：气候变暖加剧虫媒传播，CMD/CBSD风险全球化。转基因品种（如肯尼亚的4046株系）和天然抗性种质的挖掘成为重点；

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  精准育种提升效率：高通量测序和基因编辑技术显著缩短育种周期，中国、尼日利亚等国已建立基因组数据库支持分子设计育种；

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  区域化目标鲜明：非洲侧重营养强化（高β-胡萝卜素）和抗逆性，东南亚追求高淀粉与机械化适配性，南美洲聚焦食用品质，中国则兼顾北扩种植的耐寒性与加工需求。

5 发展建议

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  非洲应加强高淀粉、抗病品种选育，支撑粮食安全与加工产业；

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  东南亚需优化机械化采收品种并开发耐储运性状；

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  南美洲可挖掘饲用潜力，培育高蛋白品种适配畜牧业；

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  中国需统筹高淀粉工业品种与鲜食优质品种，并通过“一带一路”合作推动技术输出。

国际组织（如CIAT、IITA）在种质资源共享和技术转移中发挥关键作用，未来跨区域合作将加速抗病育种和气候适应性研究进程。