国内外蔬菜育种及良种产业化发展动态.pdf

国内外蔬菜育种及良种产业化发展动态 一、国外蔬菜育种及良种产业化动态 1美国 1 育种机构及分工 美国是一个蔬菜生产大国,全国蔬菜收获面积约136万公顷,其蔬菜科学研究也十分发达,有不少在蔬菜品种改良方面作出重大成就的大学、农业科研机构及种子公司;这些机构虽然都从事品种改良,但分工比较明确;农业部所属的科研所及大学理学院中的生物系主要从事基础理论研究;大学的农学院及各州立实验站主要从事应用基础理论研究以及育种材料、方法的研究;私营种子公司以新品种选育为主;但这种分工也不是绝对的;如康乃尔大学、威斯康辛大学农学院以及加州大学戴维斯分校,虽主要从事基础性研究、育种材料创新,但在新品种选育方面也取得不少成就;而圣尼斯蔬菜种子公司在分子生物学研究方面的成绩也是很突出的;国家的研究机构、大学或私营公司,都与生产实践有紧密的联系;实验室的很多研究课题与应用有关;实验室的研究成果要拿到实验农场进行检验;大学及科研机构约 40-50研究课题及经费是来自企业的委托研究;大学教师与科研单位、技术推广部门的关系相当密切;一些有名的教授在州立试验站及大学相互兼职;试验站每年召开与有关生产部门的联席会议,讨论本年度的工作;农业大学的教师,除教学、科研外,有一部分教师作为推广教授直接从事技术推广工作;2 育种目标 美国主要蔬菜作物有番茄、黄瓜、辣椒、甘蓝、青花菜、洋葱、胡萝卜、菜豆、豌豆、生菜、石刁柏、甜玉米等;育种总体目标是“高产、低投入、高产出”,与我国的“两高一优”即“高产、高效、优质”基本相似;在每种蔬菜作物品种改良的具体目标十分重视抗逆性和高品质育种;抗逆性包括抗多种病害,抗虫及耐低温、高湿、于旱、盐碱、水涝、弱光等;美国蔬莱要求抗病育种非常突出,许多蔬菜都要求抗 3-4 种以上病害,例如：番茄、辣椒等茄科蔬菜抗枯萎、黄萎、疫病、叶霉、青枯病、根结线虫以及抗病毒病 TMV、CMV、TEV、PMV;黄瓜、甜瓜等葫芦科蔬菜要求抗枯萎、白粉、霜霉、炭疽、黑星、角斑病以及 CMV 等;甘蓝要求抗黑腐、霜霉、根肿病以及抗 TuMV、CMV;菜豆要求抗锈病、根腐病,BCMV 等;在品质育种方面,除了重视一般的商品品质外,还重视营养品质和加工品质;注意选育适于加工的专用品种;为了便于远距离运输及降低生产成本,还特别重视培育耐贮运的品种和适于机械化收获的品种;3 主要育种途径和育种技术 常规育种仍是美国目前主要农作物应用最广泛和最有效的育种途径;主要蔬菜作物的新品种 80以上为一代杂种;很多科技人员仍依靠传统的接种鉴定方法,由遗传资源中鉴定筛选优异的基因,再用杂交、回交的方法,筛选优良的自交系作为杂交的亲本材料;在纽约州用常规的方法已获得可抗 CMV 的甜瓜、可抗 6 种病毒的葫芦;目前,美国在农作物品种改良中特别重视生物技术的应用;大体包括转基因分子标记、组织培养、细胞融合等;同时,研究的性状已由过去的质量性状向数量性状延伸;转基因技术已在培养抗病、抗虫、耐贮蔬菜作物新品种中得到应用;美国 Calgene 公司推出的转基因植物有番茄、马铃薯、南瓜、黄瓜、甜瓜、甜椒、茄子、甘蓝等;绘制主要农作物的基因图谱水稻、小麦、玉米、大麦、高粱、马铃薯、番茄、辣椒等作物普遍受到重视;在遗传资源中,特别在野生种中发现有利基因并利用分子标识技术及转基因技术将它们应用到农作物中去的研究已取得较好的成就;很多从事常规育种和分子生物学研究的专家认为：常规育种永远不会消失;常规育种的一个最重要的环节是选择,包括在亲本选育和杂交后代的自交系选择,将分子标识技术与常规育种相结合,将使选择变得更准确、更快速、更廉价有效;2俄罗斯 1 育种机构 国家及各地区的农业科研单位主要负责蔬菜遗传资源的研究和品种改良工作,农业大学也从事部分育种技术、育种材料的研究;种子公司主要负责种子的繁殖和推广;俄罗斯农科院有两个下属的国家级蔬菜研究所;一个为全俄蔬菜育种与良种繁育研究所,1920 年成立,全所现有科技人员 120 人,主要从事蔬菜育种材料、育种方法及育种相关的应用基础研究;包括生物技术研究,也直接培育蔬菜新品种;研究的蔬菜作物包括茄科、十字花科、瓜类、根菜类以及豆类、葱蒜类等蔬菜作物约 30 种;另一个为全俄蔬菜作物科学研究所,1930 年建立,现有科技人员 200人,主要从事蔬菜栽培技术与蔬菜机械化研究开发;有一个遗传育种研究室直接从事甘蓝、胡萝卜、黄瓜、番茄、甜椒作物的新品种选育;位于圣彼得堡市的全俄瓦维洛夫植物栽培研究所基因资源中心负责收集世界各地农作物遗传资源;1990 年就已收集保持蔬菜遗传资源 4 万份,现已达 5 万份;2 育种目标 俄罗斯的主要蔬菜作物包括甘蓝、胡萝卜、甜椒、黄瓜、番茄、马铃薯、洋葱、西葫芦、西瓜、南瓜、菜豆等;总体的育种目标仍把高产列为第一位;同时也注意优质抗病及耐贮运,各种蔬菜的育种目标除丰产外,还有不同的具体要求：结球甘蓝：要求抗黑腐及根肿病,叶球厚实,不宜裂球,耐贮运,贮藏期间干烧心,软腐及点状坏死病等;番茄：露地番茄要求早熟、抗晚疫、斑枯和叶斑病、TMV 和耐高温；保护地番茄要求抗斑枯、枯萎、叶霉等耐低温弱光品种,且易单性结实,耐贮运;黄瓜：露地黄瓜要求抗霜霉、白粉、角斑病以及适于机械化收获；保护地黄瓜要求抗黑星、枯萎、蔓枯、白粉、霜霉病等,且可单性结实;洋葱：要求黄色或红色,扁圆或高圆球、抗病,耐低温和耐贮藏;菜豆：要求纤维少,品质好;豌豆：要求蛋白质及糖分含量高,适于加工;3 主要育种途径 俄罗斯蔬菜育种目前仍主要为常规育种技术,而且利用杂种优势比较晚;80年代以前,番茄、甘蓝等主要蔬菜作物主要为常规品种,一代杂种比较少,80 年代以来才逐步注意研究利用一代杂种,在胡萝卜、洋葱、甜椒等作物雄性不育系选育方面有较好的成就;目前生产上有不少优良的番茄、甘蓝、胡萝卜一代杂种,其中也有一些是由荷兰、美国、日本、引进的一代杂种;生物技术研究比较晚,但花药培养研究成绩比较突出,番茄、黄瓜、胡萝卜等作物的基因工程,分子标记研究也已着手进行;3日本 1 育种机构及分工 在日本,大田作物、牧草、果树及营养繁殖蔬菜作物的种苗由国家或地方公立机构负责其育种、繁殖及推广;园艺作物中的蔬菜、花卉种苗几乎都由民间公司负责育种、繁育与推广,国立野菜菜叶实验场及地方的公立农业科研机构和部分大学园艺系则主要进行基础性研究,遗传资源的保存或中间亲本材料的选育;浓井、板田等世界上着名的大型种苗公司在培育实用品种的同时,也开展一些中间亲本选育及基础性工作;2 育种目标 蔬菜育种目标标是抗病、优质、高产稳产、多样化和周年供应等;几种主要蔬菜作物的具体育种目标如下：番茄：要求抗枯萎病、病毒病、青枯病等;品质方面除糖度、碳酸比外,还要求硬度好、心室小、色泽鲜艳等;温室品种要求可耐 8-9的低温,并单性结实好;番茄品种“桃太郎”就具有果实性状好、硬度高、糖度高并且对线虫、枯萎、TMV、青枯病有较强的抗性;黄瓜：要求抗枯萎病、蔓枯病、CMV、白粉病、霜霉病及根结线虫病等;设施栽培用种主要是要求耐低温晚上 1112和耐高温性强、耐弱无约 3 万 Lx;品质方面要求果实长度 20 多厘米,粗 23 厘米,瓜条直,瓜把短,深绿色,表面无蜡质等;白菜：要求抗根肿病、软腐病、病毒病;品质方面要求纤维少、包心紧实,球形好;有些品种要求叶球内部颜色为桔红色,晚抽薹等;甘蓝：要求抗黄萎病、根肿病、黑腐病、病毒病等;品质方面要求质地柔软、球形扁圆式圆球,单球千克左右,中心柱短、结实紧、节间短等;青花菜：要求抗黑腐病,品质方面要求花球紧实,花茎短;甜椒：要求抗 TMV 和疫病,品质方面要求果肉薄,长灯笼形,单果重 30 克左右;3 育种途径 对于实用品种的育种,主要手段还是常规育种的方法,同时也利用生物技术培育有特殊性状的材料和新品种;日本是研究和普及蔬菜杂种优势利用最早的国家之一;2030 年代就开展茄子、西瓜、黄瓜、番茄等作物杂种优势利用的研究;60 年代中期,甘蓝、番茄、大白菜、茄子、黄瓜的一代杂种已占总栽培面积 80;目前,番茄、白菜、甘蓝、萝卜等几乎 100是杂交种;另一特点是利用杂交种的种类多,如小葱也利用杂交种;杂交种的制种途径,十字花科蔬菜还是利用杂交不亲和系,其中白菜、甘蓝为单交种,萝卜为双交种;萝卜也利用不亲和系,而不用雄性不育系;胡萝卜、洋葱、小葱则用雄性不育系;黄瓜、番茄、甜椒、甜瓜、西瓜、茄子等主要是人工授粉;自交不亲和性的鉴定采用人工授粉和荧光显微镜鉴定技术相结合;不亲和系的繁殖仍采用蕾期授粉;抗病及优质材料选育利用远缘杂交或生物技术方法;如心叶为桔红色的白菜是白菜和芜菁的后代经选育分离出来的,既抗根肿病也丰富了蔬菜品种;生物技术近年来发展很快,除了国家科研研究外,县级实验场及一些大的种苗公司也在进行研究,主要包括胚培养、胚珠培养、愈伤组织培养、花药及小孢子培养、原生质体融合、分子标记技术及基因工程等,成功的例子有：胚培养：甘蓝和白菜杂交胚培养,育成了白蓝,用其做为亲本育成了杂交种“歧阜绿”;芥菜和甘蓝杂交胚培养,育成“千宝菜 1 号”和“千宝菜 2 号”;花药培养：用白菜和芜菁进行杂交,对杂种的花药进行培养、加倍、选择,育成了心叶为桔红色的大白菜新品种;组织培养：通过组织培养大量繁殖大葱雄性不育亲本,繁殖石刁柏雌株及三倍体的西瓜以及脱毒快繁马铃薯、山药、白薯、魔芋等;细胞融合：十字花科种间内融合成功的有：甘蓝芥菜、甘蓝芜菁、甘蓝白菜、萝卜白菜;还有栽培马铃薯和野生马铃薯细胞融合已获得成功;4韩国 1 育种机构及分工 韩国从事蔬菜育种主要有以下三方面的力量：大学、研究所和种子公司;但各综合大学的农科主要做基础研究和育种方法的研究,农村振兴厅所属的园艺实验场,主要从事应用基础研究,他们有专门的遗传工程研究所从事遗传工程的研究,园艺实验场则主要做种质资源的筛选、花药培养已获得人工种子等研究;种苗公司搞应用研究,将先进的育种方法、好的种质资源,都应用在育种上;三个层次单位有分工但也有重叠的地方;如大学和研究所均进行基因工程研究,大学则一般负责基因克隆并分析其功能,构建表达载体,即基因工程的上游工作;研究所主要负责转基因并培育某些性状上改良的育种材料;种子公司主要利用优异的育种材料配制优异的杂交种并繁殖推广;2 育种目标 首要目标是满足市场需要,品质好,可一年四季生产;第二是抗病性、抗逆性好,满足菜农的要求;第三是适于出口,例如按日本人的要求专门选育长型的萝卜品种;主要蔬菜具体目标为：大白菜：可周年栽培尤其适于作泡菜;抗病毒、软腐和根肿病,耐贮;萝卜：可周年栽培,优质,适于作泡菜;抗黑腐病及软腐病,耐贮;适于机械化栽培和收获;辣椒：抗炭疽病,疮痴病和病毒病,收获集中;洋葱：早熟、鲜茎大,耐贮;瓜类：在不适应环境条件下,有较好的座果率和较高的可溶性固形物,抗主要病害等;