國(guó)內(nèi)外蔬菜育種及良種產(chǎn)業(yè)化發(fā)展動(dòng)態(tài)

1、國(guó)內(nèi)外蔬菜育種及良種產(chǎn)業(yè)化發(fā)展動(dòng)態(tài)一、國(guó)外蔬菜育種及良種產(chǎn)業(yè)化動(dòng)態(tài)1 .美國(guó)(1)育種機(jī)構(gòu)及分工美國(guó)是一個(gè)蔬菜生產(chǎn)大國(guó)，全國(guó)蔬菜收獲面積約136萬(wàn)公頃，其蔬菜科學(xué)研究也十分發(fā)達(dá)，有不少在蔬菜品種改良方面作出重大成就的大學(xué)、農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)及種子公司。這些機(jī)構(gòu)雖然都從事品種改良，但分工比較明確。農(nóng)業(yè)部所屬的科研所及大學(xué)理學(xué)院中的生物系主要從事基礎(chǔ)理論研究。大學(xué)的農(nóng)學(xué)院及各州立實(shí)驗(yàn)站主要從事應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究以及育種材料、方法的研究。私營(yíng)種子公司以新品種選育為主。但這種分工也不是絕對(duì)的。如康乃爾大學(xué)、威斯康辛大學(xué)農(nóng)學(xué)院以及加州大學(xué)戴維斯分校，雖主要從事基礎(chǔ)性研究、育種材料創(chuàng)新，但在新品種選育方面也取得不

2、少成就。而圣尼斯蔬菜種子公司在分子生物學(xué)研究方面的成績(jī)也是很突出的。國(guó)家的研究機(jī)構(gòu)、大學(xué)或私營(yíng)公司，都與生產(chǎn)實(shí)踐有緊密的聯(lián)系。實(shí)驗(yàn)室的很多研究課題與應(yīng)用有關(guān)。實(shí)驗(yàn)室的研究成果要拿到實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行檢驗(yàn)。大學(xué)及科研機(jī)構(gòu)約40%-50%研究課題及經(jīng)費(fèi)是來(lái)自企業(yè)的委托研究。大學(xué)教師與科研單位、技術(shù)推廣部門(mén)的關(guān)系相當(dāng)密切。一些有名的教授在州立試驗(yàn)站及大學(xué)相互兼職。試驗(yàn)站每年召開(kāi)與有關(guān)生產(chǎn)部門(mén)的聯(lián)席會(huì)議，討論本年度的工作。農(nóng)業(yè)大學(xué)的教師，除教學(xué)、科研外，有一部分教師作為推廣教授直接從事技術(shù)推廣工作。(2)育種目標(biāo)美國(guó)主要蔬菜作物有番茄、黃瓜、辣椒、甘藍(lán)、青花菜、洋蔥、胡蘿卜、菜豆、豌豆、生菜、石刁柏、甜玉米

3、等。育種總體目標(biāo)是“高產(chǎn)、低投入、高產(chǎn)出與我國(guó)的“兩高一優(yōu)”即“高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)”基本相似。在每種蔬菜作物品種改良的具體目標(biāo)十分重視抗逆性和高品質(zhì)育種?？鼓嫘园苟喾N病害，抗蟲(chóng)及耐低溫、高濕、于旱、鹽堿、水澇、弱光等。美國(guó)蔬萊要求抗病育種非常突出，許多蔬菜都要求抗3-4種以上病害，例如：番茄、辣椒等茄科蔬菜抗枯萎、黃萎、疫病、葉霉、青枯病、根Z線蟲(chóng)以及抗病毒病(TMVCMVTEVPMV。黃瓜、甜瓜等葫蘆科蔬菜要求抗枯萎、白粉、霜霉、炭疽、黑星、角斑病以及CM席。甘藍(lán)要求抗黑腐、霜霉、根腫病以及抗TuMVCMV菜豆要求抗銹病、根腐病，BCMV。在品質(zhì)育種方面，除了重視一般的商品品質(zhì)外，還重視營(yíng)

4、養(yǎng)品質(zhì)和加工品質(zhì)。注意選育適于加工的專用品種。為了便于遠(yuǎn)距離運(yùn)輸及降低生產(chǎn)成本，還特別重視培育耐貯運(yùn)的品種和適于機(jī)械化收獲的品種。(3)主要育種途徑和育種技術(shù)常規(guī)育種仍是美國(guó)目前主要農(nóng)作物應(yīng)用最廣泛和最有效的育種途徑。主要蔬菜作物的新品種80%以上為一代雜種。很多科技人員仍依靠傳統(tǒng)的接種鑒定方法，由遺傳資源中鑒定篩選優(yōu)異的基因，再用雜交、回交的方法，篩選優(yōu)良的自交系作為雜交的親本材料。在紐約州用常規(guī)的方法已獲得可抗CMV勺甜瓜、可抗6種病毒的葫蘆。目前，美國(guó)在農(nóng)作物品種改良中特別重視生物技術(shù)的應(yīng)用。大體包括轉(zhuǎn)基因分子標(biāo)記、組織培養(yǎng)、細(xì)胞融合等。同時(shí)，研究的性狀已由過(guò)去的質(zhì)量性狀向數(shù)量性狀延伸。

5、轉(zhuǎn)基因技術(shù)已在培養(yǎng)抗病、抗蟲(chóng)、耐貯蔬菜作物新品種中得到應(yīng)用。美國(guó)Calgene公司推出的轉(zhuǎn)基因植物有番茄、馬鈴薯、南瓜、黃瓜、甜瓜、甜椒、茄子、甘藍(lán)等。繪制主要農(nóng)作物的基因圖譜(水稻、小麥、玉米、大麥、高粱、馬鈴薯、番茄、辣椒等作物)普遍受到重視。在遺傳資源中，特別在野生種中發(fā)現(xiàn)有利基因并利用分子標(biāo)識(shí)技術(shù)及轉(zhuǎn)基因技術(shù)將它們應(yīng)用到農(nóng)作物中去的研究已取得較好的成就。很多從事常規(guī)育種和分子生物學(xué)研究的專家認(rèn)為：常規(guī)育種永遠(yuǎn)不會(huì)消失。常規(guī)育種的一個(gè)最重要的環(huán)節(jié)是選擇，包括在親本選育和雜交后代的自交系選擇，將分子標(biāo)識(shí)技術(shù)與常規(guī)育種相結(jié)合，將使選擇變得更準(zhǔn)確、更快速、更廉價(jià)有效。2.俄羅斯(1)育種機(jī)構(gòu)國(guó)

6、家及各地區(qū)的農(nóng)業(yè)科研單位主要負(fù)責(zé)蔬菜遺傳資源的研究和品種改良工作，農(nóng)業(yè)大學(xué)也從事部分育種技術(shù)、育種材料的研究。種子公司主要負(fù)責(zé)種子的繁殖和推廣。俄羅斯農(nóng)科院有兩個(gè)下屬的國(guó)家級(jí)蔬菜研究所。一個(gè)為全俄蔬菜育種與良種繁育研究所，1920年成立，全所現(xiàn)有科技人員120人，主要從事蔬菜育種材料、育種方法及育種相關(guān)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。包括生物技術(shù)研究，也直接培育蔬菜新品種。研究的蔬菜作物包括茄科、十字花科、瓜類(lèi)、根菜類(lèi)以及豆類(lèi)、蔥蒜類(lèi)等蔬菜作物約30種。另一個(gè)為全俄蔬菜作物科學(xué)研究所，1930年建立，現(xiàn)有科技人員200人，主要從事蔬菜栽培技術(shù)與蔬菜機(jī)械化研究開(kāi)發(fā)。有一個(gè)遺傳育種研究室直接從事甘藍(lán)、胡蘿卜、黃瓜

7、、番茄、甜椒作物的新品種選育。位于圣彼得堡市的全俄瓦維洛夫植物栽培研究所基因資源中心負(fù)責(zé)收集世界各地農(nóng)作物遺傳資源。1990年就已收集保持蔬菜遺傳資源4萬(wàn)份，現(xiàn)已達(dá)5萬(wàn)份。(2)育種目標(biāo)俄羅斯的主要蔬菜作物包括甘藍(lán)、胡蘿卜、甜椒、黃瓜、番茄、馬鈴薯、洋蔥、西葫蘆、西瓜、南瓜、菜豆等?？傮w的育種目標(biāo)仍把高產(chǎn)列為第一位。同時(shí)也注意優(yōu)質(zhì)抗病及耐貯運(yùn)，各種蔬菜的育種目標(biāo)除豐產(chǎn)外，還有不同的具體要求：結(jié)球甘藍(lán)：要求抗黑腐及根腫病，葉球厚實(shí)，不宜裂球，耐貯運(yùn)，貯藏期間干燒心，軟腐及點(diǎn)狀壞死病等。番茄：露地番茄要求早熟、抗晚疫、斑枯和葉斑病、TMVW耐高溫；保護(hù)地番茄要求抗斑枯、枯萎、葉霉等耐低溫弱光品種，

8、且易單性結(jié)實(shí)，耐貯運(yùn)。黃瓜：露地黃瓜要求抗霜霉、白粉、角斑病以及適于機(jī)械化收獲；保護(hù)地黃瓜要求抗黑星、枯萎、蔓枯、白粉、霜霉病等，且可單性結(jié)實(shí)。洋蔥：要求黃色或紅色，扁圓或高圓球、抗病，耐低溫和耐貯藏。菜豆：要求纖維少，品質(zhì)好。豌豆：要求蛋白質(zhì)及糖分含量高，適于加工。(3)主要育種途徑俄羅斯蔬菜育種目前仍主要為常規(guī)育種技術(shù)，而且利用雜種優(yōu)勢(shì)比較晚。80年代以前，番茄、甘藍(lán)等主要蔬菜作物主要為常規(guī)品種，一代雜種比較少，80年代以來(lái)才逐步注意研究利用一代雜種，在胡蘿卜、洋蔥、甜椒等作物雄性不育系選育方面有較好的成就。目前生產(chǎn)上有不少優(yōu)良的番茄、甘藍(lán)、胡蘿卜一代雜種，其中也有一些是由荷蘭、美國(guó)、日本

9、、引進(jìn)的一代雜種。生物技術(shù)研究比較晚，但花藥培養(yǎng)研究成績(jī)比較突出，番茄、黃瓜、胡蘿卜等作物的基因工程，分子標(biāo)記研究也已著手進(jìn)行。3,日本(1)育種機(jī)構(gòu)及分工在日本，大田作物、牧草、果樹(shù)及營(yíng)養(yǎng)繁殖蔬菜作物的種苗由國(guó)家或地方公立機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)其育種、繁殖及推廣。園藝作物中的蔬菜、花卉種苗幾乎都由民間公司負(fù)責(zé)育種、繁育與推廣，國(guó)立野菜菜葉實(shí)驗(yàn)場(chǎng)及地方的公立農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)和部分大學(xué)園藝系則主要進(jìn)行基礎(chǔ)性研究，遺傳資源的保存或中間親本材料的選育。濃井、板田等世界上著名的大型種苗公司在培育實(shí)用品種的同時(shí)，也開(kāi)展一些中間親本選育及基礎(chǔ)性工作。(2)育種目標(biāo)蔬菜育種目標(biāo)標(biāo)是抗病、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、多樣化和周年供應(yīng)等。幾

10、種主要蔬菜作物的具體育種目標(biāo)如下：番茄：要求抗枯萎病、病毒病、青枯病等。品質(zhì)方面除糖度、碳酸比外，還要求硬度好、心室小、色澤鮮豐6等。溫室品種要求可耐8-9C的低溫，并單性結(jié)實(shí)好。番茄品種“桃太郎”就具有果實(shí)性狀好、硬度高、糖度高并且對(duì)線蟲(chóng)、枯萎、TMV青枯病有較強(qiáng)的抗性。黃瓜：要求抗枯萎病、蔓枯病、CMV白粉病、霜霉病及根結(jié)線蟲(chóng)病等。設(shè)施栽培用種主要是要求耐低溫(晚上11-12C)和耐高溫性強(qiáng)、耐弱無(wú)(約3萬(wàn)Lx)。品質(zhì)方面要求果實(shí)長(zhǎng)度20多厘米，粗2-3厘米，瓜條直，瓜把短，深綠色，表面無(wú)蠟質(zhì)等。白菜：要求抗根腫病、軟腐病、病毒病。品質(zhì)方面要求纖維少、包心緊實(shí)，球形好。有些品種要求葉球內(nèi)部

11、顏色為桔紅色，晚抽藁等。甘藍(lán)：要求抗黃萎病、根腫病、黑腐病、病毒病等。品質(zhì)方面要求質(zhì)地柔軟、球形扁圓式圓球，單球千克左右，中心柱短、結(jié)實(shí)緊、節(jié)間短等。青花菜：要求抗黑腐病，品質(zhì)方面要求花球緊實(shí)，花莖短。甜椒：要求抗TMVf口疫病，品質(zhì)方面要求果肉薄，長(zhǎng)燈籠形，單果重30克左右O(3)育種途徑對(duì)于實(shí)用品種的育種，主要手段還是常規(guī)育種的方法，同時(shí)也利用生物技術(shù)培育有特殊性狀的材料和新品種。日本是研究和普及蔬菜雜種優(yōu)勢(shì)利用最早的國(guó)家之一。20-30年代就開(kāi)展茄子、西瓜、黃瓜、番茄等作物雜種優(yōu)勢(shì)利用的研究。60年代中期，甘藍(lán)、番茄、大白菜、茄子、黃瓜的一代雜種已占總栽培面積80%。目前，番茄、白菜、甘

12、藍(lán)、蘿卜等幾乎100%是雜交種。另一特點(diǎn)是利用雜交種的種類(lèi)多，如小蔥也利用雜交種。雜交種的制種途徑，十字花科蔬菜還是利用雜交不親和系，其中白菜、甘藍(lán)為單交種，蘿卜為雙交種。蘿卜也利用不親和系，而不用雄性不育系。胡蘿卜、洋蔥、小蔥則用雄性不育系。黃瓜、番茄、甜椒、甜瓜、西瓜、茄子等主要是人工授粉。自交不親和性的鑒定采用人工授粉和熒光顯微鏡鑒定技術(shù)相結(jié)合。不親和系的繁殖仍采用蕾期授粉?？共〖皟?yōu)質(zhì)材料選育利用遠(yuǎn)緣雜交或生物技術(shù)方法。如心葉為桔紅色的白菜是白菜和蕪菁的后代經(jīng)選育分離出來(lái)的，既抗根腫病也豐富了蔬菜品種。生物技術(shù)近年來(lái)發(fā)展很快，除了國(guó)家科研研究外，縣級(jí)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)及一些大的種苗公司也在進(jìn)行研究，

13、主要包括胚培養(yǎng)、胚珠培養(yǎng)、愈傷組織培養(yǎng)、花藥及小狗子培養(yǎng)、原生質(zhì)體融合、分子標(biāo)記技術(shù)及基因工程等，成功的例子有：胚培養(yǎng)：甘藍(lán)和白菜雜交胚培養(yǎng)，育成了白藍(lán)，用其做為親本育成了雜交種“歧阜綠”。芥菜和甘藍(lán)雜交胚培養(yǎng)，育成“千寶菜1號(hào)”和“千寶菜2號(hào)”。花藥培養(yǎng)：用白菜和蕪菁進(jìn)行雜交，對(duì)雜種的花藥進(jìn)行培養(yǎng)、加倍、選擇，育成了心葉為桔紅色的大白菜新品種。組織培養(yǎng)：通過(guò)組織培養(yǎng)大量繁殖大蔥雄性不育親本，繁殖石刁柏雌株及三倍體的西瓜以及脫毒快繁馬鈴薯、山藥、白薯、魔芋等。細(xì)胞融合：十字花科種間內(nèi)融合成功的有：甘藍(lán)X芥菜、甘藍(lán)X蕪菁、甘藍(lán)X白菜、蘿卜X白菜。還有栽培馬鈴薯和野生馬鈴薯細(xì)胞融合已獲得成功。4.

14、韓國(guó)(1)育種機(jī)構(gòu)及分工韓國(guó)從事蔬菜育種主要有以下三方面的力量：大學(xué)、研究所和種子公司。但各綜合大學(xué)的農(nóng)科主要做基礎(chǔ)研究和育種方法的研究，農(nóng)村振興廳所屬的園藝實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，主要從事應(yīng)用基礎(chǔ)研究，他們有專門(mén)的遺傳工程研究所從事遺傳工程的研究，園藝實(shí)驗(yàn)場(chǎng)則主要做種質(zhì)資源的篩選、花藥培養(yǎng)(已獲得人工種子)等研究。種苗公司搞應(yīng)用研究，將先進(jìn)的育種方法、好的種質(zhì)資源，都應(yīng)用在育種上。三個(gè)層次單位有分工但也有重疊的地方。如大學(xué)和研究所均進(jìn)行基因工程研究，大學(xué)則一般負(fù)責(zé)基因克隆并分析其功能，構(gòu)建表達(dá)載體，即基因工程的上游工作。研究所主要負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)基因并培育某些性狀上改良的育種材料。種子公司主要利用優(yōu)異的育種材料配制優(yōu)異的雜交種并繁殖推廣。(2)育種目標(biāo)首要目標(biāo)是