成绩喜人，但仍需努力！看我国蔬菜种业技术创新有哪些？

小编说

在昨天的文章中，我们为大家介绍了我国蔬菜产业的发展现状、蔬菜种业的市场价值、基本特征及发展中存在的一些问题（我国蔬菜种业现状：6大问题急需解决！），今天我们将继续带来我国蔬菜种业技术创新取得成效及发展方向。

我国蔬菜育种技术与时俱进，常规育种技术正在与细胞工程育种、分子育种技术相结合，逐步改变过去基本上靠育种人员经验的传统育种状态。

然而，我国蔬菜育种的组织管理模式仍处于“个体户模式”—— 以育种家自己手上的育种材料为导向，课题组无分工，小批量研究，混合运行，这种现象在小型民营企业中较为普遍。

近年来，随着育种技术的进步，一些科研院所的育种组织管理模式正在向“作坊式”转变，即以市场与项目共同导向，组内人员有分工，大批量研究，集团化运行。但由于利益与目标的多元化，在育种投入上受到项目经费与项目任务的要求所限，育种规模十分有限。

未来需要向“工厂化”先进育种组织管理模式转变，即以市场化为导向，专业化分工，规模化研究，集约化运行。这些转变需要在育种理念上加以改进，将过去落后的育种理念，即主持人设计、临时性分工、个性标准选择、混合作业，逐步向先进的育种理念转变，即课题与企业联合设计，组内明确分工，课题组内性状描述规范，分工作业的方式。

同时需尽快普及现代商业化育种管理组织模式，即科学设计、明确分工、标准规范、流水作业。上述育种理念与育种管理组织模式需要在商业化企业内运行，才能有效提高效率，同时需要高效行政管理体系。

为实现上述育种理念与育种管理组织模式变革，我国在以下管理体系与技术平台建立中取得可喜进步，同时也存在一些问题，在未来发展中仍需要不断摸索改进。

1、我国蔬菜育种信息化管理和数据分析系统框架基本建立，尚待加快实际应用

国际上跨国种业公司均开发了各自的育种信息管理系统，数据可共享、可积累，建立了流程化、高通量、规模化的商业化育种体系。其中AGROBASE和PRISM等功能比较齐全，使用最为广泛。

国内目前仅有2款专业的育种软件，分别为北京市农林科学院研发的“金种子”和北京中农博思科技发展有限公司开发的“农博士”育种专家软件。一些“育繁推”一体化的专业蔬菜种业企业，如京研益农（北京）种业科技有限公司等引进了PRISM等系统并进行优化改良，开始在蔬菜育种中规模化应用。

 

但由于国内蔬菜种业企业以中小型企业为主，绝大多数蔬菜种业企业“小而散”，研究的作物种类多、类型丰富，“小作坊”和“经验”育种方式，以及育种规模小，使得育种信息系统很难在短期内发挥作用。

2、我国主导完成了主要蔬菜的基因组测序，基因组信息规模化利用尚需各方推进

截至2018年底，全球已完成44种蔬菜作物的全基因组测序，到目前为止已测序的蔬菜作物超过50种，其中我国科学家主导完成了黄瓜、西瓜、白菜、甘蓝、芥菜、辣椒、茄子、菠菜、南瓜、冬瓜、丝瓜、苦瓜和芹菜等主要蔬菜作物的基因组测序，并通过规模化重测序建立了蔬菜作物变异组数据库，奠定了我国在蔬菜基因组研究领域的国际领先优势。

未来，加强主要蔬菜作物的基因组信息数据库和应用平台建设，充分挖掘基因组大数据的利用潜力，从全基因组规模化挖掘控制重要性状的功能基因，解析重要性状形成的基因调控网络，从群体遗传、基因组进化、“再进化”等角度，研究核心种质的商业化利用途径，并利用全基因组选择和基因编辑技术实现蔬菜种质的定向改良将是我们亟待突破的重点研究领域。

科技部与农业农村部在蔬菜基因组研究上给予了大力支持，目前正处于生物大数据在产业中发挥作用的关键时期，一方面需要政府给予科研院所更高强度支持，一方面也要求公益性研究机构更加紧密结合产业实际，与企业合作，开展有针对性的技术转化，形成合力与技术优势，真正将理论研究成果变成品种创制的高技术。

3、我国蔬菜种业的高通量分子标记辅助育种平台基本建成，需要加大在育种实践中的普及应用力度，发挥高技术对产业的引擎作用

近年来，我国先后引进20多套SNP高通量分型平台，主要包括Douglas Array Tape和LGC SNPline。

北京市农林科学院蔬菜研究中心基于LGC平台，在高通量DNA提取、高通量SNP分型、数据分析与管理系统研发等共性关键技术上集成创新；开发了结球白菜、西瓜、黄瓜等主要蔬菜的背景选择与重要抗病优质基因的前景选择标记，构建了国内首个蔬菜高通量分子育种公益服务平台，引领了国内蔬菜育种技术的升级；

北京通州国际种业研发中心基于 Douglas 系统，开发了番茄和西瓜等蔬菜作物的抗 病优质性状选择标记，为国内蔬菜种业企业和育种科研单位提供了技术服务。

自动化、规模化、高通量、低成本的标记检测方法已开始在蔬菜育种上应用，在一定程度上推动了蔬菜育种从“经验育种”向“精准育种”过渡；分子育种的目标性状也逐步从简单的质量性状向多基因聚合和数量性状位点过渡。

目前，我国分子育种技术在创新性、集成性、系统性、规范性以及检测效率上与发达国家还存在较大差距，“作坊式”的育种模式也极大地限制了新技术的广泛普及应用效率，分子育种技术应用规模与发达国家之间至少还存在5年差距，还需要各方共同努力。

4、我国蔬菜种业基因编辑技术已抢占了制高点，但需要全面推动基因编辑技术向纵深发展，基因编辑产品的管理政策应尽快明确。

基因编辑是农业领域的5G技术。以CRISPR/Cas为代表的基因编辑技术连续突破，为农业育种技术革命提供了新契机，也为蔬菜作物育种赶超跨国公司、实现弯道超越提供了新的技术。

我国已经在番茄、西瓜、甘蓝和黄瓜等多个蔬菜作物的基因编辑上率先实现了技术落地。例如，先后在番茄果色、雄性不育等基因的编辑上取得成功；北京市农林科学院在国际上首次将CRISPR/Cas9技术应用于西瓜基因编辑，发表了首篇西瓜基因编辑的研究论文，创制了抗除草剂的西瓜新种质；近期，大白菜和辣椒等蔬菜作物通过基因编辑技术也获得了一批生产上急需的蔬菜新种质。

据悉，美国、日本和以色列等国对基因编辑作物品种给予了与常规育种品种同等市场准入条件，包括瑞典、芬兰、俄罗斯、巴西、阿根廷在内的许多国家，也都认同基因编辑植物产品为非转基因产品，这为基因编辑产品实用化提供了市场化空间。因此，我国相关部门急需在基因编辑育种上明确政策，加大对技术研发的支持，尽快推进基因编辑成果的全面应用转化，引领我国蔬菜种业创新技术更新换代。

5、我国蔬菜种业的种子处理与检测技术得到各方高度重视，但在技术创新与应用及其装备研发上尚未取得实质性进展。

近年来，我国在蔬菜种子处理与检测技术的研究也取得了重要进展，自主研发的种子引发、包衣、丸粒化技术逐步实现商业化应用；针对瓜类细菌性果斑病、番茄细菌性病害、黄瓜绿斑驳病毒病等种传检疫病害，建立了快速检测和处理的技术规范，并逐步制定或修订相关的行业标准或国家标准；

基于基因组测序和全基因组序列变异大数据，在结球白菜、甘蓝、番茄、辣椒、西瓜、黄瓜、甜瓜等主要蔬菜中，鉴定了代表全基因组遗传多样性的核心SNP和SSR标记，研制了品种真实性和纯度鉴定的技术标准，这些标准的审批与发布将为种子质量监控和知识产权保护提供“利器”，并将有力支撑我国民族蔬菜种业的健康快速发展。

但上述技术尚未全面在种业企业及种业管理中得到应用，有关蔬菜种子质量的行业标准与国家技术标准颁布严重滞后于产业需求，尚未在行业管理、知识产权保护以及企业产品质量提升等方面得到有效应用。在种子检测与处理的装备研发制造上，相关企业实力有限，不能支撑种业发展需求，亟待得到各方面重视与扶持，以高效推进我国蔬菜种业种子质量检测与提升技术的全面提高。

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来源：本文摘自《中国蔬菜》第10期“我国蔬菜种业发展现状与趋势”。作者：丁海凤 范建光 贾长才 秦成萌 杨业圣 张海龙 张凤兰 温常龙 于拴仓 许 勇。单位：北京市农林科学院蔬菜研究中心，京研益农（北京）种业科技有限公司，京研益农种业研究院