國家西蘭花良種重大科研聯(lián)合攻關(guān)進(jìn)展及對策建議

施俊生

(浙江省種子管理總站，浙江 杭州 310020)

1 攻關(guān)背景

西蘭花又名青花菜、綠菜花等，起源于地中海，因其含有豐富的蘿卜硫苷(具抗癌、降低心腦血管疾病等作用)而備受關(guān)注[1]。據(jù)USDA統(tǒng)計(jì)，近50年來全球西蘭花栽培面積不斷擴(kuò)大，年種植面積已達(dá)25萬hm2，面積與產(chǎn)量分別增長了4倍與5倍，成為全球重要健康蔬菜之一。

長期以來，西蘭花在我國屬于特菜，近10年才有較大面積的種植。目前,中國已成為西蘭花重要的生產(chǎn)國，種植面積接近全球的30%，主要分布在浙江、云南、湖北、河北壩上、甘肅蘭州等地，隨著國內(nèi)鮮銷市場推廣，栽培面積逐年增加[2]。浙江省是全國西蘭花主要的栽培區(qū)，年種植面積1.33萬hm2，約占全國種植面積的1/5，年產(chǎn)量30萬t，產(chǎn)值近10億元，出口創(chuàng)匯2 000萬美元。

然而，我國西蘭花優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的背后是弱勢種業(yè)，核心種業(yè)掌握在別國手里，種子主要依賴于從日本等國進(jìn)口，國外品種占有率達(dá)95%以上，國外種子公司形成了對我國西蘭花種子供給的壟斷，種子價(jià)格不斷提高。如2017年，日本坂田公司(SAKATA)培育的耐寒優(yōu)秀品種，種子價(jià)格從上一年的每粒0.06元漲到每粒0.2元，而且還一粒難求。

日本、法國等國家西蘭花育種研究起步早、育種技術(shù)水平高，如SAKATA專業(yè)做西蘭花育種已有100多年的育種歷史，擁有豐富的種質(zhì)資源，先后推出了耐寒優(yōu)秀、炎秀等20多個(gè)西蘭花品種，其適應(yīng)性廣，壟斷了美國和亞洲地區(qū)市場，成為西蘭花育種的領(lǐng)航者。除此之外，日本瀧井公司(TAKII)、法國利馬格蘭(Limagrain)、美國圣尼斯(Seminis)、瑞士先正達(dá)(Syngenta)、荷蘭比久(Bejo)和瑞克斯旺(Rijkzwaan)公司等也推出了各自的品種，占據(jù)了國外大部分市場。

我國西蘭花育種起步較晚，始于20世紀(jì)80年代，投入資金不足，優(yōu)異種質(zhì)材料匱乏，育種技術(shù)落后，嚴(yán)重制約了育種進(jìn)程。同時(shí)，我國西蘭花育種在田間表型鑒定地點(diǎn)的選擇上過于單一，鑒定缺乏系統(tǒng)性，生態(tài)氣候代表性不夠，造成了我國培育出的西蘭花新品種適應(yīng)性不強(qiáng)、抗逆性差。此外，種子生產(chǎn)基地設(shè)施落后、制種產(chǎn)量低、質(zhì)量不穩(wěn)，進(jìn)一步影響了自主育成品種的推廣速度。

為整合國內(nèi)育種資源和技術(shù)優(yōu)勢，加快品種創(chuàng)新步伐，培育具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的西蘭花優(yōu)質(zhì)品種，打破國外壟斷，2018年，國家農(nóng)業(yè)農(nóng)村部決定以浙江省種子管理總站為牽頭單位、以浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院為首席專家單位組建“國家西蘭花良種重大科研攻關(guān)協(xié)作組”，開展西蘭花良種國產(chǎn)化聯(lián)合攻關(guān)。

2 攻關(guān)目標(biāo)

針對西蘭花良種國產(chǎn)化中存在的問題和西蘭花產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，計(jì)劃通過聯(lián)合攻關(guān)，在5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)“替代進(jìn)口、引領(lǐng)全國、帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)”的目標(biāo)。

2.1 培育綜合性狀優(yōu)異的新品種5個(gè)以上

育成球形美觀、蕾粒均勻、蕾色濃綠、適應(yīng)性廣、綜合性狀優(yōu)異、適合國內(nèi)外市場消費(fèi)需求的新品種5個(gè)以上，其中，年推廣面積達(dá)0.33萬hm2以上新品種2個(gè)。

2.2 建立高效制種技術(shù)體系，確保種子有效供應(yīng)

研究建立西蘭花骨干親本不育系快速轉(zhuǎn)育技術(shù)；攻克雙親花期不遇、蜜蜂授粉難等雜交制種關(guān)鍵技術(shù)，解決西蘭花制種產(chǎn)量低、質(zhì)量不穩(wěn)的問題；建立穩(wěn)定的制繁種基地，制種每667 m2產(chǎn)量達(dá)30 kg以上，確保種子有效供應(yīng)，降低農(nóng)民用種成本。

2.3 推廣西蘭花新品種5.33萬hm2，國內(nèi)品種市場占有率達(dá)20%以上

到2022年，在東部沿海省份和云南、河北、湖北、甘肅、內(nèi)蒙古等西蘭花主產(chǎn)區(qū)累計(jì)推廣聯(lián)合攻關(guān)組自主育成的新品種5.33萬hm2以上，市場占有率20%以上。

2.4 構(gòu)建資源技術(shù)共享的體制機(jī)制，推進(jìn)商業(yè)化育種

構(gòu)建西蘭花核心種質(zhì)材料及主要育成品種DNA指紋圖譜庫及其在品種鑒定上的應(yīng)用技術(shù)體系；建立成果確權(quán)、利益分配機(jī)制，推進(jìn)商業(yè)化育種和種質(zhì)材料的交流共享。

3 主要進(jìn)展

3.1 建立了協(xié)作共享機(jī)制，推進(jìn)人才、信息、資源共享

針對長期以來各單位單兵作戰(zhàn)、種質(zhì)資源匱乏、育種技術(shù)落后等現(xiàn)象，聯(lián)合攻關(guān)組建立了資源有條件共享、收益按比例分成的協(xié)作攻關(guān)機(jī)制；制定了《西蘭花育種資源成果共享與收益分配管理辦法》，明晰了西蘭花育種資源產(chǎn)權(quán)歸屬，加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，推進(jìn)商業(yè)化育種。各成員單位共同簽署了《人才資源信息共享協(xié)議》，探索核心種質(zhì)資源、不育系、親本或相關(guān)技術(shù)共享機(jī)制，確定預(yù)期成果的所有權(quán)歸屬與收益權(quán)分配比例，將以不育系共享為突破口，建立種質(zhì)材料共享機(jī)制。

3.2 開展共性關(guān)鍵技術(shù)研究，加快提升攻關(guān)組整體研究水平

根據(jù)攻關(guān)組成員單位各自的研究優(yōu)勢，啟動(dòng)了一批共性關(guān)鍵技術(shù)研究工作：開展了西蘭花核心種質(zhì)材料及主要育成品種DNA指紋圖譜庫的構(gòu)建工作；開展優(yōu)化建立高效小孢子培養(yǎng)技術(shù)、體細(xì)胞融合技術(shù)，優(yōu)化完善黑腐病和根腫病等病害抗性人工接種精準(zhǔn)鑒定技術(shù)，優(yōu)化建立西蘭花種質(zhì)萊菔硫烷含量精準(zhǔn)檢測技術(shù)，優(yōu)化建立西蘭花主要營養(yǎng)品質(zhì)鑒定評價(jià)技術(shù)。這些技術(shù)將在攻關(guān)組內(nèi)實(shí)現(xiàn)共享共用，預(yù)期將為我國西蘭花整體研究水平的提高提供重要技術(shù)支撐。

3.3 引進(jìn)創(chuàng)制了一批優(yōu)異種質(zhì)資源

2018年度攻關(guān)組新收集/引進(jìn)了種質(zhì)資源371份，對新收集及歷年引進(jìn)的1 784份種質(zhì)材料進(jìn)行了田間鑒定評價(jià)，從中篩選出優(yōu)異種質(zhì)資源73份；應(yīng)用雜交、回交、小孢子培養(yǎng)等技術(shù)，創(chuàng)制新種質(zhì)40份，DH系266份；新配制雜交組合5 411份，鑒定評價(jià)新組合4 952份，從中篩選出優(yōu)勢組合73份。通過共享機(jī)制，這些資源將得到交叉配組，廣泛利用。

3.4 在全國不同生態(tài)區(qū)建立了一批聯(lián)合測試點(diǎn)，開展聯(lián)合測試

攻關(guān)組在全國不同生態(tài)區(qū)建立新品種、新材料篩選評價(jià)測試示范點(diǎn)(區(qū))共18個(gè)，全面開展新品種(新組合)聯(lián)合測試、示范工作。其中在杭州、天津、河北設(shè)立一級測試點(diǎn)3個(gè)；在浙江、天津、北京、云南、河北等地設(shè)立二級測試點(diǎn)10個(gè)；在浙江臺(tái)州、江蘇南通、河北壩上、甘肅蘭州、云南昆明建立核心示范區(qū)5個(gè)。2018年一、二級測試點(diǎn)共完成1 300多個(gè)(次)新品種(新組合)的測試任務(wù)；在浙江臺(tái)州建立了53 hm2新品種示范展示區(qū)，展示強(qiáng)優(yōu)勢組合(潛力品種)24個(gè)，示范種植新品種10個(gè)。

3.5 育成了一批有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新品種，具備替代進(jìn)口品種的潛力

全年育成新品種16個(gè)，其中通過省級審(認(rèn))定或現(xiàn)場考察品種4個(gè)。通過對參試品種在各聯(lián)合測試點(diǎn)的種植表現(xiàn)和相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，表明浙青系列、臺(tái)綠系列、中青系列、京研系列、科潤系列西蘭花新品種(新組合)具有花球高圓、蕾粒勻細(xì)、顏色深綠、抗病性好、適應(yīng)性廣等特點(diǎn)，篩選出中青16、中青319、領(lǐng)秀4號(hào)、碧綠258、浙青60、浙青80、臺(tái)綠6號(hào)等一批苗頭性品種，具有替代國外品種的潛力。

3.6 自主育成品種市場占有率進(jìn)一步擴(kuò)大

經(jīng)過聯(lián)合攻關(guān)組全體成員的共同努力，自主育成的新品種在全國各地得到迅速推廣，據(jù)測算，2018年國產(chǎn)品種市場占有率已超過10%。如臺(tái)州市農(nóng)科院和浙江勿忘農(nóng)種業(yè)合作育成的臺(tái)綠系列西蘭花新品種推廣面積達(dá)0.47萬hm2，約占全國種植面積的6%；中國農(nóng)科院育成的中青系列品種示范應(yīng)用面積0.1萬余hm2；天津惠爾稼種業(yè)育成的青城7427推廣種植0.13萬hm2。

4 存在的問題

4.1 優(yōu)異種質(zhì)材料匱乏

西蘭花起源于地中海，我國擁有的種質(zhì)材料特少，目前，育種家掌握的材料大多是進(jìn)口品種經(jīng)自交分離而來，類同性明顯，種質(zhì)材料間遺傳多樣性低，難以育成有突破性的品種。

4.2 雜交制種技術(shù)落后，制種產(chǎn)量低

雙親花期不遇現(xiàn)象常見，蜜蜂授粉效果不佳，制繁種基地不穩(wěn)定等，導(dǎo)致西蘭花制種產(chǎn)量低、質(zhì)量不穩(wěn)，影響種子的有效供應(yīng)。

4.3 種質(zhì)材料共享難以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)

西蘭花育種家間材料共享尤其重要，但因有效的種質(zhì)身份鑒定技術(shù)體系尚未建立，能得到廣大育種家認(rèn)可的權(quán)益分配機(jī)制尚未確立，育種家對材料共享非常謹(jǐn)慎，種質(zhì)材料共享難以在近期內(nèi)真正實(shí)現(xiàn)。

4.4 育種技術(shù)與水稻、大豆等四大作物有顯著差距

我國西蘭花育種研究起步遲，投入不足，種質(zhì)精準(zhǔn)鑒定評價(jià)技術(shù)平臺(tái)、技術(shù)體系尚未完善，育種技術(shù)大大落后于四大農(nóng)作物。

5 對策建議

5.1 建立政府補(bǔ)助與企業(yè)自籌相結(jié)合的多元投入機(jī)制

在現(xiàn)有科研項(xiàng)目、相關(guān)財(cái)政專項(xiàng)和企業(yè)自籌資金基礎(chǔ)上，推進(jìn)西蘭花良種重大科研協(xié)作攻關(guān)，支持協(xié)作組成員單位聯(lián)合或單獨(dú)申報(bào)國家或省級項(xiàng)目，取得資金支持；暢通協(xié)作組成員單位種子企業(yè)與科研教學(xué)單位合作的渠道，完善合作機(jī)制，鼓勵(lì)和支持種子企業(yè)加大合作投入力度。

5.2 加快育種技術(shù)創(chuàng)新

研發(fā)新品種選育、高效制種、種質(zhì)材料創(chuàng)制等新技術(shù)新方法，包括西蘭花高效規(guī)模化小孢子培養(yǎng)技術(shù)、體細(xì)胞融合技術(shù)、基因編輯技術(shù)、黑腐病和根腫病人工接種抗性精準(zhǔn)鑒定技術(shù)、蘿卜硫苷提取技術(shù)與檢測方法等。

5.3 加強(qiáng)優(yōu)異種質(zhì)原始創(chuàng)新

加強(qiáng)種質(zhì)材料的原始創(chuàng)新，通過雜交、回交、小孢子培養(yǎng)和標(biāo)記輔助選擇等技術(shù)，加快聚合優(yōu)異基因，培育創(chuàng)制一批骨干親本材料和育種材料，包括抗黑腐病、根腫病和高蘿卜硫苷等材料，骨干親本、不育系或優(yōu)異DH材料等。

5.4 加強(qiáng)新品種(新組合)的聯(lián)合測試

充分利用在全國不同生態(tài)區(qū)建立的新品種(新組合)聯(lián)合測試點(diǎn)，對初步選育出的新組合進(jìn)行統(tǒng)一精準(zhǔn)鑒定與多點(diǎn)評價(jià)，從中篩選出適應(yīng)性廣、豐產(chǎn)性好、抗逆性強(qiáng)，產(chǎn)品符合出口要求或國內(nèi)消費(fèi)需求，綜合性狀優(yōu)良的新組合。

5.5 加強(qiáng)育種人才培養(yǎng)與信息交流

采取定人、定向、定點(diǎn)培訓(xùn)等方式，為協(xié)作攻關(guān)種子企業(yè)培養(yǎng)商業(yè)化育種領(lǐng)軍人才和研發(fā)骨干人才，幫助企業(yè)提高科研創(chuàng)新能力；科學(xué)、全面、準(zhǔn)確、快速采集育種基礎(chǔ)材料的表現(xiàn)型和基因型信息；及時(shí)總結(jié)親本篩選、組合測試結(jié)果，定期向成員單位發(fā)布；建立核心親本和高代材料DNA指紋圖譜；通過組織國內(nèi)外考察交流、定期召開育種家年會(huì)等學(xué)術(shù)會(huì)議，加強(qiáng)西蘭花育種技術(shù)、信息和育種材料交流與共享。

5.6 完善新品種示范推廣體系

開展新品種新技術(shù)示范推廣，通過舉辦大規(guī)模的新品種展示示范、現(xiàn)場考察、評比等宣傳活動(dòng)，快速擴(kuò)大育成品種的社會(huì)影響力，加速品種推廣應(yīng)用。

5.7 加快推進(jìn)西蘭花育種材料共享

加快構(gòu)建完成我國西蘭花種質(zhì)材料及主要育成品種DNA指紋圖譜庫，建立種質(zhì)親緣關(guān)系和純度鑒定技術(shù)體系，切實(shí)保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)；以不育系共享為突破口，推進(jìn)種質(zhì)材料的共享共用。