分子植物育種 2022年 第20卷 第9期 第3122 3132頁 Molecular Plant Breeding 2022 Vol 20 No 9 3122 3132 基金項目 本研究由NSTL糧食與食品安全國際戰(zhàn)略與null策情報研究項目 2021XM59 7 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院院級基本科研業(yè) 務(wù)費課題 Y2021ZK21 和下一代開放知識服務(wù)平臺關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化集成與系統(tǒng)研發(fā)項目 2021XM59 7 共同資助 引用格式 Xin Z L Cui Y J Yang X W Kong L B and Lin Q 2022 Current Situation of global vegetable industry and research progress of vegetable breeding development path in China Fenzi Zhiwu Yuzhong Molecular Plant Breeding 20 9 3122 3132 辛竹 琳 崔彥娟 楊小薇 孔令博 林null 2022 全球蔬菜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及中國蔬菜育種發(fā)展路徑研究進(jìn)展 分子植物育種 20 9 3122 3132 評述與展望 Review and Progress 全球蔬菜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及中國蔬菜育種發(fā)展路徑研究進(jìn)展 辛竹琳 崔彥娟 楊小薇 孔令博 林null 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所 北京 100081 同等貢獻(xiàn)作者 通信作者 linqiao 摘 要 為了全面把握全球競爭格局下中國蔬菜產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略地位 推動中國蔬菜產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展 本研究 調(diào)研并分析了全國及中國蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 綜述了中國蔬菜種業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及問題 并提出相應(yīng)對策 結(jié) 果顯示 全球蔬菜生產(chǎn)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大 產(chǎn)量大幅增長 中國蔬菜種植面積與蔬菜產(chǎn)量在世界范null內(nèi)占比較大 進(jìn)出口貿(mào)易規(guī)模維持高位 是全球蔬菜第一大出口國 開發(fā)并保護(hù)優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源 完善蔬菜育種產(chǎn)學(xué)研體系 加大對蔬菜育種企業(yè)扶持力度 推進(jìn)生物育種技術(shù)研究 保護(hù)蔬菜育種者知識產(chǎn)權(quán) 能夠null固蔬菜種業(yè)在蔬 菜產(chǎn)業(yè)中的 芯片 地位 促進(jìn)中國蔬菜高質(zhì)量發(fā)展與糧食供給安全 關(guān)鍵詞 蔬菜產(chǎn)業(yè) 發(fā)展現(xiàn)狀 育種路徑 Current Situation of Global Vegetable Industry and Research Progress of Vegetable Breeding Development Path in China Xin Zhulin Cui Yanjuan Yang Xiaowei Kong Lingbo Lin Qiao Agricultural Information Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences Beijing 100081 These authors contributed equally to this work Corresponding author linqiao DOI 10 13271 j mpb 020 003122 Abstract In order to grasp the strategic position of China s vegetable industry in the global competition situation and promote the high quality development of China s vegetable industry this study investigates the development status of global and China s vegetable industry Moreover based on the development status and problems of Chi na s vegetable seed industry this study proposes corresponding countermeasures The results show that the scale of global vegetable production continues to expand and the output has increased significantly China s vegetable pl anting area and output account for a large proportion of the world The scale of China s vegetable import and exp ort trade remains at a high level and China is the largest vegetable exporter in the world Developing and prote cting high quality seed resources improving the production study and research system of vegetable breeding in creasing support for vegetable breeding enterprises promoting the research of biological breeding technology and protecting the intellectual property rights of vegetable breeders can not only consolidate the important position of vegetable seed industry in vegetable industry but also promote the high quality development of vegetables and food supply security in China Keywords Vegetable industry Development status Breeding path 蔬菜作為人體必需的維生素與null物質(zhì)的主要來 源 在全球農(nóng)作物種植方面占有重要地位 蔬菜是中 國種植業(yè)中的重要農(nóng)作物組成部分 中國蔬菜形成 了以種植 加工 貿(mào)易為主的蔬菜產(chǎn)業(yè)鏈體系 蔬菜 種業(yè)位于蔬菜產(chǎn)業(yè)鏈的上游 丁海鳳等 2020 中國蔬 菜 40 9 1 8 是推動蔬菜產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的有力保 障 也是維護(hù)國家糧食安全的堅實基礎(chǔ) 目前 中國 蔬菜種業(yè)面臨優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源保護(hù)不足 施俊生 2020 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué) 61 5 822 824 部分蔬菜品種依賴 國外種質(zhì)資源等null題 張圣平等 2021 隨著耕地 面積減少 農(nóng)null勞動力不足等不良因素的影響 黃 海null等 2022 蔬菜產(chǎn)業(yè)對蔬菜種業(yè)的發(fā)展提出了 更高的要求 因此 全面分析中國蔬菜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與種 業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 提出切實保障中國蔬菜種業(yè)發(fā)展的對 策尤為重要 中國蔬菜育種方式呈現(xiàn)多樣化 傳統(tǒng)育種方式 與現(xiàn)代育種方式結(jié)合的特點 近年來 隨著生物技術(shù) 的發(fā)展 蔬菜育種方式深入到分子層面 分子標(biāo)記輔 助育種技術(shù)與傳統(tǒng)育種技術(shù)相結(jié)合 加快了育種進(jìn) 程 提高了育種效率 李亞利等 2015 總結(jié)了SRAP 分子標(biāo)記技術(shù)在航天培育蔬菜品種方面的應(yīng)用 展望了SRAP分子標(biāo)記技術(shù)在航天誘變育種中的廣 泛應(yīng)用前景 為蔬菜育種提供了新思路 null美娟等 2021 探討了全基因組關(guān)聯(lián)分析在蔬菜育種中的應(yīng) 用 總結(jié)出全基因組關(guān)聯(lián)分析技術(shù)在鑒定蔬菜生長 發(fā)育基因 提高蔬菜品質(zhì) 增加蔬菜產(chǎn)量 加強(qiáng)蔬菜 抗性等方面具有重要應(yīng)用 對蔬菜作物育種意義重 大 隨著CRISPR Cas9基因編輯技術(shù)的成熟 目前 已經(jīng)成為重要的分子育種技術(shù) 暴會會等 2019 對 CRISPR Cas9技術(shù)的原理進(jìn)行闡述 并以番茄育種 為例 指出CRISPR Cas9技術(shù)在蔬菜育種中的應(yīng)用 促進(jìn)了蔬菜改良育種的研究 利用單倍體育種技術(shù) 培育蔬菜新品種是被跨國種子企業(yè)應(yīng)用的主流育種 技術(shù)之一 利用單倍體育種可以在2 3個世代創(chuàng)制 純系 縮短了育種周期 Ahmadi and Ebrahimzadeh 2020 朱惠霞等 2017 闡述了小孢子育種技術(shù)的發(fā) 展 并以null藍(lán)為例 討論了小孢子技術(shù)在null藍(lán)育種方 面的應(yīng)用 指出小孢子育種存在出胚率低等瓶頸 劉 冰江等 2018 對蔬菜單倍體離體誘導(dǎo)技術(shù)進(jìn)行分析 對其應(yīng)用途徑 影響因素以及在遺傳育種方面的應(yīng) 用進(jìn)行討論 指出蔬菜單倍體誘導(dǎo)技術(shù)在蔬菜育種 領(lǐng)域的局限性與應(yīng)用前景 null文龍等 2020 研究并建 立了芥藍(lán)單倍體育種的技術(shù)流程 并具有推廣應(yīng)用 的價值 白菜 nullnull null藍(lán)等蔬菜品種是中國蔬菜的主要 食用品種 研究人員對主要蔬菜品種的育種研究方 面做了大量工作 目前已取得多項突null性成就 劉東 明等 2015 楊麗梅 2021 對null藍(lán)育種工作進(jìn)行總結(jié) 目前中國對null藍(lán)的遺傳育種研究已取得重要進(jìn)展 對控制重要性狀的基因進(jìn)行定位 培育出 中null 628 中null828 中null56 等品質(zhì)優(yōu)良null藍(lán)新品 種 對推動中國蔬菜種業(yè)的發(fā)展意義重大 汪精磊等 2015 對十字花科蔬菜抽薹開花的調(diào)控機(jī)理進(jìn)行闡 述 對相關(guān)性狀的分子標(biāo)記開發(fā)問題 控制十字花科 蔬菜抽薹開花性狀的定位問題 分子機(jī)理內(nèi)容進(jìn)行 論述 為十字花科蔬菜的分子育種提供了理論依據(jù) 周null等 2018 對白菜類和null藍(lán)類蔬菜的抗病育種研 究進(jìn)展進(jìn)行了梳理 指出十字花科類蔬菜抗病育種 的發(fā)展方向 王朝蓮等 2020 論述了北京農(nóng)林科學(xué)院 根據(jù)西南市場對圓錐nullnull的多元化需求 培育出圓 錐null新品種 銳致 并在西南地區(qū)推廣種植 推動蔬 菜主要品種育種發(fā)展 中國幅員null闊 地域差異性大 蔬菜產(chǎn)業(yè)的地域 特征明顯 不同省份的蔬菜種植品種和生產(chǎn)模式存 在差異 苗曉穎等 2021 對中國蔬菜生產(chǎn)的重要省 份 山東省的蔬菜的生產(chǎn)布局情況進(jìn)行總結(jié) 經(jīng) 調(diào)研顯示 山東省蔬菜生產(chǎn)分布具有空間聚集性 但 存在蔬菜專業(yè)化生產(chǎn)水平較低的問題 李宗澤等 2020 對null 省種業(yè)發(fā)展問題進(jìn)行剖析 提出了通過 加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)力度 扶持種子企業(yè)等途徑加快 null 省種業(yè)的發(fā)展 蔬菜產(chǎn)學(xué)研結(jié)合是推動蔬菜產(chǎn)業(yè)良性循環(huán)的關(guān) 鍵 在推進(jìn)蔬菜育種的過程中 蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式 得到重null 丁海鳳等 2015 中國蔬菜 35 8 1 7 基于 蔬菜種業(yè)的組織方式與商業(yè)模式分析未來中國蔬菜 種業(yè)的發(fā)展方向 指出新型蔬菜企業(yè)應(yīng)采用先進(jìn)的 管理組織模式 為蔬菜種業(yè)的發(fā)展模式提供新思路 方智遠(yuǎn) 2018 回顧總結(jié)了中國蔬菜育種取得的成就 從市場需求的角度指出中國應(yīng)根據(jù)市場需求建立新 型育種體系 進(jìn)而推動蔬菜種業(yè)的發(fā)展 為蔬菜產(chǎn)業(yè) 發(fā)展模式提供了新的探索方法 近年來 持續(xù)深入創(chuàng)新發(fā)展的育種技術(shù)為蔬菜 育種提供了新的突null 中國蔬菜產(chǎn)業(yè)持續(xù)null大 蔬菜 貿(mào)易總量持續(xù)上升 本研究梳理了近二十年來中國蔬 菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程 從世界蔬菜產(chǎn)業(yè)的角度分析中國 蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況 總結(jié)中國蔬菜種業(yè)取得的成就 在基于蔬菜育種研究現(xiàn)存的問題基礎(chǔ)上提出了相應(yīng) 的發(fā)展建議 以期為蔬菜育種相關(guān)研究提供參考 全球蔬菜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及中國蔬菜育種發(fā)展路徑研究進(jìn)展 Current Situation of Global Vegetable Industry and Research Progress of Vegetable Breeding Development Path in China 3123 分子植物育種 Molecular Plant Breeding 1 全球及中國蔬菜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 1 1 生產(chǎn)水平穩(wěn)步上升 1 1 1種植面積穩(wěn)步增加 根據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織 Food and Agricult ure Organization of the United Nations FAO 的官方統(tǒng) 計數(shù)據(jù) https www fao org faostat zh data QCL 2019 年全球蔬菜種植面積為5 69 10 7 hm 2 亞洲地區(qū)為 4 244 10 7 hm 2 中國為2 516 10 7 hm 2 2000 2019年 全球蔬菜面積穩(wěn)步增加 蔬菜產(chǎn)業(yè)化整體呈上升趨 勢 保持在4 10 7 hm 2 以上 亞洲蔬菜種植面積占世 界蔬菜種植面積的60 以上 是世界蔬菜種植的主 要地區(qū) 2000 2019年中國蔬菜種植面積保持快速穩(wěn) 定增長趨勢 中國蔬菜種植面積占世界蔬菜種植面 積的比值呈增長趨勢 2019年中國蔬菜種植面積占 世界蔬菜種植面積的42 16 較2000年增長了約4 個百分點 圖1 馬鈴薯是全球蔬菜種植面積最大的蔬菜 2019 年全球馬鈴薯種植面積達(dá)到1 648 10 7 hm 2 占全球 蔬菜種植面積的27 61 馬鈴薯 洋蔥 番茄 甜菜 豌豆 卷心菜 和其他蕓苔 黃瓜 南瓜 nullnull和茄子 是全球蔬菜種植面積排行前十的作物 圖2 中國蔬 菜種植面積最大的是馬鈴薯 2019年中國馬鈴薯種 植面積達(dá)到4 04 10 6 hm 2 占中國蔬菜種植面積的 16 06 馬鈴薯 豌豆 黃瓜 番茄 洋蔥 卷心菜 和 其他蕓苔 大蒜 茄子 nullnull和菠菜是中國蔬菜種植面 積排行前十的作物 圖3 馬鈴薯 可作為糧食與null料 營養(yǎng)豐富且耐null存 食用消費市場需求較強(qiáng) 在全球 及中國的蔬菜種植中占有重要地位 全球與中國的 主要蔬菜種植種類相似 其中大蒜作為中國種植面積 較大的蔬菜作物 也成為中國出口的主要蔬菜品種 1 1 2蔬菜產(chǎn)量大幅增長 2019年全球蔬菜產(chǎn)量為11 302 10 8 kg 亞洲地 圖1 2000 2019年全球及中國蔬菜產(chǎn)業(yè)化趨勢 Figure 1 Global and Chinese vegetable industrialization trend from 2000 to 2019 區(qū)為8793億kg 中國為5 906 8億kg 2000 2019年 間全球蔬菜產(chǎn)量維持在6 800億kg至11 300億kg 之間 總體而言 全球蔬菜產(chǎn)量趨勢與產(chǎn)業(yè)化趨勢大 體一致 2010 2019年全球蔬菜種植面積變化不大 但產(chǎn)量穩(wěn)中有升 圖4 從蔬菜種類上來看 2000年 圖2 2019年全球主要蔬菜種植面積占比 Figure 2 Proportion of the world s main vegetable area in 2019 圖3 2019年中國主要蔬菜種植面積占比 Figure 3 Proportion of China s main vegetable area in 2019 3124 馬鈴薯 甜菜和番茄是全球產(chǎn)量最高的三種蔬菜 2019年 馬鈴薯 甜菜與番茄仍是全球產(chǎn)量最高的三 種蔬菜 馬鈴薯全球產(chǎn)量較2000年增加了330 07 10 8 kg 增長幅度達(dá)到10 26 甜菜全球產(chǎn)量較2000 年增加了319 13 10 8 kg 增長幅度達(dá)到12 82 番 茄全球產(chǎn)量較2000年增加了746 07 10 8 kg 增長幅 度達(dá)到68 82 在產(chǎn)兩方面 全球番茄產(chǎn)量有了較大 提升 亞洲蔬菜產(chǎn)量占世界蔬菜產(chǎn)量的70 以上 是世 界蔬菜生產(chǎn)的主要地區(qū) 2000 2019年中國蔬菜產(chǎn)量 呈迅速增長趨勢 2019年中國蔬菜產(chǎn)量較2000年增長 2898 7 10 8 kg 且2019年單產(chǎn)達(dá)到23 472 89 kg hm 2 同時中國蔬菜產(chǎn)量占世界蔬菜產(chǎn)量的比值也呈迅速 增長趨勢 2019年中國蔬菜產(chǎn)量占世界蔬菜產(chǎn)量的 52 56 較2000年增長了約8個百分點 是世界蔬 菜生產(chǎn)的主要國家 2000年 中國產(chǎn)量最高的五種蔬 菜分別是馬鈴薯 卷心菜 和其他蕓苔 黃瓜 番茄和 洋蔥 2019年 中國產(chǎn)量最高的五種蔬菜分別是馬鈴 薯 黃瓜 番茄 蘑菇 和松露 和茄子 馬鈴薯 黃瓜和 番茄是中國重要的蔬菜作物 2019年馬鈴薯產(chǎn)量較 2000年增長了93 4 10 8 kg 增長幅度達(dá)到14 84 2019年黃瓜產(chǎn)量較2000年增長了474 21 10 8 kg 增 長幅度達(dá)到202 51 2019年番茄產(chǎn)量較2000年增 長了406 49 10 8 kg 增長幅度達(dá)到182 07 中國主 要蔬菜作物產(chǎn)量的大幅度增長與育種技術(shù)的進(jìn)步密 切相關(guān) 1 2 貿(mào)易現(xiàn)狀持續(xù)擴(kuò)大 1 2 1中國蔬菜進(jìn)出口量小幅增長 2010 2019年全球蔬菜貿(mào)易量維持在500 10 8 kg 至700 10 8 kg之間 進(jìn)出口量大體平衡 從不同地區(qū) 的貿(mào)易份額來看 亞洲占了全球蔬菜進(jìn)出口總額的 30 左右 歐洲是全球蔬菜第一大進(jìn)出口區(qū) 亞洲是 圖4 2000 2019年全球及中國蔬菜產(chǎn)量趨勢 Figure 4 Trend of global and Chinese vegetable production from 2000 to 2019 全球第二大蔬菜進(jìn)出口區(qū) 進(jìn)口量約占全球的25 出口量在30 左右 蔬菜出口份額比進(jìn)口份額高 2010 2019年中國蔬菜出口量保持穩(wěn)定的同時呈增 長趨勢 2018 年中國蔬菜出口量突null 100 10 8 kg 2019年中國蔬菜出口量達(dá)到104 38 10 8 kg 2010 2019 年中國蔬菜出口量約占全球蔬菜出口量的14 15 占比較為穩(wěn)定 中國蔬菜進(jìn)口量小于中國蔬菜出口 量 2010 2019 年間中國蔬菜進(jìn)口量呈緩慢增長趨 勢 2010 2019年中國蔬菜進(jìn)口量約占世界蔬菜進(jìn)口 量的2 3 占比較為穩(wěn)定 圖5 1 2 2中國是全球蔬菜第一大出口國 主要出口大蒜 卷心菜 洋蔥 胡蘿卜和生姜等 從全球蔬菜進(jìn)出口國的分布來看 2010 2019年 全球蔬菜主要進(jìn)口國有美國 英國 法國和日本 各 國進(jìn)口量相對全球蔬菜進(jìn)口總量而言占比都不高 其中 美國在2010 2019年蔬菜進(jìn)口量最高 2019年 美國蔬菜進(jìn)口量約為110 6 10 8 kg 是全球蔬菜進(jìn)口 量最高的國家 圖6 中國 荷蘭 西班牙和美國為全球 蔬菜的主要出口國 2010 2019年 中國一直是全球蔬 圖5 2010 2019年全國及中國蔬菜國際貿(mào)易規(guī)模 Figure 5 International trade scale of vegetables in China and Chi na from 2010 to 2019 全球蔬菜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及中國蔬菜育種發(fā)展路徑研究進(jìn)展 Current Situation of Global Vegetable Industry and Research Progress of Vegetable Breeding Development Path in China 3125 分子植物育種 Molecular Plant Breeding 菜出口量最大的國家 2019年中國的蔬菜出口總量 約為104 4 10 8 kg 約占全球蔬菜出口量的15 是 全球最大的蔬菜出口國 第二名是西班牙約為78 4 10 8 kg 占比11 第三名荷蘭約為66 6 10 8 kg 占比 10 在蔬菜生產(chǎn)方面 中國擁有優(yōu)越的自然條件和 長期的null策支持 成為全球蔬菜出口第一大國 圖7 西班牙的國土面積與可用農(nóng)業(yè)占地面積不大 但西班 牙注重因地制宜發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè) 選擇適合本地農(nóng)業(yè) 發(fā)展的生產(chǎn)設(shè)施 重null推廣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù) 大力發(fā) 展有機(jī)農(nóng)業(yè) 鮑順淑等 2019 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 39 31 58 61 由于西班牙氣候全年溫和 農(nóng)作物成熟期較 早 因此西班牙與全球蔬菜出口量排名第三的荷蘭 錯季發(fā)展農(nóng)業(yè) 實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的最大化 荷蘭 農(nóng)業(yè)資源貧乏 自然條件并不適合發(fā)展農(nóng)業(yè) 但荷蘭追 求可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)模式 依null先進(jìn)的農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù) 發(fā)展專業(yè)化集約型農(nóng)業(yè) 同時發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè) null游觀 光型農(nóng)業(yè)和康養(yǎng)型農(nóng)業(yè) 探索出了以專業(yè)化 現(xiàn)代化 集約化為特點的荷蘭農(nóng)業(yè)奇跡 張斌和金書秦 2020 根據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織 Food and Agricul ture Organization of the United Nations FAO 的統(tǒng)計 數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn) 中國主要出口的蔬菜品種為大蒜 卷心菜 及其他蕓苔 洋蔥 胡蘿卜 生姜 土豆 番茄和null null等 圖6 此外 蔬菜的加工品出口量較大 番茄醬 的出口數(shù)量達(dá)到9 31 10 8 kg 蘑菇null頭出口量達(dá)到 2 64 10 8 kg 圖8 2 中國蔬菜育種研究進(jìn)展及存在的問題 2 1 中國蔬菜育種研究進(jìn)展 2 1 1雜種優(yōu)勢育種技術(shù)成效顯著 雜種優(yōu)勢育種成為中國蔬菜育種的主要方法之 一 中國蔬菜的雜種優(yōu)勢育種工作始于20世null70年 圖6 2010 2019年全球蔬菜主要進(jìn)口國及進(jìn)口量 Figure 6 Major importing countries and import volume of vegeta bles in the world from 2010 to 2019 代 至今已建立較完整的蔬菜雜種優(yōu)勢育種技術(shù)體系 主要蔬菜的雜交品種成為主要種植品種 如null藍(lán)品 種 蘇null27 王神云等 2018 中null628 呂紅豪等 2019 中null1305 張揚勇等 2020 這些null藍(lán)品種滿 足了null藍(lán)市場消費多樣化的需求 在品質(zhì) 抗病 抗 逆等方面有了進(jìn)一步的提高 黃瓜經(jīng)過雜交育種 選 育的品種耐低溫耐弱光 優(yōu)質(zhì)多抗 如廣東省農(nóng)業(yè)科 學(xué)院育成的 早青1號 黃瓜品種 品質(zhì)優(yōu)良 抗霜霉 病 耐寒性強(qiáng) 劉明月 2021 null南農(nóng)業(yè) 28 3 30 null null的雜交新品種抗病性優(yōu)良 果實風(fēng)味與維生素含 量進(jìn)一步提升 如河南農(nóng)業(yè)科學(xué)院培育的 新科16 任nullnull等 2021 適宜null建春季種植的 明null10號 nullnull貴等 2021 豫null18號 姚秋菊等 2021 等 2 1 2抗病育種技術(shù)應(yīng)用廣泛 中國1983年開展蔬菜抗病育種工作 經(jīng)過三十 圖7 2010 2019年全球蔬菜主要出口國家及出口量 Figure 7 Major vegetable exporting countries and export volume in the world from 2010 to 2019 圖8 2019年中國蔬菜主要出口種類及出口量 Figure 8 China s main vegetable export types and export volume in 2019 3126 全球蔬菜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及中國蔬菜育種發(fā)展路徑研究進(jìn)展 Current Situation of Global Vegetable Industry and Research Progress of Vegetable Breeding Development Path in China 余年的探索 目前中國已掌握主要蔬菜品種的主要 病害的生理小種及病毒病原的種群分布 蔬菜的抗 病育種方法包括常規(guī)的雜交育種與分子標(biāo)記輔助選 擇育種 在白菜 番茄 null藍(lán) nullnull 等主要蔬菜品種 的選育中成果顯著 在十字花科蔬菜抗根腫病品種 的選育中 李慧null等 2020 對34個供試大白菜品種 進(jìn)行抗根腫病能力測試 篩選出6種可在陜西種植 的大白菜品種 null延青等 2019 利用雜交育種 將根 腫病高抗白菜品種 康根51 與null藍(lán)型油菜進(jìn)行雜 交 獲得了對云南特定根腫病具有抗性的null藍(lán)型油 菜新品種 有利于油菜根腫病的抗病育種 由于根腫 菌勝生理小種較多 篩選具有地域根腫病抗性的十 字花科蔬菜的研究較多 通過選育抗病品種防治病 害比化學(xué)防治 生物防治更經(jīng)濟(jì)有效 在選育番茄的 抗病品種的過程中 通常將常規(guī)育種與分子標(biāo)記輔 助育種等分子生物技術(shù)結(jié)合 如通過雜交選育的高 抗葉霉病的 null粉186 nullnull道等 2021 和抗黃化曲 葉病毒病的 園藝504 呂書文等 2021 nullnull農(nóng)業(yè)科 學(xué) 62 3 86 88 番茄抗灰葉斑病Sm基因 高存等 2019 抗晚疫病Ph 3純合基因 劉夢姣等 2019 抗 斑萎病毒病Sw 5基因 王濤等 2021 的分子標(biāo)記與 檢測為番茄抗病育種材料的鑒定與篩選奠定了基 礎(chǔ) 蔬菜抗病育種需要優(yōu)良的種質(zhì)資源與優(yōu)異種質(zhì) 的創(chuàng)新 優(yōu)良的種質(zhì)資源是良種培育的基礎(chǔ) 中國在 重null蔬菜品種收集的同時 將高新技術(shù)與常規(guī)育種 方式結(jié)合 加快了對抗病蔬菜品種的培育 2 1 3分子標(biāo)記輔助選擇育種技術(shù)持續(xù)優(yōu)化 隨著人民對于蔬菜品質(zhì)要求的提高 傳統(tǒng)的育 種技術(shù)已無法滿足蔬菜育種要求 分子標(biāo)記輔助選 擇育種具有縮短蔬菜育種年限 提高產(chǎn)量 可精準(zhǔn)選 擇目的等優(yōu)良特點 成為蔬菜作物育種的主要應(yīng)用 技術(shù) 目前 中國自主開發(fā)了與控制重要性狀基因緊 密連鎖的分子標(biāo)記 分子標(biāo)記輔助選擇的準(zhǔn)確率達(dá) 85 以上 番茄花葉病毒 null藍(lán)抗枯萎病 黃瓜抗黑星 病等抗病基因的分子標(biāo)記已經(jīng)實際應(yīng)用于蔬菜作物 育種 王立浩等 2016 隨著高通量分子標(biāo)記檢測技 術(shù)的發(fā)展 蔬菜分子標(biāo)記輔助選擇育種在通量上得 到提升與優(yōu)化 丁蕾等 2021 私人通信 其中建立以 全基因組SNP為基礎(chǔ)的全基因組選擇技術(shù)平臺是蔬 菜育種的核心 中國蔬菜種業(yè)的高通量分子標(biāo)記育 種平臺基本建成 丁海鳳等 2020 中國蔬菜 40 9 1 8 高通量測序鑒定蔬菜的抗性基因為蔬菜提供了 育種新方法 侯富恩等 2019 利用SCAR標(biāo)記技術(shù)篩 選具有抗病基因的番茄株系 獲得了抗性高 性狀 優(yōu)良的自交系 為番茄抗病育種提供了新的種質(zhì)資 源 對蔬菜重要性狀分子標(biāo)記的開發(fā)將加快分子標(biāo) 記輔助育種的進(jìn)程 丁海鳳等 2020 中國蔬菜 40 9 1 8 魏爽等 2019 對黃瓜苗期耐熱性進(jìn)行篩選 在蔬菜的抗性性狀篩選方面 經(jīng)過全基因關(guān)聯(lián)分析 檢測出7個與黃瓜苗期耐熱性相關(guān)的基因位點 為 黃瓜耐熱性基因的挖掘和育種提供了理論依據(jù) 吳 曉花等 2020 研究了117份瓠瓜微核心種質(zhì)對白粉 病的抗性 通過全基因組關(guān)聯(lián)分析 鑒定了瓠瓜22 個和13個與白粉病抗性相關(guān)的SNP標(biāo)記 促進(jìn)了瓠 瓜抗白粉病的分子育種 在nullnull的抗病性基因檢測 仿麥呢 Ali等 2020 發(fā)現(xiàn)CaChiVI2基因與nullnull的耐 熱性和抗旱性密切相關(guān) 能夠通過減少活性氧的積 累和調(diào)節(jié)防御基因的表達(dá)使nullnull具有抗性 抗病基 因的發(fā)現(xiàn)為null 分子標(biāo)記輔助育種工作提供幫助 2 1 4基因編輯育種技術(shù)亟待發(fā)展 2013年 隨著CRISPR Cas9技術(shù)的出現(xiàn)與成熟 基因編輯育種技術(shù)通過合成sgRNAnull可對基因進(jìn) 行修飾 暴會會等 2019 目前基因編輯育種避null了 在分子育種過程中加入外源基因 有效避null了轉(zhuǎn)基 因技術(shù)育種的不確定性 實現(xiàn)了對基因的可控 為蔬 菜作物育種提供新的方向 目前基因編輯育種在國內(nèi) 蔬菜作物育種中針對番茄 Li et al 2018 白菜 Mur ovec et al 2018 null藍(lán) Murovec et al 2018 等開展 了基礎(chǔ)研究 并未廣泛推廣 2 1 5品質(zhì)育種技術(shù)推廣應(yīng)用 培育適應(yīng)商業(yè)需求的新品種成為蔬菜育種的新 目標(biāo) 目前中國在null藍(lán) 蘿卜 nullnull等方面培育了多 種優(yōu)質(zhì)品種 如 中null11號 申領(lǐng)艷等 2021 博null 紅牛 周書棟等 2020 等 2 2 中國蔬菜育種研究存在的問題 2 2 1對優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源的開發(fā)與保護(hù)不足 中國幅員null闊 生物種類數(shù)量多 農(nóng)作物種質(zhì)資 源豐富 但中國對種質(zhì)資源的采集 鑒定 保護(hù) 篩選 等工作開展時間較晚 因此對種質(zhì)資源的保護(hù)工作 相對滯后 方智遠(yuǎn) 2018 據(jù)第三次全國農(nóng)作物種質(zhì) 資源普查與收集的階段性成果顯示 中國農(nóng)作物地 方品種存在保護(hù)力度不足 優(yōu)質(zhì)特性作物品種消失 等問題 null管中國優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源較多 但育種企業(yè)及 科研機(jī)構(gòu)的研發(fā)能力有限 對優(yōu)質(zhì)種質(zhì)的研發(fā)與推 廣不足 導(dǎo)致本土耐瘠薄 抗病等品種利用率不足 王 3127 分子植物育種 Molecular Plant Breeding 志丹等 2021 2 2 2蔬菜育種 育繁推 結(jié)合緊密度不足 在蔬菜育種方面 創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)窍嗷ヲ?qū)動 發(fā)展 目前中國科研機(jī)構(gòu)是進(jìn)行蔬菜育種的主要單 位 種子企業(yè)主要進(jìn)行種子的推廣與銷售工作 但科 研單位null擔(dān)科研null育等工作 導(dǎo)致蔬菜育種專注度 不足 同時與企業(yè)聯(lián)系不夠緊密 導(dǎo)致蔬菜種子 育 繁推 結(jié)合緊密度不足 中國蔬菜種業(yè)企業(yè)對核心人 才的吸引力不足 導(dǎo)致企業(yè) 繁育 水平整體較弱 據(jù) 農(nóng)業(yè)部調(diào)查數(shù)據(jù)顯示 中國目前共有農(nóng)作物種子企業(yè) 7372家 其中具備育繁推一體化能力的企業(yè)109家 僅占1 5 b05ec4244ddb4fabb3eb560c5452258d shtml 目前中 國蔬菜育種企業(yè)開始面向市場終端 培養(yǎng)突null性新 品種 如國內(nèi)隆平高科 惠民科技等大型育種企業(yè)改 革育種機(jī)制 以市場為導(dǎo)向 培養(yǎng)企業(yè)科技競爭力 2 2 3生物育種技術(shù)研究存在差距 中國蔬菜育種以雜交育種為主 培育了大白菜 null null藍(lán)等優(yōu)質(zhì)雜交一代品種 在蔬菜作物分子育 種方面 中國自2009年起 通過科研單位主持與國 際合作完成了黃瓜 白菜 馬鈴薯 番茄 西瓜 null藍(lán) 等基因組測序 構(gòu)建了主要蔬菜高密度SNP遺傳連 鎖圖譜 標(biāo)記定位了一批與抗病性 蔬菜產(chǎn)量等相關(guān) 的基因 方智遠(yuǎn) 2018 進(jìn)入21世null以來 生物學(xué)科 交叉null合發(fā)展 生物理論與技術(shù)創(chuàng)新不斷涌現(xiàn) 遺傳 學(xué)在分子層面有突null性進(jìn)展 基因編輯技術(shù)成為全 球新null育種技術(shù) 在玉米 張翔等 2021 大豆 Bai et al 2020 小麥 Wang et al 2020 等農(nóng)作物中應(yīng)用廣 泛 在蔬菜作物育種方面尚未推廣 2021年日本批準(zhǔn) 日本筑波大學(xué)和企業(yè)共同研發(fā)的基因編輯西紅柿銷 售 其中包含的 氨基丁酸含量是天然品種的4 5 倍 林敏 2021 目前基因編輯育種在中國蔬菜育種 中尚未得到實際應(yīng)用 搶占基因編輯育種先機(jī)是提 高國內(nèi)育種水平的重要機(jī)遇 2 2 4部分蔬菜種質(zhì)面臨 卡脖子 問題 目前 大白菜 null藍(lán) 黃瓜 nullnull 蘿卜等蔬菜作物 主要以國產(chǎn)品種為主 經(jīng)過四十余年的蔬菜育種工 作 中國自主選育的蔬菜品種達(dá)到87 http agri 分蔬菜品種如青花菜 抗病雜交菠菜 耐抽薹大白菜 孢子null藍(lán)等蔬菜的進(jìn)口種子市場份額較大 達(dá)到80 以上 部分蔬菜品種的國外種質(zhì)認(rèn)可度較高 如nullnull 品種中的保加利亞尖null 奧地利7714 以色列尖null 等 觀賞性較強(qiáng) 耐低溫耐弱光 在果實整齊度方面 具有一定優(yōu)勢 國外種子占比較大的蔬菜品種目前 在國內(nèi)得到重null 育種企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)開展部分蔬 菜品種的育種研究 種子是農(nóng)業(yè)的 芯片 掌握蔬菜 育種技術(shù)是保障蔬菜供應(yīng)的關(guān)鍵 2 2 5育種者知識產(chǎn)權(quán)null以保障 中華人民共和國種子法 是中國與種子相關(guān)的 第一部法律 自2000年起正式實施 2021年開始第 四次修訂 未修訂前的種子法對于套牌種子等侵害 育種者權(quán)益的行為無法進(jìn)行有效約束 種業(yè)存在急 功近利與種質(zhì)同質(zhì)化嚴(yán)重等問題 仿種子 套牌種子 等侵權(quán)行為對育種者的創(chuàng)新積極性造成打擊 種業(yè) 侵權(quán)行為鑒定null 處罰輕 使育種者無法受益于研發(fā) 成果 育種產(chǎn)業(yè)陷入負(fù)向循環(huán) 2 3 中國蔬菜育種啟示與建議 2 3 1重null優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源的開發(fā)與保護(hù) 對蔬菜種質(zhì)資源既要注重 開發(fā) 也要注重 保 護(hù) 中國本土的蔬菜種質(zhì)資源數(shù)量較多 應(yīng)加強(qiáng)對 本土蔬菜品種的開發(fā) 對于具有抗病抗逆的優(yōu)質(zhì)蔬 菜品種要注重保護(hù)工作 據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)null部全國農(nóng)業(yè)種 質(zhì)資源普查資料顯示 中國存在地方農(nóng)作物品種消 失風(fēng)險加劇 野生農(nóng)作物資源減少的問題 野生物種 的消失不僅影響生物多樣性 也會造成優(yōu)異基因流 失 content 5595469 htm 同時要注重收集國外優(yōu)質(zhì)蔬 菜品種 擴(kuò)大國內(nèi)蔬菜種質(zhì)資源 結(jié)合國外種質(zhì)資源 的優(yōu)點培育國內(nèi)蔬菜新品種 2 3 2完善蔬菜育種的產(chǎn)學(xué)研體系 蔬菜育種工作需要科研單位 高等院校和蔬菜 企業(yè)等主體共同完成 形成分工明確 產(chǎn)學(xué)結(jié)合 研 用結(jié)合的分工體系 科研單位與高等院校在蔬菜育 種工作中應(yīng)主要null擔(dān)育種材料與方法的研究 蔬菜 企業(yè)應(yīng)null擔(dān)蔬菜品種的選育工作 但這種分工并不 是絕對的 科研單位與高等院校也可以進(jìn)行蔬菜品 種的選育 而企業(yè)也可以從事蔬菜育種的基礎(chǔ)工作 例如圣尼斯和德澳特兩個蔬菜種子企業(yè)在分子生物 學(xué)研究方面取得了突出的成就 科研單位加快建設(shè) 蔬菜國家重點實驗室 強(qiáng)化蔬菜種質(zhì)資源的原始創(chuàng) 新 企業(yè)以市場為導(dǎo)向 推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研新種質(zhì)協(xié)同創(chuàng)新 與共用 王志丹等 2021 3128 全球蔬菜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及中國蔬菜育種發(fā)展路徑研究進(jìn)展 Current Situation of Global Vegetable Industry and Research Progress of Vegetable Breeding Development Path in China 2 3 3加大對蔬菜育種企業(yè)扶持力度 國際種業(yè)公司規(guī)模較大 具有完整的種質(zhì)收集 評價 繁育 推廣的機(jī)構(gòu)與研究null隊 中國蔬菜企業(yè) 數(shù)量增長較快 但規(guī)模較小 育種類型單一 科研能 力薄弱 企業(yè)呈 小弱散 的特點 企業(yè)利潤率低 企 業(yè)商品種子銷售收入僅由2012年的731 9 10 8 元增 長到 2019 年的 742 9 10 8 元 npc c30834 202110 b05ec4244ddb4fabb3eb560c5452 258d shtml 要廣泛吸引社會資本投入種業(yè)企業(yè) 引 導(dǎo)種業(yè)企業(yè)加大對蔬菜商業(yè)化育種的投入 陳永紅等 2018 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué) 59 7 1077 1081 2 3 4推進(jìn)生物育種技術(shù)研究 進(jìn)一步完善雜種優(yōu)勢育種 抗病育種等常規(guī)育 種技術(shù) 擴(kuò)大育種的蔬菜種類 研究雜種優(yōu)勢的分子 機(jī)制 完善蔬菜抗病抗逆等性狀的鑒定與篩選技術(shù) 方智遠(yuǎn) 2018 推進(jìn)關(guān)于生物育種技術(shù)在蔬菜作物 方面的基礎(chǔ)研究與實踐應(yīng)用 在基因編輯育種等技 術(shù)領(lǐng)域占領(lǐng)蔬菜生物育種的制高點 2 3 5保護(hù)蔬菜育種者知識產(chǎn)權(quán) 2021年 中華人民共和國種子法 開始第四次 修訂 種子法的修正對促進(jìn)育種產(chǎn)業(yè)發(fā)展 保護(hù)知識 產(chǎn)權(quán) 保障國家糧食安全方面具有重要意義 允許并 授權(quán)實質(zhì)性派生植物品種 保護(hù)育種者的研發(fā)成果 是促進(jìn)育種產(chǎn)業(yè)與育種工作者形成正向有效循環(huán)的 有力舉措 加大對侵權(quán)者的懲罰力度 完善侵權(quán)賠償 及法律責(zé)任制度 對種質(zhì)資源的選育與保護(hù)工作實施 獎勵制度 提高育種企業(yè)的研發(fā)能力與育種積極性 3總結(jié)與展望 蔬菜種業(yè)發(fā)展事關(guān)蔬菜產(chǎn)業(yè)進(jìn)步 保障蔬菜種 質(zhì)安全是保障國家糧食安全的基礎(chǔ) 中國是蔬菜產(chǎn) 業(yè)大國 針對蔬菜產(chǎn)業(yè)及種業(yè)中的突出問題 要在結(jié) 合國際與國內(nèi)行業(yè)形勢的基礎(chǔ)上 通過加強(qiáng)生物育 種技術(shù)的研究與應(yīng)用 推動優(yōu)質(zhì)蔬菜品種繁育 因地 制宜實施差異化戰(zhàn)略 提高蔬菜耕收機(jī)械化水平等 措施提升中國蔬菜產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展 保障人民生活 的 菜籃子 作者貢獻(xiàn) 辛竹琳和崔彥娟是綜述的主要撰寫人 完成相 關(guān)文獻(xiàn)資料的收集和分析及論文初稿的寫作 楊小 薇和孔令博參與文獻(xiàn)資料的分析 整理 林null是項目 的構(gòu)思者及負(fù)責(zé)人 指導(dǎo)論文寫作 全體作者都閱讀 并同意最終的文本 致謝 本研究由NSTL糧食與食品安全國際戰(zhàn)略與null 策情報研究項目 2021XM59 7 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院院 級基本科研業(yè)務(wù)費課題 Y2021ZK21 和下一代開放 知識服務(wù)平臺關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化集成與系統(tǒng)研發(fā)項目 2021XM59 7 共同資助 參考文獻(xiàn) Ahmadi B and Ebrahimzadeh H 2020 In vitro androgenesis s