阳文龙,李锡香
(中国农业科学院蔬菜花卉研究所,北京 100081 )
种质资源又称遗传资源,是携带生物遗传信息的载体,具有实际或潜在的利用价值。蔬菜种质资源包括各种蔬菜的栽培种、野生种、野生和半野生近缘种,以及人工创造的品种、品系、遗传材料等的种子、组织、器官、细胞、染色体、DNA片段和基因等[1-2]。蔬菜种质资源是生物多样性的重要组成部分,是蔬菜科学研究和蔬菜生产可持续发展的物质基础,是支撑农业科技原始创新和蔬菜育种的物质基础,是保障国家“菜篮子”安全的战略性资源,在满足人们对蔬菜种类和品质多样性需求中具有重要作用。下面将对我国蔬菜种质资源自建国以来的基础性工作和应用基础等方面研究进展进行简要回顾,并对发展中存在的问题进行总结且有针对性地提出相关对策建议。
新中国成立前,有组织的蔬菜种质资源工作几乎是空白。新中国成立后,我国政府和科研机构开始重视蔬菜种质资源工作。20世纪80年代初期以前主要开展了对重点地区蔬菜地方品种资源的考察收集和征集整理。80年代中期以后,在继续开展对全国蔬菜地方品种资源调查整理的基础上,组织了全国性的蔬菜种质资源考察搜集、繁种编目、入库保存、鉴定评价。2000年至今,在继续拓展国家蔬菜种质资源库的同时,注重了优异资源的挖掘和创新利用工作。我国的蔬菜种质资源保护、研究与创新体系得以逐步建立。
自20世纪20年代以来,全球范围内的作物种质资源学科逐渐形成并得到发展。20世纪50年代,中国政府和科学技术界开始关注本国的植物资源侵蚀问题,在全国范围内开展了多次农作物种质资源的征集和科学考察活动。在蔬菜种质资源方面,1956年由华北农业科学研究所组织华北四省有关单位进行了北方蔬菜品种的调查和整理工作,拉开了中国蔬菜种质资源调查、考察和收集整理工作的序幕。1958年中国农业科学院蔬菜研究所成立,并于20世纪50年代末组织全国27个省(市)、自治区有关单位进行了全国性的蔬菜地方品种的调查和整理,共调查整理出蔬菜地方品种资源17 393份;但是,由于这些资源分散在全国各地,条件有限,保存不善。尤其是文化大革命期间,因为对这些资源疏于管理,造成了不可逆转的破坏。
1978年2 月,中国农业科学院蔬菜研究所成立了蔬菜品种资源研究室。1979年,中国农业科学院主持召开第一次“全国农作物品种科技工作会议”,国家科委和农业部联合发出了“关于开展农作物品种资源补充征集的通知”。同年10月中国农业科学院蔬菜花卉研究所在重庆主持召开了“第三次全国蔬菜科研规划协作会议”,把蔬菜品种资源的调查、搜集、整理工作列为全国攻关协作内容。推进了蔬菜种质资源研究工作的开展和工作体系的建立。
在1981—1985年间,通过主持召开“全国蔬菜品种资源研究协作会议”“全国蔬菜地方品种资源种子入库工作会议”,制定并落实了蔬菜品种资源研究协作计划,商讨了蔬菜品种目录及品种志的编写、蔬菜品种资源的考察和征集、蔬菜品种观察项目标准以及蔬菜种子入库等工作。至1985年,全国调查、整理的地方品种资源已达16 187份。为“七五”(1986—1990年)期间蔬菜种子入库的顺利进行做了充分的准备。
20世纪80年代中期,蔬菜种质资源研究被列入国家“七五”重点科技攻关计划,中国农业科学院蔬菜花卉研究所组织了由29个省、市、自治区32个蔬菜科研和教学单位参加的协作攻关,主持专题“蔬菜种质资源繁种和主要性状研究(75-01-02-07)”。经过5年的努力,共收集、繁殖、整理了132种(变种)、17 007份蔬菜种质资源,交国家种质资源库长期保存;“八五”期间,又收集、繁殖、整理、入国家库10 024份。在将收集的蔬菜种质资源繁殖入国家库的同时,中国农业科学院蔬菜花卉研究所于1986年建立了简易的蔬菜种质资源中期库,对所有入国家库后剩余的蔬菜种质的种子进行中期保存,以满足资源研究和分发的需要。
期间,国家蔬菜种质资源中期库研究制定了81种蔬菜的主要植物学性状和农艺性状调查记载项目和标准;对搜集到的资源进行了较全面系统的整理,编辑出版了我国第一部《中国蔬菜品种资源目录》。研究建立了基于DabaseⅢ的蔬菜种质资源数据库。如果说“八五”以前的蔬菜种质资源的国家攻关计划是以收集、整理,繁种、入库、编目,基本农艺性状鉴定为主的话,那“九五”以后的工作则是在继续拓展蔬菜种质资源物种和遗传多样性的同时,逐步涉及到各种蔬菜种质资源的鉴定评价、挖掘和创新利用。
20世纪80年代初,武汉市蔬菜研究所开始了水生蔬菜资源的收集、保存和鉴定评价工作,1990年农业部以武汉市蔬菜科学研究所为依托单位,挂牌成立“国家水生蔬菜圃(武汉)”。
蔬菜种质资源研究的任务和目标除了抢救性收集和安全保存丰富的蔬菜种质资源外,更需要探明中国蔬菜种质资源的分布规律和遗传多样性水平,建立和完善蔬菜种质鉴定评价技术体系及相关规程和标准,挖掘和创新优异种质资源,提高资源的利用率。进入21世纪以来,我国蔬菜种质资源研究工作从经验性、描述性种质资源研究转向了标准化、科学化和规范化。特别是在技术规范、创新方法方面得到了显著发展。
◎ 国家蔬菜种质资源保护体系建立
国家种质北京蔬菜资源中期库和国家种质武汉水生蔬菜圃分别于2000年和2005年完成改、扩建,国家西甜瓜中期库和国家无性繁殖及多年生蔬菜资源圃分别于2001年和2005年初建,目前我国已建成了完善的国家蔬菜种质资源保护体系。据各个库圃的实时统计,至2019年10月底,通过各种渠道从国内外收集、引进、鉴定、繁殖入国家库圃的蔬菜品种资源4.17万余份(包括34 543份各种有性繁殖蔬菜资源、4 005份西甜瓜资源、1 962份水生蔬菜资源、1 180份无性繁殖蔬菜资源),种类涉及240余种。
国家蔬菜资源库圃在开展种质资源基本农艺性状鉴定的同时,以原始收集样品为对象,对18种蔬菜4.5万份次种质进行了抗病虫、抗逆鉴定和品质分析,获得了约3 000份优异种质。涉及14种蔬菜33种病虫害、10种蔬菜10项品质性状、4种蔬菜6项抗逆性状。
◎ 研制了蔬菜种质资源描述规范
为了实现蔬菜种质资源标准化整理整合与共享,研制和出版了萝卜、胡萝卜、大白菜、不结球白菜、菜薹和薹菜、叶用和薹(籽)用芥菜、根用和茎用芥菜、结球甘蓝、花椰菜和青花菜、芥蓝、黄瓜、南瓜、冬瓜和节瓜、苦瓜、丝瓜、瓠瓜、西瓜、甜瓜、番茄、茄子、辣椒、菜豆、韭菜、葱(大葱、分葱、楼葱)、洋葱、芹菜、苋菜、莴苣、姜、莲、茭白、蕹菜、水芹、芋、荸荠、菱、慈姑、芡实、蒲菜、百合、黄花菜、山药、黄秋葵45种蔬菜作物种质资源描述规范和数据标准。这些描述规范通过集成创新,较IPGRI的Descriptor系列丛书更加系统和完善。重点是依据我国特有种质的特异性状,生产和育种的迫切需求,建立了一些原始创新技术指标,并进行了技术指标的集成创新,如针对我国发现的无花柄盾形苞叶的苦瓜种质,增加了花柄盾形苞叶有无之描述符,为原始创新指标。茎用芥菜是我国的特有蔬菜种质,肉(瘤)茎类型、形状、纵径和横径等均为描述茎芥产品器官的重要性状,在IPGRI和国内外DUS标准中均未出现。茎用莴苣是我国的特有莴苣变种,在莴苣种质资源描述规范和数据标准中新增了肉茎形状、纵径、横径等指标,这是国内外其他标准中没有的。以此为支撑,完成16 000份蔬菜资源的整理整合,实现了部分资源的信息和实物共享。
蔬菜种质资源应用基础研究涉及面广,包括种质资源保存技术、遗传多样性与遗传演化、种质资源精准评价、优异基因资源挖掘、优异种质创新利用等。21世纪之前,我国蔬菜种质资源应用研究主要基于形态学进行开展,相关研究效率较低。随着分子标记技术和测序技术的快速发展,在国家自然科学基金、863、973等重大科技计划支持下,我国蔬菜种质资源的应用基础研究取得了显著进展,有效支撑了我国现代种业发展。
通常,能产生正常性种子的植物种质资源是在低温库以种子形式进行保存。不能产生正常性种子的植物种质资源在田间种质圃、植物园、原生境保护区进行野外保存和在试管苗库、超低温库进行离体保存。国家库已建立一套先进种子入库前处理和管理技术。研究出80多种农作物栽培和野生近缘植物种子的生活力检测方法,并为这些资源的入库提供了技术保证。提出了低温库贮存种质的生活力监测方案,确保了国家库40多万份贮存种质的长期、安全保存。
在节能保存技术方面,我国对超干燥技术进行了深入广泛的研究。对有性繁殖蔬菜来说,对种子进行超干燥保存,可以实现种子的寿命延长和节能保存的双赢。自1989年程红焱等首先在我国开展种子超干贮藏研究以来,已取得一定的成绩并得到较广泛的应用。如严敏[3]研究表明将辣椒种子含水量干燥至5%以下,无论是常温贮藏3年,还是高温老化1个月,辣椒种子超干贮藏的最适含水量范围均为2.4%~5.0%。何序晨[4]采用硅胶干燥的方法对“皖杂一号”和“丰收2号”西瓜品种的种子进行超干贮藏试验发现,当种子含水量≥5.22%,随着贮藏时间的延长,发芽率下降较快;种子含水量在1.65%~4.12%,发芽率下降缓慢,经20~23年密闭贮藏后仍保持较高的发芽率;但是,超干燥保存技术目前还有很多问题需要去解决,如:适合超干贮藏的种子类型、种子脱水的极限以及脱水对种子遗传稳定性具体影响的研究等。
对于无性繁殖蔬菜除种质圃保存之外,还研究了超低温保存技术,以期达到安全高效的目的。自1973年Nag等[5]首次报道利用超低温保存技术成功冻存萝卜悬浮细胞的研究以来,人们从茎尖的选择、预处理、冰冻保护剂、冻存、解冻与洗涤、恢复培养及成活后检测等多个方面研究了超低温保存的影响因素及操作关键技术,这为蔬菜作物的快速繁殖和脱毒繁殖、品种改良奠定了基础。目前国内应用超低温保存的蔬菜作物已有几十种,包括马铃薯、大蒜、生姜、百合、魔芋等。如王艳军等[6]用山东“苍山大蒜”进行了茎尖玻璃化法超低温保存技术的研究,发现经过合适的培养处理和超低温保存之后再进行恢复培养,茎尖成活率最高达到100%。陈琦[7]对马铃薯茎尖玻璃化法超低温保存技术进行了研究。超低温保存技术由于其设备要求简单,处理步骤简便,效果和重演性好,近年来备受人们推崇。
同时,现代生物技术的发展给种质资源的保存带来了新的途径,例如构建相应植物的基因文库来进行种质资源的保存,比常用的方法更易于保存、运输、交流和利用,目前相关研究还在进行中。
遗传多样性是种内不同群体之间或一个群体内不同个体间遗传变异的总和,是生物多样性的基本组成部分,遗传多样性的检测方法在70年间不断发展和完善。逐渐从生态学水平、细胞学水平、生理生化水平发展到了现在的分子水平。
20世纪90年代以前,表型多样性及细胞学是研究遗传多样性主要采用的方法,90年代后,分子标记技术(SSR、SNP等)在蔬菜种质资源的遗传多样性及遗传演化方面的研究发挥了重要作用。
目前,我国有性繁殖蔬菜种内遗传多样性评价主要集中在瓜类、茄科类及十字花科等主要蔬菜作物上。如在瓜类作物上,Lv等[8]对来源于中国、荷兰、美国的3 342份黄瓜资源利用SSR标记进行遗传多样性分析,将供试种质分为东亚、欧美、西双版纳和印度黄瓜4大类群,并从中选取了115份材料作为核心样本;李斯更等[9]基于黄瓜基因组重测序结果,搜索InDel位点,设计了遍布全基因组的代表性InDel引物134对,发现116对引物能充分揭示出16份黄瓜典型种质的多样性和特异性。范建光等[10]采用代表最大限度西瓜遗传多样性的SSR核心引物组合,分析了西瓜DUS测试指南中24份西瓜标准品种的遗传多样性,并构建了其SSR指纹图谱。在茄科蔬菜上,管志坤[11]利用SSR和SRAP标记对来自中国13个地区及35个国家的222份茄子种质资源进行了遗传多样性分析;谢立峰等[12]采用SRAP标记法对183份茄子种质资源的遗传关系和群体结构进行了分析。在十字花科蔬菜上,戴希刚等[13]用ISSR分子标记对47个红菜薹种质进行了遗传多样性分析;宋慧等[14]利用RAPD和SSR分子标记对41份芥菜种质进行聚类分析;Cheng等[15]利用65对TRAP引物分析30份萝卜种质,杨峰等[16]用21对SSR引物对57份不同抽薹性萝卜材料进行了遗传多样性分析。
在无性繁殖蔬菜中,李秀等[17]利用SRAP分子标记技术,对来源于世界不同地区的51份生姜种质进行了分析,将姜种质分为3个大类、9个亚类;都真真等[18]对228份引进大蒜资源的表型多样性及适应性进行了分析;陈书霞等[19]利用16个农艺性状及4个品质指标结合SSR分子标记将40份大蒜种质资源分为3个类群。华树妹等[20]利用30对多态性良好的SRAP引物对90份山药种质资源进行PCR扩增,构建了山药DNA指纹图谱;黄玉仙[21]运用形态标记、ISSR、SRAP分子标记相结合的方法,对来自我国13个省(区)的90份山药种质资源进行了指纹图谱构建及遗传多样性分析,构建了山药核心种质。杨美等[22]利用AFLP分子标记,对395份花莲原始种质按照种属来源分组后采用组内简单比例法和聚类抽样法建立了核心种质。
对种质资源进行鉴定评价是为了其在蔬菜育种中的有效利用。早期蔬菜种质资源的鉴定评价包括形态特征、熟性、产量、病虫害抗性、抗逆性、品质等表型性状的鉴定,多为单一性状、单一环境下的鉴定结果。近年来,随着表型组学的发展和表型鉴定设施的完善,结合开展全基因组水平的基因型鉴定,并在多个适宜生态区进行多年的表型精准鉴定和综合评价,为种质资源的规模化鉴定评价提供了可能,也为种质资源的基因型与环境互作研究创造了条件。
通过表型性状的深入鉴定评价,结合分子标记或基因序列信息,研究和完善优异性状快速分析和精准评价技术,对萝卜雄性不育、不育恢复性、自交不亲和、耐抽薹、抗黑腐病,欧洲山芥抗小菜蛾,白菜抗病毒病、抗根肿病,甘蓝抗枯萎病,黄瓜抗黑星病、白粉病、霜霉病、蔓枯病、南方根结线虫、雌性和苦味、单性结实,番茄抗黄化曲叶病毒病、根结线虫、细菌性斑点病、叶霉病、枯萎病、灰叶斑病,辣椒抗TMV,西瓜抗白粉病、枯萎病、病毒病,豇豆抗锈病等品质、抗性和产量性状的基因型进行了鉴定,阐明了决定优异种质相关性状基因的基因型或等位位点。
基于重测序的种质资源全基因组单倍型分析和遗传信息解析也被广泛应用到种质资源的精准评价中。Qi等[23]对3 342个黄瓜品种(系)中的115份材料进行了重测序,比较分析发现瓜果类作物在进化过程中比谷类作物有更窄的瓶颈,共鉴定到112个驯化区域,其中1个区域包含1个果实失去苦味的基因。同时也发现栽培材料中有1个β-胡萝卜素羟化酶基因自然变异,该变异可用于改善黄瓜营养品质。龚振平[24]以203份大白菜高代自交系为试材,进行了耐抽薹性和5种主要病害抗性的人工控制环境下的鉴定,同时根据核心种质的重测序结果,开发了覆盖全基因组的SNP标记1 040个,并进行了全基因组关联分析,获得控制这些性状显著关联的位点共29个。林涛[25]对360份番茄种质资源进行重测序,鉴定了1 160多万个SNPs和130多万个InDels等变异位点,构建了一套较全面的番茄变异组图谱,并依据该图谱进行了系统发生树和群体结构分析,将番茄种质资源分为3个群体:醋栗番茄、樱桃番茄和大果型栽培番茄,醋栗番茄是栽培番茄的野生祖先种,樱桃番茄为中间类型;结合表型数据和群体遗传学分析,发现番茄果实变大经历了从野生醋栗番茄形成樱桃番茄,最终成为大果型栽培番茄的两步进化过程,即驯化和改良。
种质资源群体的全基因组重测序,在明确资源的演化关系,鉴定优异性状成因的同时,为拓宽蔬菜作物遗传基础、开展基因布局育种、改良蔬菜作物产量、品质和抗性提供了理论依据、技术支撑和物质基础,为实现蔬菜作物优异和特异种质资源的有效保护以及种质资源向基因资源的转变奠定了基础。
现代育成品种的推广种植导致其遗传基础越来越狭窄,急需要从地方品种、野生近缘种、野生种中挖掘优异种质/基因资源用于蔬菜育种。早期的蔬菜优异种质的挖掘主要是对重要农艺性状进行表型选择,这需要经验而且周期长。随着分子生物学的发展,分子标记、基因芯片、重测序等技术已被广泛应用于基因型鉴定和新基因发掘中。
通过表型遗传分析、分子标记和定位、变异组和转录组分析等相结合策略,深入研究了蔬菜作物的优(特)异种质重要性状的关键效应基因。
如许向阳等[26]对番茄果实光滑基因F分别进行了分子标记开发及种质资源筛选;鲁亚辉等[27]以野生番茄契斯曼尼LA0317与栽培番茄自交系9706为亲本,采用复合QTL区间作图法定位到10个与可溶性固形物含量相关的QTLs,6个与β-胡萝卜素含量相关的QTLs;乔军等[28]定位到与茄子果形指数相关的2个QTL,与果长相关的5个QTL,与果径相关的2个QTL。
彭海涛等[29]对一份不结球白菜抗芜菁花叶病毒的遗传分析表明其对TuMV的抗性由显性单基因控制,采用BSA法筛选到一个与TuMV抗病基因紧密连锁的SSR标记DBC87。邓杰等[30]对大白菜叶缘裂刻性状的QTL定位分析,分别在第3、10号染色体上的相同位置各检测到1个控制叶缘裂刻性状的QTL,可解释26.4%~44.7%的表型变异。Liu等[31]利用SSR标记,定位了11个与大白菜产量有关的性状,获得了46个主效QTL和7个上位性QTL。张小丽等[32]利用青花菜与甘蓝近缘野生种杂交后代对根肿病抗性进行了遗传分析。Xu等[33]利用萝卜F2群体定位到4个与肉质根Cd积累以及2个与叶Cd积累有关的QTLs。通过RT-PCR和表达谱分析,孙玉燕等[34]克隆了萝卜高花青素积累关键基因。研究者基于转录组或蛋白组分析,对萝卜硫甙合成主要相关基因[35-36]、萝卜根部抗坏血酸生物合成相关基因[37]、雄性不育和保持基因[38]以及萝卜叶片耐热反应基因[39]进行了鉴定挖掘。
在葫芦科作物中,多位学者还分析了黄瓜嫩瓜皮色[40]、瓜长或瓜把长[41]、种子长度[42]、黄瓜单性结实[43]、叶面积[44]等性状的遗传规律、分子标记或QTL位点。苗晗等[45]通过QTL定位检测到与12个黄瓜果实性状相关的QTL共32个,并获得紧密连锁的特异标记。马政等[46]构建了西双版纳黄瓜RIL群体遗传图谱,并对叶片叶绿素含量、果实及侧枝等相关的12个农艺性状进行了QTL定位分析,共获得29个相关QTL。Lu等[47]利用QTL-seq方法鉴定了一个黄瓜早开花的QTL,其位于开花位点T附近。王惠哲等[48]将一个与黑斑病抗性相关基因连锁的AFLP标记转换为简单实用的共显性SCAR标记,作为黄瓜抗黑斑病辅助选择的标记。刘大军等[49]利用SSH技术构建了抗病黄瓜接种和未接种霜霉病菌的差减cDNA文库,用于鉴定黄瓜抗霜霉病相关基因。
随着遗传定位、多组学研究以及多种基因功能分析方法的联合应用,成功挖掘优异基因资源的案例越来越多,不胜枚举。
蔬菜种质创新的途径包括利用自然的基因突变、人工诱变、近缘或远缘杂交、细胞融合以及利用基因工程手段等。早期主要利用前几种方法创新种质,不仅目标性不强,而且费工、费时。近年来分子标记辅助选择技术、基因工程技术和基因编辑技术的发展大大加快了优异种质创新利用的进程。
如肖熙鸥等[50]利用EMS诱变构建茄子突变体库,获得984份M1代突变材料,这些突变材料在长势、叶片形状、叶片颜色、分枝数、果实长度、果实颜色及雄性不育等方面表现出丰富的变异,为其新品种选育及基因功能研究提供良好材料。崔兴华等[51]将氮离子注入黄瓜干种子后,黄瓜均出现了较明显的突变,M1代出现多种类型明显变异植株,M2代在瓜形突变上出现较大分离,M3代密刺瘤变异和瓜条变短变异遗传稳定,最高遗传率达到99.3%,并且得到了黄瓜商品性状改变优良的突变系。付绍红等[52]利用地方白菜品种雅安黄油菜与甘蓝型油菜进行种间杂交、染色体加倍获得甘白(甘蓝型×白菜型油菜)染色体数目在40~58条的混倍体植株杂交后代。张小丽等[32]以高感根肿病的青花菜93219为母本,高抗根肿病的甘蓝近缘野生种B2013为父本杂交获得了抗根肿病“桥梁材料”F1,其杂种优势明显。蒋振等[53]通过胚挽救获得青花菜与萝卜属间杂种,其生长势明显强于父本和母本,尤其是远缘杂种综合了二者的硫甙及其降解产物组分,为促进萝卜属和芸薹属的基因交流提供了桥梁种质。周毅飞[54]通过测定辣椒种质资源的叶绿素荧光参数,鉴定筛选出耐低温弱光的种质材料,并选择符合浙江省消费习惯的杭椒类型特征的优良辣椒材料为转育亲本,通过回交转育和分子标记辅助选择的方法,创新出符合要求的优良辣椒种质资源。通过基因工程技术可以获得具有特殊营养品质、抗病虫、抗除草剂、耐逆等特性的新种质,目前转基因植株进入田间试验阶段的蔬菜作物有番茄、黄瓜、甜瓜、南瓜、甜玉米、苜蓿等。
上述创新种质的获得,为解决我国主要蔬菜作物当前或今后育种和生产中与抗逆、抗病虫、优质、高产有关的重大问题奠定了物质基础。
建国70年来,虽然我国的蔬菜种质资源工作已取得了很大的成就和长足的进展,但是跟欧美发达国家相比较还存在较大的差距,资源研究中新技术的集成应用和资源的挖掘和创新尚不能满足学科和产业发展的需求。主要表现在:(1)收集保存的资源中,本土遗传资源丰富,外来资源尤其是野生资源占有量严重不足。(2)多组学新技术应用尚有限,深入挖掘不够,具有自主知识产权“优异”基因资源缺乏。(3)创新技术应用滞后,创新规模和程度不高,创新不足,应对环境和市场新需求的“全能型”或“特异功能”优异种质材料匮乏。(4)新种质和新品种层出不穷,但是目标定位不准,国际国内市场竞争力不足。
针对上述问题和不足之处,建议从以下几方面考虑加强我国蔬菜种质资源方面的工作:(1)建立公益性资源创新研究机构和管理机制,加强资源基础性和公益性工作,建立健全收集、保存、鉴定评价和种质共享体系,强化种质资源创新研究的系统性和原创性,建立基因资源挖掘和种质创新学科体系。(2)从生产的迫切需求和具有重要潜在利用价值的种质入手,加强国外和野生资源收集和精准鉴定评价,综合利用本土和外来资源优势,同时加强多组学技术在资源鉴定评价中的应用,提高资源评价效率,广泛挖掘资源的利用价值;重点开展栽培蔬菜野生种和野生近缘种的收集,进一步拓宽现有基因库。(3)跟进基因组测序技术以及基因组和功能基因组学研究进展,充分利用生物信息学工具挖掘优异基因。如借助黄瓜、白菜、萝卜、马铃薯、甘蓝、西瓜等基因组测序计划完成的契机,通过对优异种质的重测序和关联分析,作图群体构建和优异基因定位,以及转录组测序或表达谱分析,开展基因克隆和标记开发。从种质的表型评价上升到基因型鉴定和优异基因挖掘。应用多组学技术和手段以及基因编辑技术,深度挖掘和利用种质资源,以进一步释放种质资源的利用价值。