国家西兰花良种重大科研联合攻关进展及对策建议

施俊生

(浙江省种子管理总站，浙江 杭州 310020)

1 攻关背景

西兰花又名青花菜、绿菜花等，起源于地中海，因其含有丰富的萝卜硫苷(具抗癌、降低心脑血管疾病等作用)而备受关注[1]。据USDA统计，近50年来全球西兰花栽培面积不断扩大，年种植面积已达25万hm2，面积与产量分别增长了4倍与5倍，成为全球重要健康蔬菜之一。

长期以来，西兰花在我国属于特菜，近10年才有较大面积的种植。目前,中国已成为西兰花重要的生产国，种植面积接近全球的30%，主要分布在浙江、云南、湖北、河北坝上、甘肃兰州等地，随着国内鲜销市场推广，栽培面积逐年增加[2]。浙江省是全国西兰花主要的栽培区，年种植面积1.33万hm2，约占全国种植面积的1/5，年产量30万t，产值近10亿元，出口创汇2 000万美元。

然而，我国西兰花优势产业的背后是弱势种业，核心种业掌握在别国手里，种子主要依赖于从日本等国进口，国外品种占有率达95%以上，国外种子公司形成了对我国西兰花种子供给的垄断，种子价格不断提高。如2017年，日本坂田公司(SAKATA)培育的耐寒优秀品种，种子价格从上一年的每粒0.06元涨到每粒0.2元，而且还一粒难求。

日本、法国等国家西兰花育种研究起步早、育种技术水平高，如SAKATA专业做西兰花育种已有100多年的育种历史，拥有丰富的种质资源，先后推出了耐寒优秀、炎秀等20多个西兰花品种，其适应性广，垄断了美国和亚洲地区市场，成为西兰花育种的领航者。除此之外，日本泷井公司(TAKII)、法国利马格兰(Limagrain)、美国圣尼斯(Seminis)、瑞士先正达(Syngenta)、荷兰比久(Bejo)和瑞克斯旺(Rijkzwaan)公司等也推出了各自的品种，占据了国外大部分市场。

我国西兰花育种起步较晚，始于20世纪80年代，投入资金不足，优异种质材料匮乏，育种技术落后，严重制约了育种进程。同时，我国西兰花育种在田间表型鉴定地点的选择上过于单一，鉴定缺乏系统性，生态气候代表性不够，造成了我国培育出的西兰花新品种适应性不强、抗逆性差。此外，种子生产基地设施落后、制种产量低、质量不稳，进一步影响了自主育成品种的推广速度。

为整合国内育种资源和技术优势，加快品种创新步伐，培育具有自主知识产权的西兰花优质品种，打破国外垄断，2018年，国家农业农村部决定以浙江省种子管理总站为牵头单位、以浙江省农业科学院为首席专家单位组建“国家西兰花良种重大科研攻关协作组”，开展西兰花良种国产化联合攻关。

2 攻关目标

针对西兰花良种国产化中存在的问题和西兰花产业发展需求，计划通过联合攻关，在5年内实现“替代进口、引领全国、带动产业”的目标。

2.1 培育综合性状优异的新品种5个以上

育成球形美观、蕾粒均匀、蕾色浓绿、适应性广、综合性状优异、适合国内外市场消费需求的新品种5个以上，其中，年推广面积达0.33万hm2以上新品种2个。

2.2 建立高效制种技术体系，确保种子有效供应

研究建立西兰花骨干亲本不育系快速转育技术；攻克双亲花期不遇、蜜蜂授粉难等杂交制种关键技术，解决西兰花制种产量低、质量不稳的问题；建立稳定的制繁种基地，制种每667 m2产量达30 kg以上，确保种子有效供应，降低农民用种成本。

2.3 推广西兰花新品种5.33万hm2，国内品种市场占有率达20%以上

到2022年，在东部沿海省份和云南、河北、湖北、甘肃、内蒙古等西兰花主产区累计推广联合攻关组自主育成的新品种5.33万hm2以上，市场占有率20%以上。

2.4 构建资源技术共享的体制机制，推进商业化育种

构建西兰花核心种质材料及主要育成品种DNA指纹图谱库及其在品种鉴定上的应用技术体系；建立成果确权、利益分配机制，推进商业化育种和种质材料的交流共享。

3 主要进展

3.1 建立了协作共享机制，推进人才、信息、资源共享

针对长期以来各单位单兵作战、种质资源匮乏、育种技术落后等现象，联合攻关组建立了资源有条件共享、收益按比例分成的协作攻关机制；制定了《西兰花育种资源成果共享与收益分配管理办法》，明晰了西兰花育种资源产权归属，加强知识产权保护，推进商业化育种。各成员单位共同签署了《人才资源信息共享协议》，探索核心种质资源、不育系、亲本或相关技术共享机制，确定预期成果的所有权归属与收益权分配比例，将以不育系共享为突破口，建立种质材料共享机制。

3.2 开展共性关键技术研究，加快提升攻关组整体研究水平

根据攻关组成员单位各自的研究优势，启动了一批共性关键技术研究工作：开展了西兰花核心种质材料及主要育成品种DNA指纹图谱库的构建工作；开展优化建立高效小孢子培养技术、体细胞融合技术，优化完善黑腐病和根肿病等病害抗性人工接种精准鉴定技术，优化建立西兰花种质莱菔硫烷含量精准检测技术，优化建立西兰花主要营养品质鉴定评价技术。这些技术将在攻关组内实现共享共用，预期将为我国西兰花整体研究水平的提高提供重要技术支撑。

3.3 引进创制了一批优异种质资源

2018年度攻关组新收集/引进了种质资源371份，对新收集及历年引进的1 784份种质材料进行了田间鉴定评价，从中筛选出优异种质资源73份；应用杂交、回交、小孢子培养等技术，创制新种质40份，DH系266份；新配制杂交组合5 411份，鉴定评价新组合4 952份，从中筛选出优势组合73份。通过共享机制，这些资源将得到交叉配组，广泛利用。

3.4 在全国不同生态区建立了一批联合测试点，开展联合测试

攻关组在全国不同生态区建立新品种、新材料筛选评价测试示范点(区)共18个，全面开展新品种(新组合)联合测试、示范工作。其中在杭州、天津、河北设立一级测试点3个；在浙江、天津、北京、云南、河北等地设立二级测试点10个；在浙江台州、江苏南通、河北坝上、甘肃兰州、云南昆明建立核心示范区5个。2018年一、二级测试点共完成1 300多个(次)新品种(新组合)的测试任务；在浙江台州建立了53 hm2新品种示范展示区，展示强优势组合(潜力品种)24个，示范种植新品种10个。

3.5 育成了一批有自主知识产权的新品种，具备替代进口品种的潜力

全年育成新品种16个，其中通过省级审(认)定或现场考察品种4个。通过对参试品种在各联合测试点的种植表现和相关数据的分析，表明浙青系列、台绿系列、中青系列、京研系列、科润系列西兰花新品种(新组合)具有花球高圆、蕾粒匀细、颜色深绿、抗病性好、适应性广等特点，筛选出中青16、中青319、领秀4号、碧绿258、浙青60、浙青80、台绿6号等一批苗头性品种，具有替代国外品种的潜力。

3.6 自主育成品种市场占有率进一步扩大

经过联合攻关组全体成员的共同努力，自主育成的新品种在全国各地得到迅速推广，据测算，2018年国产品种市场占有率已超过10%。如台州市农科院和浙江勿忘农种业合作育成的台绿系列西兰花新品种推广面积达0.47万hm2，约占全国种植面积的6%；中国农科院育成的中青系列品种示范应用面积0.1万余hm2；天津惠尔稼种业育成的青城7427推广种植0.13万hm2。

4 存在的问题

4.1 优异种质材料匮乏

西兰花起源于地中海，我国拥有的种质材料特少，目前，育种家掌握的材料大多是进口品种经自交分离而来，类同性明显，种质材料间遗传多样性低，难以育成有突破性的品种。

4.2 杂交制种技术落后，制种产量低

双亲花期不遇现象常见，蜜蜂授粉效果不佳，制繁种基地不稳定等，导致西兰花制种产量低、质量不稳，影响种子的有效供应。

4.3 种质材料共享难以在短时间内实现

西兰花育种家间材料共享尤其重要，但因有效的种质身份鉴定技术体系尚未建立，能得到广大育种家认可的权益分配机制尚未确立，育种家对材料共享非常谨慎，种质材料共享难以在近期内真正实现。

4.4 育种技术与水稻、大豆等四大作物有显著差距

我国西兰花育种研究起步迟，投入不足，种质精准鉴定评价技术平台、技术体系尚未完善，育种技术大大落后于四大农作物。

5 对策建议

5.1 建立政府补助与企业自筹相结合的多元投入机制

在现有科研项目、相关财政专项和企业自筹资金基础上，推进西兰花良种重大科研协作攻关，支持协作组成员单位联合或单独申报国家或省级项目，取得资金支持；畅通协作组成员单位种子企业与科研教学单位合作的渠道，完善合作机制，鼓励和支持种子企业加大合作投入力度。

5.2 加快育种技术创新

研发新品种选育、高效制种、种质材料创制等新技术新方法，包括西兰花高效规模化小孢子培养技术、体细胞融合技术、基因编辑技术、黑腐病和根肿病人工接种抗性精准鉴定技术、萝卜硫苷提取技术与检测方法等。

5.3 加强优异种质原始创新

加强种质材料的原始创新，通过杂交、回交、小孢子培养和标记辅助选择等技术，加快聚合优异基因，培育创制一批骨干亲本材料和育种材料，包括抗黑腐病、根肿病和高萝卜硫苷等材料，骨干亲本、不育系或优异DH材料等。

5.4 加强新品种(新组合)的联合测试

充分利用在全国不同生态区建立的新品种(新组合)联合测试点，对初步选育出的新组合进行统一精准鉴定与多点评价，从中筛选出适应性广、丰产性好、抗逆性强，产品符合出口要求或国内消费需求，综合性状优良的新组合。

5.5 加强育种人才培养与信息交流

采取定人、定向、定点培训等方式，为协作攻关种子企业培养商业化育种领军人才和研发骨干人才，帮助企业提高科研创新能力；科学、全面、准确、快速采集育种基础材料的表现型和基因型信息；及时总结亲本筛选、组合测试结果，定期向成员单位发布；建立核心亲本和高代材料DNA指纹图谱；通过组织国内外考察交流、定期召开育种家年会等学术会议，加强西兰花育种技术、信息和育种材料交流与共享。

5.6 完善新品种示范推广体系

开展新品种新技术示范推广，通过举办大规模的新品种展示示范、现场考察、评比等宣传活动，快速扩大育成品种的社会影响力，加速品种推广应用。

5.7 加快推进西兰花育种材料共享

加快构建完成我国西兰花种质材料及主要育成品种DNA指纹图谱库，建立种质亲缘关系和纯度鉴定技术体系，切实保护知识产权；以不育系共享为突破口，推进种质材料的共享共用。