黃瓜是我國的重要蔬菜作物,也是我國第一大設(shè)施蔬菜,在保護(hù)地蔬菜生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位,對于豐富居民的菜籃子,保證蔬菜周年供應(yīng)具有重要意義。長期以來,我國蔬菜生產(chǎn)上品質(zhì)優(yōu)良、多抗和豐產(chǎn)性好的黃瓜品種數(shù)量不足。原有主栽品種瓜把長、瓜色暗、瓜條表面有黃線、果肉顏色發(fā)白、口感差,影響了果實(shí)外觀品質(zhì)和食用品質(zhì);多抗、高抗品種少,造成不同年份的豐產(chǎn)性不穩(wěn)定。關(guān)于黃瓜主要病害抗病性鑒定方法,尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),影響了抗病性鑒定結(jié)果的準(zhǔn)確性及可比性,導(dǎo)致育種效率降低。
此外,在品質(zhì)和抗病育種技術(shù)上,仍沿用常規(guī)育種手段,無簡便且實(shí)用的分子標(biāo)記可用,育種周期長,選擇效率低,導(dǎo)致品種更新?lián)Q代速度慢;缺乏主栽品種的指紋信息,在品種鑒定及雜交種純度檢測方面,多運(yùn)用田間鑒定的方法,缺乏快速準(zhǔn)確的鑒定技術(shù),限制了品種的應(yīng)用;在品種類型方面,國內(nèi)育種單位大都以選育密刺品種為主,育成的無刺品種甚少,導(dǎo)致國外公司占領(lǐng)了無刺類型黃瓜的主要市場,種子價(jià)格昂貴,致使生產(chǎn)成本居高不下。培育具有我國自主產(chǎn)權(quán)的優(yōu)質(zhì)、抗病、豐產(chǎn)的無刺類型新品種也成為急待解決的研究課題。
櫛風(fēng)沐雨二十余年 育出優(yōu)質(zhì)抗病新品種
面對我國急需自主產(chǎn)權(quán)的優(yōu)質(zhì)、抗病、豐產(chǎn)黃瓜新品種的現(xiàn)狀,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所葫蘆科遺傳育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席顧興芳研究員自上世紀(jì)九十年代開始對黃瓜進(jìn)行抗病、抗逆、質(zhì)量性狀遺傳及其機(jī)理的探索和解析,并進(jìn)行了大量相關(guān)技術(shù)開發(fā)和試驗(yàn),為遺傳育種研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。顧興芳研究員領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)先后主持或承擔(dān)完成科技部863課題、科技支撐計(jì)劃、社會公益項(xiàng)目,農(nóng)業(yè)部重點(diǎn)科研計(jì)劃、農(nóng)業(yè)行業(yè)科技、948項(xiàng)目,農(nóng)業(yè)部DUS測試以及國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目。近年來,該團(tuán)隊(duì)育成黃瓜、甜瓜和南瓜新品種20余個(gè),在Science、Nature Genetics、Molecular Plant、Plant and Cell Physiology、BMC Plant Biology、Molecular Breeding和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)等國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文130余篇,主編(著)著作2部,獲得國家發(fā)明專利12項(xiàng),制定農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng),獲得2項(xiàng)省部級一等獎(jiǎng)。對科技成果“黃瓜優(yōu)質(zhì)多抗種質(zhì)資源創(chuàng)制與新品種選育”的評價(jià)如下:
1.創(chuàng)建了8項(xiàng)先進(jìn)高效的抗病性鑒定和品質(zhì)評價(jià)技術(shù),發(fā)掘出珍貴的黃瓜優(yōu)異種質(zhì)19份。研制出黑星病、病毒病等8種主要病害的抗病鑒定技術(shù)和瓜把長度、黃色條紋等品質(zhì)評價(jià)技術(shù),頒布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)10項(xiàng)。挖掘出19份珍貴種質(zhì),為優(yōu)質(zhì)和抗病基因挖掘及育種親本創(chuàng)制奠定了基礎(chǔ)。
2.構(gòu)建了首張?jiān)耘帱S瓜高密度遺傳圖譜,創(chuàng)建了國際領(lǐng)先的分子標(biāo)記多基因聚合育種技術(shù),選擇效率提高5倍以上。利用黃瓜基因組大數(shù)據(jù),構(gòu)建了國際上第一張超飽和含有10629個(gè)SNP的遺傳圖譜;首次發(fā)現(xiàn)了果實(shí)苦味基因Bi-3和顯性果皮有光澤基因G,闡明了有光澤、抗黑星病、抗病毒病等性狀的遺傳規(guī)律;開發(fā)出與無苦味、有光澤、抗黑星病、抗病毒病等21個(gè)性狀緊密連鎖的分子標(biāo)記。
3.率先創(chuàng)制出聚合無苦味、有光澤等5-6個(gè)優(yōu)質(zhì)基因和抗黑星病、病毒病等5-10個(gè)抗病基因的高配合力自交系12個(gè),攻克了優(yōu)質(zhì)和抗病基因難以聚合的技術(shù)難題。突破了密刺型黃瓜不抗黑星病、水果型黃瓜不抗病毒病的育種瓶頸。
4.利用創(chuàng)制的優(yōu)質(zhì)多抗自交系,育成適應(yīng)保護(hù)地、露地等不同生態(tài)型的新一代優(yōu)質(zhì)多抗新品種8個(gè),實(shí)現(xiàn)了密刺型黃瓜優(yōu)質(zhì)多抗育種的突破。首次培育出聚合5-6個(gè)優(yōu)質(zhì)基因和8-9個(gè)抗病基因的保護(hù)地新品種中農(nóng)16號、中農(nóng)26號等,占遼寧、河北等設(shè)施黃瓜主產(chǎn)區(qū)總面積的50%以上。培育出聚合抗5種病毒、兼抗3種以上主要真菌性病害的露地新品種中農(nóng)106號、中農(nóng)18號等,成為廣東、云南等7省區(qū)的主栽品種,占主產(chǎn)區(qū)的30%以上。
能致富的黃瓜 科技扶貧在行動(dòng)
育成的8個(gè)黃瓜新品種商品性突出,符合居民對高品質(zhì)黃瓜的需求,受到消費(fèi)者的青睞。且其適應(yīng)性廣,豐產(chǎn)、復(fù)合抗病性強(qiáng),較原主栽品種平均增產(chǎn)10%以上,減施農(nóng)藥約20%,平均畝節(jié)約農(nóng)藥成本約150元,受到種植者的歡迎。新品種在全國27個(gè)?。ㄊ?、區(qū))累計(jì)推廣1187.9萬畝,新增社會經(jīng)濟(jì)效益91.61億元,其中近三年推廣493.52萬畝,新增社會經(jīng)濟(jì)效益36.97億元。體現(xiàn)了習(xí)近平總書記提出的“三個(gè)面向”的指示精神,在育種技術(shù)上面向世界農(nóng)業(yè)科技前沿,在新品種培育上面向國家重大需求,在新品種推廣應(yīng)用上面向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)主戰(zhàn)場。
目前,中農(nóng)16號為北京、遼寧、黑龍江、天津、河北等省市的主栽品種,總種植面積和播種面積均占在55%以上,其中占黑龍江雙城和河北香河黃瓜播種面積的80%以上。中農(nóng)26號為遼寧省日光溫室種植面積最大的黃瓜品種,占瓦房店及錦州日光溫室黃瓜種植面積的80%以上,被評為保護(hù)地最抗病的品種,約占北京、河北、天津等省市黃瓜栽培面積的50%以上。中農(nóng)106號成為廣東、云南、浙江、貴州、福建、廣西等省區(qū)的主栽品種,占主產(chǎn)區(qū)栽培面積的30%以上。在云南保山南菜北運(yùn)基地栽培的中農(nóng)106號,沿潞江壩兩岸綿延數(shù)公里,栽培面積達(dá)萬畝,為當(dāng)?shù)胤鲐氃黾右荒ㄇ嗑G。水果黃瓜中農(nóng)19號和29號在北京、寧夏、云南、山東、西藏、新疆等地,深受菜農(nóng)歡迎。中農(nóng)18號被農(nóng)業(yè)部列為2014年度黃瓜唯一主導(dǎo)品種。中農(nóng)50號成為河北、山東、浙江、貴州等省主產(chǎn)區(qū)的主栽品種。
項(xiàng)目開發(fā)的分子標(biāo)記、制定的抗病性鑒定技術(shù)和品質(zhì)性狀評價(jià)技術(shù)已被國內(nèi)外科研單位及公司應(yīng)用于育種實(shí)踐,加速了優(yōu)質(zhì)和抗病黃瓜育種進(jìn)程。
探究背后的故事 也曾辛酸然志不悔
團(tuán)隊(duì)首席顧興芳研究員是農(nóng)業(yè)科研杰出人才、農(nóng)業(yè)部優(yōu)秀共產(chǎn)黨員、農(nóng)科院三八紅旗手、農(nóng)科院優(yōu)秀共產(chǎn)黨員,她帶領(lǐng)的葫蘆科蔬菜遺傳育種團(tuán)隊(duì)榮獲全國婦聯(lián)頒發(fā)的“巾幗文明崗”榮譽(yù)稱號。她是一面旗幟,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員腳踏實(shí)地、埋頭苦干、團(tuán)結(jié)協(xié)作,以做好科研工作為己任,在黃瓜育種科研這一方天地里揮灑汗水,為所熱愛的育種事業(yè)奉獻(xiàn)著自己的全部力量。常年累月的操勞使顧老師的腰、腿受到了嚴(yán)重?fù)p害,患有腰椎盤突出、重癥骨關(guān)節(jié)炎等,醫(yī)生強(qiáng)烈警告需臥床休息,可她放不下黃瓜事業(yè),仍然打著護(hù)腰忍著疼痛堅(jiān)持工作。團(tuán)隊(duì)成員、第二完成人張圣平研究員,初為人父時(shí)因工作無暇照顧妻子與孩子,只能將妻兒送回老家。全身心投入工作,錯(cuò)過陪伴孩子成長、忽略關(guān)懷年邁父母,使他時(shí)常對家人懷有愧疚。團(tuán)隊(duì)成員、第三完成人苗晗副研究員,拋家舍業(yè)全身心投入工作,父親患有較為嚴(yán)重的心臟病,她作為家里的獨(dú)女壓力很大,但是她默默克服了各種困難,始終把工作放在第一位,從來沒有任何怨言。
黃瓜生育周期短,在一年之中播種茬口最多可以達(dá)到6次,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于部分蔬菜的2到3次。在夏季,溫室大棚里的溫度平均要比外面高8至10度,酷熱難耐,而顧興芳和她的同事們需要把試驗(yàn)田里十幾畝地的黃瓜逐一地人工授粉、選種,觀察并記錄生長情況,經(jīng)常需要穿梭于北京的4處黃瓜試驗(yàn)田和農(nóng)場。尤其每年“五一”“十一”長假,正是授粉旺季,團(tuán)隊(duì)成員們積極主動(dòng)加班,頂烈日、冒酷暑,盡職盡責(zé)地完成科研任務(wù)。