我国蔬菜种质资源研究进展与发展策略

农作物种质资源是农业生产和育种的物质基础，种质资源的研究水平不仅关系到资源的利用效率、农作物育种和生产发展的水平，而且是衡量一个国家在全球“基因大战”中的竞争力的重要指标。为此，“七五”至今，国家将其作为关系国计民生的战略物质予以高度重视，并投入巨资。特别是“十五”以来，在国家基础性工作项目、国家自然科技资源共享平台项目、国家科技攻关项目、农业部资源保护项目、省（市）自然科学基金项目等的大力支持下，由中国农业科学院蔬菜花卉研究所主持，通过全国蔬菜科技工作者的协作攻关，中国蔬菜种质资源的高效、低能耗保存和评价技术研究，遗传多样性鉴定和核心种质研究，拥有自主知识产权的蔬菜种质创新、优异基因源挖掘和利用研究均有了显着进展。

1 我国蔬菜种质资源研究进展

1.1 蔬菜种质资源保护体系的建立及安全保存技术研究

1.1.1 蔬菜种质资源的收集和保存我国蔬菜种质资源考察、搜集工作始于上世纪五十年代。至2005年底，我国国家农作物种质资源库（圃）收集、保存各类蔬菜种质资源35 580份，共214种。国内资源约占资源总数的87%，来自全国除西藏以外的30个省或直辖市（包括台湾），以湖北、四川、山东、河南、江苏、河北、广东居多。国外资源占13%，分别引自俄罗斯、亚美尼亚、立陶宛、韩国、日本、朝鲜、泰国、越南、印度、澳大利亚、美国、波兰、希腊、英国、荷兰、法国、意大利、丹麦、德国、捷克、匈牙利、保加利亚、以色列、古巴、巴西、阿根廷、秘鲁、赞比亚、津巴布韦、肯尼亚等63个国家或地区（图1）。在所有资源中，有性繁殖蔬菜种质资源132种（变种）、33280份（图2），水生蔬菜12种、1538份（图3），无性繁殖和多年生蔬菜种质资源70种、776份（图4）。

“十五”期间，我国蔬菜种质资源收集、保存的突出特点为：加强了国外资源的引进，使国外资源的占有量由原来的不足5%提高到13%。将无性繁殖蔬菜种质资源的收集、保存提到了议事日程，使一批濒临消失的资源得到了保护。

至此，以国家农作物种质资源长期库、国家蔬菜种质资源中期库、国家西甜瓜种质资源中期库、国家种质武汉水生蔬菜资源圃、无性繁殖蔬菜种质资源圃为支撑的国家蔬菜种质资源安全保护体系已基本形成。

1.1.2 蔬菜种质资源的安全保存技术研究

①蔬菜种子超低含水量保存技术研究。通过超干燥方法将13种主要蔬菜作物种子的含水量降至5%以下，分别贮存在-18℃、4℃、常温和40℃4个温度条件下。贮存3a后，不经过任何老化处理，检测处理后的超低含水量种子的发芽率、发芽势、出苗率、生长量等指标。结果显示：-18℃、4℃、常温下贮存3a的各作物超干种子的生活力均无显着变化，40℃贮

存的大部分超干种子的生活力有不同程度的下降，如辣椒种子完全丧失了生活力。但韭菜种子在40℃下贮存，其生活力不但没有下降，反而有所升高，可能是热刺激造成的结果。说明超干燥常温短期（至少3a）贮存作为一种蔬菜种质资源节能保存方法是可行的。不同蔬菜作物常温下贮存，其最佳含水量水平不同，如大白菜（87－3）的最佳含水量在2%－3%，黄瓜（中农5号）则在3.5%左右。

②无性繁殖蔬菜种质资源保存技术研究。无性繁殖蔬菜种质资源安全保存的技术难度大。“十五”期间研究了大蒜、生姜、百合种质资源的离体快繁技术，并在微型百合和微型生姜的繁殖技术上取得了一定的突破。研究了大蒜、百合和生姜种质的离体低温保存技术。在2℃低温下，不经过继代，大蒜组培苗保存18个月，百合组培苗保存20个月，存活率仍可保持在100%。在20℃条件下，生姜组培苗可保存6个月不继代。

探讨了大蒜和百合种质资源的超低温保存技术，并获得了成功。在大蒜的超低温保存中，一定长度的茎尖在0.7mol·L-1蔗糖的MS培养基上预培养5－7 d，室温下60%PVS2预处理60min，再用PVS2在0℃下处理30min，无论是冻存2d还是30d，成活率均达到100%。解冻后的茎尖已成功地再生成株，且未发生遗传变异。百合茎尖在0.5 mol·L-1蔗糖的MS培养基上预培养1—2d，0℃下用100%PVS2脱水处理20min，投入液氮保存。48 h后取出，先在40℃水浴中化冻2 min，再在25℃水浴中化冻10min，经恢复培养，存活率最高可达到52.6%。

初步建成的上述几种无性繁殖蔬菜种质资源离体保存技术体系已经用于实践，为无性繁殖蔬菜种质资源的安全保存奠定了基础。

1.2 蔬菜种质资源的繁殖、更新技术体系的建立与应用

1.2.1 蔬菜种质资源的繁殖、更新技术研究种质资源的更新是世界各国种质资源库（圃）不得不面对且又具挑战性的一项任务。保持更新种质的遗传稳定性和遗传完整性的难度在于对特性各异的作物的适宜更新群体的确定、隔离措施和授粉方式的采纳、采种技术的优化等。

①更新群体的选择。对菜薹种质内不同大小群体的遗传多样性鉴定和比较，认为大于30株的群体能反映其种质的遗传特征。为保证更新过程中群体内各单株之间能随机交配，确保更新后种质的遗传完整性，认为更新群体以60株左右为宜。

②十字花科蔬菜的更新方法研究。以60株为适宜的繁种群体进行3种不同目数的防虫网（20目、40目、60目）、3种授粉方式（不授粉、人工授粉、熊蜂授粉和敞开授粉）的田间试验。结果表明，采用40目防虫网隔离、熊蜂授粉对十字花科蔬菜种质进行更新，不仅能提高种子产量和质量，而且能保证后代的表型纯度和遗传多样性，是较适宜的更新方法。

③菜豆采种技术研究。以栽培密度、施氮量、施磷量、施钾量4个因子为研究对象，建立了以菜豆种子产量为目标函数的数学模型。单因子对菜豆种子产量的影响均符合二次曲线关系，栽培密度、氮和钾对产量有极显著影响，而磷对产量影响相对较小，各因子对菜豆种子产量作用大小顺序为：栽培密度>氮>钾>磷。栽培密度与氮、磷和钾的交互作用相对较大。经计算机模拟分析，确定了每公顷菜豆种子产量2805.0kg以上的栽培因子优化组合方案：密度19.5万－21.3万株；氮：292.7－324.1 kg；磷：93.9－144.0kg，钾：93.9－144.0kg。

1.2.2 蔬菜种质资源更新制定了24种蔬菜的更新技术规程。繁殖更新种质11608份。完成了3万多个样品的种子活力检测，更新合格种质10 365份。在更新过程中，对混杂严重的种质进行了去杂或单株采收分类处理；对每份种质的主要植物学和农业生物学性状进行了观测和核准，采集了每份更新种质的图片数据。建立了更新数据库。

1.3 蔬菜种质资源的抗逆性、抗病虫性鉴定和品质评价

总计对18种蔬菜45 204份次种质资源进行了抗逆、抗病、抗虫鉴定和品质分析，获得了2596份优异种质，占鉴定总数的5.74%。其中，抗病虫鉴定涉及14种蔬菜共33种病虫害，鉴定种质25 218份次，筛选出抗病虫种质1 981份。对10种蔬菜17 730份种质进行品质分析，获得了402份优质种质，占鉴定总数的2.3%。对4种蔬菜1 836份种质共6项抗逆性进行了鉴定，筛选出抗逆种质194份，占鉴定总数的10.6%。

上述抗逆、抗病、抗虫、优质种质的获得，为优异基因的挖掘和种质资源的创新利用奠定了基础。

1.4 种质资源的遗传多样性鉴定与核心种质研究

1.4.1 萝卜种质资源的遗传多样性鉴定和分类研究对来源于不同国家和地区的有代表性的56份萝卜种质资源的遗传多样性进行了RAPD和AFLP鉴定。种质RAPD位点的平均期望杂合度为0.289，系统聚类分析将供试材料分为2大类、9组，主坐标分析将其分为3大类、4组。所有AFLP位点的平均期望杂合度为0.362，显示出丰富的遗传多样性。系统聚类分析将供试材料分为9组，主坐标分析将其分为7组。两种鉴定方法的结果基本一致，地理分布远的种质归于不同的类群；形态相近的种质在分子分类上也较近。两种分类方法结果也较一致。但主坐标分析能提供更丰富的信息，能更为直观和清楚地反映群体之间的关系。 1.4.2 胡萝卜种质资源的遗传多样性鉴定与核心神质研究通过对340份胡萝卜地方品种的4个数量性状和9个质量性状的评价，通过聚类分组，分别按10%、15%和20%的比例初步构建了胡萝卜3种核心种质。通过对3种核心样品的13个性状的基本参数与总体资源