高效育种技术让番茄和辣椒更好吃

 
 
高效育种技术让番茄和辣椒更好吃  
 

叶志彪查看“华番12”在大棚的生长情况。    叶志彪供图

蔬菜与病虫害的抗争从未停歇。然而，大量使用农药会给人类健康、环境等带来很多不利影响，科学家们一直在寻求两全其美的办法，既可以减少农药施用量，又可以保证蔬菜的安全生产与供给。

“那就要培育出既多抗又优质、丰产的品种。”20年前，华中农业大学园艺林学学院教授叶志彪就萌生出这样的想法，并不断付诸实践，开展科技攻关。他带领团队从传统的育种方式，到现在的分子育种技术，突破重重困境，让“鱼”和“熊掌”可以兼得，育成一批聚合抗多种病害、品质优良的番茄和辣椒新品种。

近日，他们的科研成果荣获国家科技进步奖二等奖，也是园艺科学领域2019年度唯一的国家科技进步奖。 

育种效率提高3倍以上

茄果类蔬菜是我国重要的蔬菜作物，其中番茄和辣椒占茄果类蔬菜种植面积80.1%，达5200万亩。本该是高效益的蔬菜，其发展却屡屡受挫。

由于栽培环境和育种目标的变化，番茄栽培面对的逆境日益严重，同时果实的风味和品质在一段时间内呈下降趋势。“番茄是世界上最主要的蔬菜作物之一，也是生物学研究的模式植物。开展对番茄的育种工作尤为紧迫。”叶志彪在接受《中国科学报》采访时表示。

番茄和辣椒都起源于南美洲，同属茄科，具有相近的遗传学背景、相似的生物学特性、共有的重要病害以及相通的育种方法。因此，科研人员常常把两者的育种工作结合起来开展。

不过，传统的选育手段，主要是靠人的感官来评价，育种周期长，选育效率低，也不能满足产业对品种的需求。

基因组学与生物技术的进步，推动了育种工作的发展。叶志彪团队克隆和鉴定了抗性和品质性状调控基因65个，其中关键基因6个；在国际上首次研发出原创性分子标记22个；在国内率先开发出一套番茄实用分子标记59个；辣椒抗病分子标记6个等。

值得一提的是，“我们在国际上首创番茄高通量分子标记基因分型系统，能一次性检测性状位点达50个，比原有检测技术提高效率20倍以上，茄果类蔬菜育种效率提高3倍以上，缩短育种周期3年左右。”叶志彪介绍。

“我们率先创建和开发的蔬菜分子标记及分子标记检测体系，为分子标记辅助育种技术在我国蔬菜育种上的应用推广，以及加速番茄分子育种，发挥了重要作用。”团队成员、华中农业大学园艺林学学院教授张俊红在接受《中国科学报》采访时表示。

挖掘种质资源实现“一箭双雕”

对于育种科学家来说，种质资源非常重要，种质资源的收集、保存、研究等，为育种工作奠定丰富的物质基础。

为了更好地开展后续研究工作，他们还建立了高效的番茄、辣椒种质资源综合评价技术体系，“我们从2750份茄果类蔬菜种质材料着手，鉴定出抗病、优质的番茄、辣椒种质139份。”叶志彪说。