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历经4次飞跃!我国番茄育种还面临哪些难题?

发表时间:2019-11-21 16:28作者:柳佳柱

番茄,学术界普遍认为其起源于南美洲的安第斯山地,后在墨西哥较早进行驯化栽培。虽有研究表明我国也有番茄野生种,但一直未驯化。资料记载,番茄大约在明万历年间(1573年-1620年)通过西方传教士传入我国,最初仅作为观赏植物。

直到上世纪30年代,我国东北、华北、华中地区才逐渐种植番茄。新中国成立后,番茄开始大面积种植,它作为一种重要的经济作物,产量远远高于其他蔬菜作物,种植效益可观,迅速成为我国各地的主要蔬菜作物之一

从育种方面来说,我国番茄遗传育种经过了四次大飞跃:

一是从引进国外品种到适合我国不同地区、气候的常规品种育种;

二是从常规品种育种到杂种优势利用;

三是从杂种优势利用到多抗性(TMV、CMV、cf1、cf2、BWT、Fu等)的杂种育种;

四是随着TY病毒病(番茄黄化曲叶病毒)席卷全国,番茄品种又迎来大洗牌,抗TY逐渐成为大部分番茄品种的共性。


细数番茄品种演变历程


上世纪60年代前,中国基本上没有自己的番茄品种,主要从国外引进。值得一提的是,西北农学院在1939年就已开展番茄选种工作,并在1945年选育出“武魁1号”、“武魁2号”等品种。60年代则是群众性引种和杂交育种相结合的选种阶段,国内开始有目的地从地方品种和引进的优良品种中株选,或有性杂交后进行选育。

据石家庄农博士科技开发有限公司总经理霍建勇介绍,上世纪60年代末70年代初,由于TMV(烟草花叶病毒)的危害,中国进入第二轮引种阶段,但引入的含Tm-1抗性基因的品种很快就无法抵御病毒危害。Tm-2(包括Tm-2nvTm-2a)基因的引入和推广利用,才暂时扼制了TMV病毒。

随着番茄杂种优势利用及抗病育种工作的开展,20世纪80年代以后主推的番茄品种,由常规品种过渡到抗病杂交种,以自封顶早熟类型为主,兼顾高秧。90年代,则由单抗病毒病转变成多抗杂交品种。与此同时,随着番茄保护地生产的发展,育种家们开始注重保护地专用品种的选择,适合保护地生产的番茄品种占据优势,基本实现了高产与抗病的统一。另外,为满足远距离市场的需求,硬度强、耐运输且商品性好的番茄品种逐渐成为市场的“宠儿”。

进入21世纪,TY病毒病在全国番茄主产区接连爆发,具备抗TY病毒能力的品种成为大部分产区的种植首选。


市场放开,民营种企走上历史舞台


“上世纪80至90年代,西安市蔬菜研究所郁和平、郑贵彬、杨振民等育种专家选育出的‘早魁’、‘早丰’、‘西粉3号’、‘毛粉802’这四个品种,在当时我国番茄市场占据主导地位。”西安金鹏种苗有限公司总经理(下称“西安金鹏”)李晓东介绍,这4个品种加起来,每年仅西安市蔬菜研究所一家的总销量就达3-4万斤。同时代,熠熠生光的品种还有中国农业科学院蔬菜花卉研究所研究员高振华等专家选育出的“强丰”、“鲜丰”,以及东北农业大学教授李景富团队选育出的早熟番茄“东农702”、“东农704”等品种。

至90年代,我国番茄品种呈现群雄并立的局面。中国农业科学院蔬菜研究所的抗病毒病、叶霉病和枯萎病“中杂9号”、“中杂8号”,北京市农林科学院蔬菜研究中心研究员张环育成的“佳粉15”,上海市长征良种实验场唐树发等人选育的“合作903”、“合作908”、“合作918”,辽宁省农业科学院研究员李海涛育出的“L402”,以及江苏省农业科学院研究员徐鹤林育成的“苏抗”系列等优秀番茄品种,在市场中迅速崛起。

彼时外国种企也开始进入中国市场,为满足我国番茄长距离运输的需求,1998-1999年期间,海泽拉推出番茄品种“R-144”和“FA-189”,约两年后,瑞克斯旺推出番茄品种“百利”。上述三个红果品种凭借着硬度强、耐运输的优势迅速在我国北方推广开来。


整体来说,这段时期,番茄育种团队以国家科研单位为主,品种基本过渡到杂交种,也从低秧转变为高秧,同时要求品种具备抗TMV、抗CMV(黄瓜花叶病毒)、抗叶霉病等特性。


进入21世纪,《种子法》颁布实施,我国种子市场进一步开放,民营种企走上历史舞台,一些民营种企开始探索番茄新品种的选育。科研单位、民营企业的品种同时涌现,且民营企业品种开始抢占市场主导地位的局面出现,跨国公司也加大了番茄品种在中国的输出。

21世纪的第一个十年,番茄品种由鲜食软果型品种向硬果耐储运、货架期长的品种过渡,以早熟短季节品种为主,同时兼顾中晚熟长季节品种,在抗TMV、叶霉病的基础上,抗根结线虫的品种得到了全面应用。

其中最具代表性的品种就有“金棚1号”,该品种由李晓东团队在1999年育出,凭借抗性好、果硬、耐贮运,且比一般品种早熟15天左右等特质,2003年就成为全国种植面积最大的粉果品种,一直持续至2013年。国外品种方面,圣尼斯的粉果“欧盾”,德澳特(已被圣尼斯收购)的“普罗旺斯”,先正达(现被中化集团收购)的大红硬果品种“倍盈”在山东等市场表现也很好。

利用国外育种材料,TY病毒得以控制

2005年开始,TY病毒(黄叶曲叶病毒)开始陆续在全国各番茄主产区大规模爆发。在此之前,中国育种对此项病毒的抗性研究近乎为零。因此,TY病毒对我国番茄产业造成的打击是毁灭性的。

帮助中国番茄产业度过这一难关的是来自国外的育种材料。2006年,先正达在中国推广的 “齐达利” 番茄品种被发现可抵抗TY病毒。在此之后,国外抗TY病毒的材料被广泛运用于我国番茄育种制种。“先正达、圣尼斯、海泽拉等外企的品种具有抵抗Ty-1 型和Ty-3 型病毒的能力,亚洲开发银行设立的台湾亚洲蔬菜中心则具有抵抗Ty-2型病毒的能力。”李晓东介绍,国内种企利用这些品种材料,通过育种手段最终让国内番茄品种获得抗TY病毒能力。

TY病毒促使我国番茄产业的转变是全方位的。一方面,番茄品种全面洗牌,给外国番茄种企打开了一个巨大的市场缺口,特别是红果,加速其在中国市场展开战略布局。先正达的“齐达利”、“拉比”,德澳特的“7728”、“7845”、“4224”等抗TY品种,占据了我国大部分的中高端红果市场。同时,圣尼斯的“欧贝”、“欧官”,海泽拉的“罗拉”、“圣罗兰”等抗TY粉果的市场表现也相当突出。

另一方面,民营种企也在“TY病毒的历练”中稳步成长,一系列抗TY病毒的优良品种不断涌现,尤其体现在粉果番茄上。如2010年,西安金鹏推出了“金棚10号”、“金棚11号”,为国内首批拥有自主知识产权的抗TY粉果品种,2014年推出抗TY病毒的越夏秋延品种“金棚秋盛”;上海菲图种业有限公司推出的抗TY品种“瑞星5号”、“瑞星大宝”等,具备果大,商品性高,硬度大,耐裂等特性;沈阳谷雨种业有限公司的“谷雨天妃”系列及“天赐595”等品种,抗TY的同时,兼具高产与优质商品性。同阶段,国内科研机构也逐步转型,面向市场,浙江省农业科学院蔬菜研究所2011年推出的的无限生长型早熟番茄“浙粉702”,凭借抗TY、耐贮运等,在国内粉果中具有一定影响力。


缺乏原创性育种材料是难题

虽然国内民营育种企业,如西安金鹏、沈阳谷雨、上海菲图、台湾农友、北京博收、石家庄农博士等蓬勃发展,市场向好,但是国外整体研发实力比国内强的现状并未改变。

“2017年,我国番茄进口额超1亿美元,占所有进口种子的22%。”北京市农林科学院蔬菜研究中心研究员李常保介绍,国外品种占据我国番茄市场份额45%,销售额却是整体的70%。国外具有番茄自主研发实力的种企,如先正达、圣尼斯、纽内姆、瑞克斯旺、海泽拉、坂田等,均在国内番茄市场占有一席之地。国内种企主要以代理销售为主,真正具有自主研发实力的较少。

“据不完全统计,番茄市场上的高端品种仍以国外品种为主,中端品种则是国内、国外各占50%,低端品种以国内为主。”李常保表示,我国自主选育的番茄高端品种缺乏,将在一定程度上制约民族番茄种业的发展。

中国园艺学会番茄分会秘书长、中国农业科学院蔬菜花卉研究所研究员王孝宣表示,我国番茄育种与国外相比,差距主要体现在原创性的基础性研究、原创性的育种材料少等方面。

目前我国番茄育种以常规育种方法为主,分子标记等手段为辅,番茄雄性不育系研究在我国番茄育种研究中尚处于初步阶段,李常保指出,通过基因编辑技术可以定向创制番茄核心雄性不育系新种质,这对我国番茄杂交制种方式将是一种革新。


未来如何发展?抱团融合求生存

中国是一个番茄种植大国,也是消费大国,需求的复杂性、多样性将会长期存在。从番茄的抗性上讲,病害总体趋势是越来越严重,尤其是根部病害、病毒病和细菌性病害,所以抗病育种仍然是一个主要方向。中国大宗蔬菜产业体系首席专家、中国园艺学会理事长杜永臣认为,未来的番茄育种目标在注重品质的同时,要适应当前生产的需求,如选育适宜轻简化栽培的番茄。

我国未来的番茄品种市场,国内外种企将走向怎样的竞争趋势?多位业内专家表示,国内番茄育种能力完全超越国外不太现实,但要充分发挥本土作战优势。

国外企业大多比较注重研发投入和知识产权的保护,且有清晰的发展战略,结合目标市场特性选育品种,育种效率高,产品线整体优势明显,并可持续发展。

国内企业立足本地,选育的品种适应性相对较好,但单靠国内企业自身的力量来赶超外企,其实非常困难。中小种企抱团融合,各自发挥自身的长处,求生存、图发展,或将成为一种明智的选择。

备注:文章引自南方农村报丨农财宝典作者丨柳佳柱


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