中國蔬菜種業(yè)創(chuàng)新趨勢分析

丁海鳳 于拴倉 王德欣 賈長才 張鳳蘭 許 勇

（北京市農(nóng)林科學院蔬菜研究中心，北京京研益農(nóng)科技發(fā)展中心，農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)園藝作物生物學與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室，蔬菜種質(zhì)改良北京市重點實驗室，北京 100097）

中國蔬菜種業(yè)創(chuàng)新趨勢分析

丁海鳳 于拴倉 王德欣 賈長才 張鳳蘭 許 勇*

（北京市農(nóng)林科學院蔬菜研究中心，北京京研益農(nóng)科技發(fā)展中心，農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)園藝作物生物學與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室，蔬菜種質(zhì)改良北京市重點實驗室，北京 100097）

未來中國蔬菜種植面積將穩(wěn)定略增，進一步向優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)聚集將是產(chǎn)業(yè)變革的發(fā)展方向；由于資源緊缺、環(huán)境惡化與安全質(zhì)量要求的提高，土地流轉(zhuǎn)與人口轉(zhuǎn)移政策，勞動力緊缺與人工成本提高，輕簡省工栽培技術的需求，“互聯(lián)網(wǎng)+”以及外來資本與新興企業(yè)形態(tài)的進入等一系列變革，將改變種植業(yè)的生產(chǎn)方式與供應模式。蔬菜種植業(yè)新一輪的變革注定帶來種業(yè)從組織到商業(yè)模式的變革，主要表現(xiàn)為：種業(yè)將成為國家農(nóng)業(yè)基礎性與戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，提高種業(yè)企業(yè)創(chuàng)新能力與競爭力將是未來政府的主要目標；企業(yè)重組將成為帶動種業(yè)變革的主要形式，“育繁推一體化”大型種業(yè)企業(yè)將變革為單品類作物產(chǎn)業(yè)鏈的服務商，中小型種業(yè)企業(yè)將成為新興業(yè)態(tài)的服務商；種業(yè)企業(yè)銷售網(wǎng)絡將由扁平化逐步替代多級代理，零售商將成為企業(yè)為農(nóng)民生產(chǎn)的技術服務員；蔬菜育種目標將更為多元化，在原有高產(chǎn)、抗病、優(yōu)質(zhì)的基礎上，品種向特色化和專用化方向發(fā)展；對育種團隊人員素質(zhì)的要求將不斷提升，多學科協(xié)同創(chuàng)新將是未來方向，育種的組織管理模式與育種理念轉(zhuǎn)變是提高種業(yè)企業(yè)競爭力的必經(jīng)之路。為提高中國蔬菜種業(yè)的競爭力，需要建立育種信息管理和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、下一代測序技術、分子輔助育種與全基因組選擇技術、高通量基因型檢測平臺、植物表型組平臺、DH雙單倍體工廠化技術平臺、種子處理與檢測技術平臺、基因組編輯等技術體系。

未來農(nóng)業(yè)的競爭首先是種業(yè)的競爭。目前中國正處于政治、經(jīng)濟、社會、文化、生態(tài)“五位一體”全面改革的時期，同樣中國蔬菜種植業(yè)也處于變革的關鍵時期。蔬菜種植業(yè)新一輪的變革注定帶來種業(yè)從組織到商業(yè)模式的革命，同時生物技術與信息技術的創(chuàng)新也正在引發(fā)種業(yè)技術的革命。本文在分析未來中國蔬菜種植業(yè)變革趨勢的基礎上提出了蔬菜種業(yè)組織與商業(yè)模式變革方向，通過體制、機制與技術創(chuàng)新，促進中國蔬菜種業(yè)公益性研究機構(gòu)與企業(yè)建立最新的研發(fā)技術體系，以提高中國蔬菜種業(yè)整體創(chuàng)新能力與企業(yè)市場競爭力，迎接未來發(fā)展變革的挑戰(zhàn)。

1 未來中國蔬菜種植業(yè)的變革趨勢

1.1 蔬菜種植面積將穩(wěn)定略增，進一步向優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)聚集將是產(chǎn)業(yè)變革的發(fā)展方向

蔬菜在中國城鄉(xiāng)居民膳食結(jié)構(gòu)中具有非常重要的地位，是近年來產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度最快的重要農(nóng)產(chǎn)品之一，也是重要的出口農(nóng)產(chǎn)品，在國際貿(mào)易中比較優(yōu)勢較為明顯。2014年全國蔬菜種植面積2 133.3萬hm2（3.2億畝），同比增加2.0%（圖1）；總產(chǎn)量7.48億t，同比增加1.9%；總產(chǎn)值超過1.3萬億元。按照《中國農(nóng)業(yè)展望報告（2015-2024）》預測，蔬菜生產(chǎn)仍將穩(wěn)定發(fā)展，但增速趨緩。受土地、水資源等要素短缺的影響，預計未來10年中國蔬菜種植面積進一步增加的空間有限，播種面積、單產(chǎn)和總產(chǎn)量增速將趨于放緩。2024年蔬菜種植面積將增至2 156.0萬hm2（32 340萬畝），年均增速為0.1%；隨著蔬菜設施的發(fā)展和生產(chǎn)技術水平的提高，蔬菜單產(chǎn)水平將繼續(xù)穩(wěn)步提升，預計未來10年年均增速為0.5%；蔬菜總產(chǎn)量年均增速將有所放緩，2024年將達到79 213萬t，年均增速為0.6%，低于過去10年年均增長速度。

圖1 2005～2014年中國蔬菜生產(chǎn)面積及產(chǎn)量

2014～2015年上半年蔬菜價格連續(xù)回落，也預示著新一輪蔬菜產(chǎn)業(yè)在種植面積與總產(chǎn)量的擴張上已達到最高峰，全國蔬菜播種面積已經(jīng)到了臨界點，在穩(wěn)定現(xiàn)有播種面積總量的前提下，深化調(diào)整蔬菜種植的結(jié)構(gòu)與布局將是產(chǎn)業(yè)未來的主攻方向。利用優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)在氣候、土壤、人力與交通等方面的優(yōu)勢，產(chǎn)業(yè)聚集度將不斷提升，專業(yè)化的單品生產(chǎn)將進一步穩(wěn)定發(fā)展，優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)之間的銜接與互補將直接影響到全國蔬菜周年供應與價格走勢，大城市城郊的蔬菜生產(chǎn)供給作用還將不斷下降，朝著精細化、觀光采摘、不耐貯運的葉菜類蔬菜及應急性生產(chǎn)為主的方向轉(zhuǎn)變。適合優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)的蔬菜品種將是未來蔬菜育種的主流方向。

1.2 資源緊缺、環(huán)境惡化與安全質(zhì)量要求的提高，加劇了蔬菜種植業(yè)的生產(chǎn)效率與比較效益的下降

中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)存在土地與水資源緊缺、農(nóng)田環(huán)境惡化等一系列問題，主要表現(xiàn)：首先，在資源約束不斷加劇的形勢下，種植業(yè)的增產(chǎn)空間越來越小，難以做大做強；其次，栽培過程中過度依賴于化肥、農(nóng)藥、水資源等，不僅造成資源的過度消耗，而且也導致優(yōu)質(zhì)良田板結(jié)、貧瘠等，從而致使優(yōu)質(zhì)土地資源的消耗也在不斷加大；第三，由于勞動力短缺和老齡化加劇，傳統(tǒng)高產(chǎn)品種以精耕細作為主的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式難以為繼；第四，消費者安全意識以及安全質(zhì)量標準提升，制約了目前生產(chǎn)方式繼續(xù)發(fā)展；第五，“常規(guī)技術+大水大肥大藥+低價勞動力+高投入=菜田高產(chǎn)”的模式，成為目前導致蔬菜生產(chǎn)效率與比較效益下降的主要因素。這對設施蔬菜生產(chǎn)的影響與沖擊表現(xiàn)得尤為突出，設施生產(chǎn)的連作障礙導致溫室與大棚的生產(chǎn)效率下降，幾乎所有的果類蔬菜均需嫁接，盡管嫁接是保證蔬菜安全生產(chǎn)與提高生產(chǎn)效益的有效辦法，但無形之中增加了生產(chǎn)成本。近幾年因一個蔬菜安全質(zhì)量事故摧垮一個地區(qū)蔬菜產(chǎn)業(yè)的報道也屢見不鮮。提高蔬菜品種的抗逆抗病蟲害能力，保障蔬菜產(chǎn)品安全質(zhì)量將是保證蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

1.3 土地流轉(zhuǎn)與人口轉(zhuǎn)移政策，進一步增加了農(nóng)業(yè)適度規(guī)模經(jīng)營主體的數(shù)量

2014年國家出臺各類土地流轉(zhuǎn)政策，同時提倡資本下鄉(xiāng)與土地結(jié)合，即公司可以通過大面積流轉(zhuǎn)土地進行農(nóng)作物種植，配套初加工或深加工。通過“公司+農(nóng)戶”的形式將中小型規(guī)?；姆N植戶集合成大規(guī)模的原料供應商，提供必要的生產(chǎn)資料，提出生產(chǎn)規(guī)范及種植指導。土改深化有利于農(nóng)村人口轉(zhuǎn)移，在不久的未來，真正靠土地營生的農(nóng)戶將降低在千萬戶以下。適合規(guī)?；a(chǎn)的品種與生產(chǎn)方式，將是未來蔬菜生產(chǎn)的主要需求。

1.4 勞動力緊缺與人工成本提高，進一步加速了農(nóng)業(yè)機械化與省工栽培技術的應用

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)輕簡化、機械化迅猛發(fā)展成為帶動中國種植業(yè)發(fā)展的技術主流。盡管機械化在要求精耕細作的蔬菜上應用有一定難度，但肯定是未來的發(fā)展方向。目前通過蔬菜包衣丸?；夹g可以實現(xiàn)機械大田粒播。通過單粒直播丸?；蟀撞朔N子和地膜覆蓋加膜下滴灌技術，可以實現(xiàn)大白菜在播種后不再需要間苗、除草等田間操作，同時采用的丸?；牧现袔в形⒎?、保水劑等，最終達到節(jié)水、省工、提高勞動者生產(chǎn)效益的效果。因此，培育適合機械化生產(chǎn)、省工省力的蔬菜品種也將是未來蔬菜產(chǎn)業(yè)的需求。

1.5 “互聯(lián)網(wǎng)+”以及外來資本與新興企業(yè)形態(tài)的進入，進一步加快了農(nóng)產(chǎn)品供應的時效性與便捷化，改變了種植業(yè)的生產(chǎn)方式與供應模式

中國農(nóng)村的經(jīng)濟發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境正在不斷改善。官方數(shù)據(jù)顯示，2014年全國農(nóng)村居民人均可支配收入為10 489元，比2013年增長11.2%；農(nóng)村網(wǎng)民數(shù)為1.78億人，占比27.5%，農(nóng)村互聯(lián)網(wǎng)普及率達到28.8%。未來幾年將是“互聯(lián)網(wǎng)+”攻克最終堡壘——農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的最佳時期。大流通物流格局的快速形成與電商化，必將加快農(nóng)產(chǎn)品供應的時效性與便捷化。在電子商務環(huán)境下，農(nóng)產(chǎn)品可以以最快的速度從原產(chǎn)地到消費者手中，甚至可以部分實現(xiàn)全程冷鏈，做到新鮮、安全、放心及個性化服務。同時，京東、蘇寧等企業(yè)紛紛宣布了農(nóng)資、生鮮頻道的上線，淘寶更是中國農(nóng)戶爭相發(fā)力的平臺，順豐優(yōu)選也在2012年依托物流優(yōu)勢殺入生鮮電商行業(yè)?？梢哉f目前電商化已經(jīng)進入農(nóng)業(yè)全程產(chǎn)業(yè)鏈，外來資本與新興企業(yè)形態(tài)的進入，進一步改變了種植業(yè)的生產(chǎn)方式與供應模式。阿里巴巴、聯(lián)想佳沃、京東農(nóng)資、云農(nóng)場等新興資本進入農(nóng)業(yè)，必將會對農(nóng)產(chǎn)品流通模式與生產(chǎn)方式產(chǎn)生顛覆性的影響。社會化服務體系也是一個新興業(yè)態(tài)，主要通過為農(nóng)民直接提供種植業(yè)的藥物防治以及產(chǎn)品收購等服務來控制農(nóng)民的土地，一旦該體系的企業(yè)獲得了農(nóng)民該區(qū)域內(nèi)土地的統(tǒng)防統(tǒng)治與產(chǎn)品收購的權(quán)利，必將是區(qū)域良種經(jīng)銷商最致命的殺手。因此，關注新興業(yè)態(tài)的發(fā)展，讓種業(yè)成為新興業(yè)態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈的重要技術創(chuàng)新支撐力量，將是未來蔬菜種業(yè)發(fā)展的重要方向。

2 蔬菜種業(yè)組織與商業(yè)模式變革的方向

2.1 種業(yè)將成為國家農(nóng)業(yè)基礎性與戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，提高種業(yè)企業(yè)創(chuàng)新能力與競爭力將是未來政府的主要目標

隨著國務院關于種業(yè)的8號文件、109號文件的陸續(xù)出臺，實現(xiàn)事企分離，提高種業(yè)門檻是政府種業(yè)政策調(diào)整重點。財政部和國家稅務總局也同時出臺了關于扶持“育繁推一體化”企業(yè)的減免稅收政策，建立了總額20億元的現(xiàn)代種業(yè)發(fā)展基金；各地方的種業(yè)企業(yè)也獲得了類似“免稅財補雙優(yōu)惠政策”等；目前正在廣泛征集意見修訂的《種子法》、《主要農(nóng)作物品種審定辦法》等，都是國家大幅提高種業(yè)監(jiān)管力度與提高種業(yè)知識產(chǎn)權(quán)保護力度以及提高種業(yè)企業(yè)創(chuàng)新能力的重要措施。這些措施的制定與實施，一方面體現(xiàn)了中國政府對種業(yè)作為糧食安全與農(nóng)產(chǎn)品有效供給上的基礎性與戰(zhàn)略性地位的高度重視，另一方面也說明了中國種業(yè)企業(yè)自主創(chuàng)新能力與跨國公司之間存在巨大差距（呂波和鄭少鋒，2014）。圖2與圖3反映出中國種業(yè)企業(yè)前10強與跨國企業(yè)的差距，但在近5年大田作物種業(yè)企業(yè)也取得長足的進步，大田作物的種業(yè)聚集度有顯著提高，前10強市場占有率已經(jīng)達到27%。進一步對中國蔬菜種業(yè)企業(yè)分析來看，蔬菜種業(yè)企業(yè)總體上規(guī)模較小、資源分散、實力較弱。目前，全國蔬菜種業(yè)企業(yè)逾5 000家，但據(jù)中國種子協(xié)會“2014年中國蔬菜種業(yè)信譽骨干企業(yè)”評比結(jié)果，前15強市場占有率不到10%，其中銷售額超億元的蔬菜種業(yè)企業(yè)為數(shù)不多。

圖2 2013年世界種業(yè)企業(yè)銷售額排名

圖3 2013年中國種業(yè)企業(yè)銷售額排名

2.2 企業(yè)重組將成為帶動種業(yè)變革的主要形式，“育繁推一體化”大型種業(yè)企業(yè)將變革為單品類作物產(chǎn)業(yè)鏈的服務商，中小型種業(yè)企業(yè)將成為新興業(yè)態(tài)的服務商

國家政策已經(jīng)亮明了“定向扶持”的方向標——推動種子企業(yè)兼并重組，堅持扶優(yōu)扶強，培育具有核心競爭力和較強國際競爭力的“育繁推一體化”種子企業(yè)?！坝蓖埔惑w化”的大型企業(yè)與專業(yè)化有獨特實力的中小企業(yè)將成為種業(yè)企業(yè)的主力軍。近些年大型企業(yè)在研發(fā)投入、兼并重組、基地建設、人才引進等方面步伐明顯加快，直接導致了種業(yè)市場的高度集中，形成了一批“育繁推一體化”的大型企業(yè)。大型種業(yè)企業(yè)將以單一或者幾類作物種子為銷售產(chǎn)品，變革為“為用戶效益提升提供一體化技術方案”的服務商。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)內(nèi)涵與外延大大拓展，從生產(chǎn)前包括種子在內(nèi)的生產(chǎn)資料的投入，到產(chǎn)后的收獲、加工、流通、貿(mào)易、營銷、服務等，不再僅局限于單一環(huán)節(jié)。服務模式也在不斷創(chuàng)新，基本沿著三大方向發(fā)展：① 終端拉動合理化——市場需求，定點配送；② 技術指導標準化——設施建設、栽培管理全程標準化、可控化；③ 農(nóng)資配套一體化——農(nóng)藥、肥料、農(nóng)機一條龍服務。越來越多的農(nóng)民，希望得到從購買種子開始的全程技術服務，以保證品種最大效益的體現(xiàn)，所以引出渠道式營銷的革命，延伸服務的增值。

2014年10月，阿里巴巴宣布啟動“千縣萬村”計劃，今后幾年其電子商務網(wǎng)絡將會覆蓋到全國1/3強的縣以及1/6的農(nóng)村地區(qū)?！熬〇|送種子下鄉(xiāng)”由京東提供農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)種子和優(yōu)質(zhì)種苗，由農(nóng)民種植農(nóng)產(chǎn)品，最后通過京東平臺銷售。這一閉環(huán)式的布局一旦形成，京東將把廣大農(nóng)村打造成一個龐大的生鮮農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地。聯(lián)想控股的佳沃集團與云農(nóng)場合作，將構(gòu)建以全產(chǎn)業(yè)鏈運營、全球化布局、全程可追溯為核心理念的現(xiàn)代農(nóng)產(chǎn)品業(yè)務。中小型種業(yè)企業(yè)參與并整合到新興業(yè)態(tài)之中，并成為其聯(lián)盟企業(yè)，為新興業(yè)態(tài)服務將是中小型種業(yè)企業(yè)的重要業(yè)務。

2.3 種業(yè)企業(yè)銷售網(wǎng)絡將由扁平化逐步替代多級代理，零售商將成為企業(yè)為農(nóng)民生產(chǎn)的技術服務員

目前中國蔬菜種業(yè)的銷售模式，依然是以多級代理的形式形成的銷售網(wǎng)絡，種業(yè)渠道商占據(jù)了種子銷售的較大利潤空間，同時各分銷渠道之間還存在沖突，協(xié)調(diào)或者保護渠道商的利益成為種業(yè)企業(yè)營銷的主要工作重點與難點。以信息不對稱所帶來的非對等利潤的商業(yè)模式，在互聯(lián)網(wǎng)時代將必然被打破，盡管蔬菜種子作為一個再生產(chǎn)資料，因品種類型多、個性化需求多，在示范推廣上有其獨特性，需要終端經(jīng)銷商提供各種服務。在互聯(lián)網(wǎng)時代，未來蔬菜種業(yè)企業(yè)銷售網(wǎng)絡最顯著的變革將是扁平化，一是渠道直營化；二是渠道短寬化。這樣有利于企業(yè)快速適應市場變化的需要，在分權(quán)的管理體制之下，各層級之間的聯(lián)系相對減少，各基層組織之間相對獨立。將來的種業(yè)企業(yè)誰越接近消費者（種植農(nóng)戶），誰越有可能賺錢。而現(xiàn)有的零售終端商必然要轉(zhuǎn)變服務方式，最終可能成為銷售渠道上的送貨商、技術實施的服務商。

2.4 蔬菜育種目標將更為多元化，在原有高產(chǎn)、抗病、優(yōu)質(zhì)的基礎上，品種向特色化和專用化方向發(fā)展

傳統(tǒng)蔬菜育種目標主要是針對高產(chǎn)、抗病、優(yōu)質(zhì)，這些目標更多是符合種植者的需求，未來發(fā)展將需要考慮收購商與銷售商的需求，比如耐貯運、長貨架期等。對消費者在口感、風味上的需求更加重視。同時易制種、種子質(zhì)量風險低等也是育種家需要關注的重點。即使是針對種植者的需求，也將有較大變化，如適合機械耕作與收獲、輕簡省工的品種將越來越重要。由于通過全國不同生態(tài)優(yōu)勢區(qū)域開展大流通蔬菜供給，對某些蔬菜品種的早熟性就不會像以前要求如此之高，但對品種持續(xù)生產(chǎn)能力要求卻更高。由于蔬菜生產(chǎn)區(qū)域、生產(chǎn)方式、消費需求等各方面的多樣化及不可確定性，且育種家很難將各類需求聚合在一個品種上，這就決定了蔬菜品種的育種目標需要及時與市場對接，育種家必須積累豐富的育種材料，才能根據(jù)市場做出快速反應。通過品種優(yōu)異性狀的創(chuàng)新來引領市場與生產(chǎn)變革，是蔬菜育種的最高境界。

2.5 對育種團隊人員素質(zhì)的要求將不斷提升，多學科協(xié)同創(chuàng)新將是未來方向

傳統(tǒng)育種團隊主要由遺傳育種、栽培與植保等專業(yè)人員構(gòu)成，一個不懂分子生物學的常規(guī)育種專家在未來團隊中的作用將有所下降，分子輔助育種技術將會改變原有育種的基本方法，高通量分子鑒定技術將部分替代田間選擇。同時，未來育種團隊中將會補充分子生物學、采后、機械、生物信息學等人才。多學科復合型管理人才將在育種創(chuàng)新團隊中發(fā)揮領導作用，與產(chǎn)業(yè)鏈相關的輔助人才如品種測試體系、品種權(quán)保護與登記等，也是一個優(yōu)秀種業(yè)企業(yè)不可替代的人才。通過構(gòu)建流水線的育種平臺，將利于發(fā)揮多學科協(xié)同創(chuàng)新的優(yōu)勢，大幅度提高育種效率和水平。

3 新型種業(yè)企業(yè)所需建立的管理體系與技術體系

3.1 先進管理組織模式與現(xiàn)代商業(yè)化育種理念

育種的組織管理模式與育種理念轉(zhuǎn)變是提高種業(yè)企業(yè)競爭力的必經(jīng)之路。在計劃經(jīng)濟年代，中國的蔬菜育種基本上由農(nóng)業(yè)科研單位和大學承擔，主要是以項目為導向的育種組織與管理方式，通過有組織地與生產(chǎn)相結(jié)合，育成了一大批突破性蔬菜品種，為中國蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了強有力的支撐。隨著改革開放，市場化程度不斷提高，蔬菜生產(chǎn)方式發(fā)生了巨大變化，同時跨國公司進入中國，傳統(tǒng)的組織模式就顯得滯后于市場需求，整個系統(tǒng)未做到人盡其才、物盡其用，效率低下。中國蔬菜種業(yè)不得不發(fā)生了被動變革，特別是近十年來，商業(yè)化行為越來越明顯，主要采用市場與項目共同導向的組織管理模式，組內(nèi)人員分工較為明確，呈現(xiàn)大批量研究、集團化運行的“作坊式”模式。與跨國公司相比，需要盡快構(gòu)建以“市場化導向、專業(yè)化分工、標準化評價、規(guī)?；瘜嵤?、集約化運行”的“工廠式”先進的育種管理組織模式。另外，在育種理念上也需要變革，目前依然采用的“主持人設計、臨時性分工、個性化標準、混合作業(yè)”育種方式，將逐步向“課題與企業(yè)聯(lián)合設計、組內(nèi)明確分工、課題組規(guī)范、分開作業(yè)”方式過渡，未來將建立“科學設計、明確分工、標準規(guī)范、流水作業(yè)”的現(xiàn)代商業(yè)化育種理念。這是一個長期過程，需要從大學開始培養(yǎng)職業(yè)育種家。中國擁有世界上最大的職業(yè)育種人才隊伍，他們具有堅實的專業(yè)基礎知識以及吃苦耐勞的品質(zhì)，只要按照先進育種理念來規(guī)范育種流程，一定會造就一大批優(yōu)秀的育種專家。

3.2 中國蔬菜種業(yè)創(chuàng)新需要建立的技術體系

現(xiàn)代生物技術正在引發(fā)新一輪的種業(yè)技術革命。1983年，美國華盛頓大學和威斯康星大學的科學家分別利用農(nóng)桿菌介導的方法將卡那霉素抗性基因?qū)霟煵莺蛯⒋蠖够蜣D(zhuǎn)入向日葵，標志著植物轉(zhuǎn)基因技術改良農(nóng)作物的開始。2000年第一個模式植物擬南芥基因組在《自然》上發(fā)表，到2015年初，全世界已經(jīng)有13種主要蔬菜完成了基因組測序，其中一半以上由中國科學家牽頭完成。近兩年來發(fā)展的基因組編輯技術和全基因組選擇技術在遺傳育種領域展現(xiàn)了廣闊的發(fā)展前景，必將引發(fā)新一輪的種業(yè)科技革命。

蔬菜傳統(tǒng)育種技術包括種質(zhì)資源收集，抗病、抗逆、品質(zhì)與農(nóng)藝性狀評價，遺傳規(guī)律研究和優(yōu)異基因挖掘，自交、雜交和回交，優(yōu)異性狀重組與聚合，優(yōu)良單株選擇與純化，配制雜交組合，配合力測定，優(yōu)選組合等過程。傳統(tǒng)育種技術在未來種業(yè)變革中，將依然發(fā)揮不可替代的作用，現(xiàn)代信息與生物技術必須有機地與常規(guī)育種技術相結(jié)合，才能發(fā)揮更大的效應。育種過程從遺傳的本質(zhì)上來講包括四部分：發(fā)現(xiàn)變異、創(chuàng)造變異、純化變異和選擇變異。利用生物技術與信息技術的最新成果，在常規(guī)育種過程的基礎上建立定向準確、省時高效，精準化、流程化和規(guī)?；募夹g體系。目前，中國蔬菜種業(yè)創(chuàng)新亟需建立以下幾項技術體系。

3.2.1 育種信息管理和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng) 育種信息化管理是跨國公司提高育種效率、加快育種進程的重要途徑。國外大型商業(yè)化育種企業(yè)，如先鋒公司、孟山都等根據(jù)自己實際需求，研發(fā)專用育種資料分析與試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件系統(tǒng)，將分布于世界各地的種質(zhì)資源、種質(zhì)評價數(shù)據(jù)、育種資源的系譜數(shù)據(jù)、親本配組和圖片管理在統(tǒng)一管理平臺上實行集中分類管理，通過智能化信息技術，能夠高效分析和處理海量的生物遺傳信息，并在整個研發(fā)體系實現(xiàn)規(guī)范交流和共享，大幅度提高了對大量中間材料的鑒別、篩選和分類管理能力。

育種信息管理和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)包括兩個方面的應用：一是實驗室信息管理系統(tǒng)，用于實驗平臺和自動化儀器的操作管理，實驗樣品的跟蹤及存儲，實驗數(shù)據(jù)的分類管理和分析應用等；二是大規(guī)模田間試驗數(shù)據(jù)的收集、質(zhì)量控制、分類、保存、查找和各種各樣的統(tǒng)計分析及相關應用。該系統(tǒng)更適應于流程化、高通量、規(guī)模化育種，并可做到信息共

享與積累，有利于實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)分工協(xié)作及企業(yè)科技資源或產(chǎn)權(quán)的保護。但對于小規(guī)模的“作坊式”育種體系，該系統(tǒng)的應用在一定程度上“增加”了工作量或工作成本，短期內(nèi)效果不明顯，可能效率更低。

3.2.2 下一代測序技術 第一代Sanger法為DNA測序打開了大門，但它高昂的費用限制了在大規(guī)模測序工程上的使用。當今發(fā)展迅猛的第二代高通量測序設備，包括Illumina的Solexa、Roche 454系列以及ABI的SOLiD系統(tǒng)等，使測序費用大幅降低，但每條讀出的DNA序列太短，使得后續(xù)的裝配工作困難重重。Pacific Biosciences公司推出第三代測序儀PacBio讀長再度升級，平均讀長已提高到10 000 bp以上。測序技術的發(fā)展不僅為某個物種的基因組序列參考圖繪制提供了可能，并已廣泛應用于全基因組關聯(lián)分析、進化分析、高密度遺傳圖譜繪制、基因定位、規(guī)模化單核苷酸多態(tài)性（SNP）標記開發(fā)、全基因組功能基因挖掘等研究，也為基因調(diào)控網(wǎng)絡研究以及表觀遺傳學研究提供全視角、高效的技術方案。該平臺的優(yōu)勢是在短時間內(nèi)獲得海量數(shù)據(jù)，單位點的成本低，并且能開展全視角的分析。但由于測序數(shù)據(jù)量大，對生物信息學知識要求較高，樣本量多時成本較難控制。

3.2.3 分子輔助育種與全基因組選擇技術 隨著基因組測序的開展和SNP分析技術的進步，分子標記育種正朝著“全基因選擇”方向發(fā)展。獲得覆蓋全基因組的超高密度的分子標記，特別是SNP標記，已不再是分子育種的障礙，基于全基因組的分子輔助選擇體系，已經(jīng)成為分子育種的重要方法，結(jié)合全基因組的遺傳背景選擇和多個目的基因的定向聚合極大地加快了育種速度。與傳統(tǒng)育種技術相比，育種投入與育種時間將縮短2/3以上。分子標記輔助育種技術可實現(xiàn)真正的設計育種，可使選擇的準確性達到100%。分子標記輔助育種研究呈現(xiàn)如下發(fā)展趨勢：實用、選擇效率高的SNP和插入缺失長度多態(tài)性（InDel） 等第三代分子標記逐步成為分子育種的主要標記工具；自動化、規(guī)?；⒏咄?、低成本的標記檢測方法開始在蔬菜育種上應用；分子育種的目標性狀從簡單的質(zhì)量性狀向多基因聚合和數(shù)量性狀位點過渡。建立以全基因

組SNP為基礎的高通量分子標記輔助育種平臺，促進蔬菜育種由“經(jīng)驗育種”向“精確育種”的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變，對于提升蔬菜種業(yè)核心競爭力具有重要意義。

3.2.4 高通量基因型檢測平臺 高通量基因型檢測平臺的發(fā)展是分子標記輔助育種技術規(guī)?；瘧玫年P鍵（Singh & Singh，2015）。目前，具有代表性的高通量檢測平臺有4個。兩個芯片平臺即Affymetrix芯片和Illumina芯片，盡管SNP芯片技術單次檢測位點多，在樣品少的情況下具有明顯優(yōu)勢。但初次開發(fā)成本高，并且很難適用于分子標記輔助選擇中對少量位點、多個樣品的檢測分析。近年來，Douglas的Array Tape平臺和KBio science的LGC Genomics SNPline平臺受到國際種業(yè)巨頭的普遍關注。與芯片、測序、質(zhì)譜等平臺相比，該系統(tǒng)具有三大優(yōu)勢：① 更高通量。和普通的微量反應板相比，每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)點多達10萬個以上。②適用性更強。不受位點數(shù)、樣品數(shù)等的限制，根據(jù)作物類型、標記類型（SNP、InDel等）等編程，并靈活設計試驗。③ 運行成本低。采用極微量反應體系，因此能節(jié)省80%～90%甚至更多的反應試劑成本。④ 模塊化的流程設計。其整體操作簡單，減少了手工操作步驟，結(jié)果重復性高，已成為高通量分子育種的理想平臺。

3.2.5 植物表型組平臺 隨著高通量測序技術和植物功能基因組學快速發(fā)展，傳統(tǒng)的作物表型檢測手段已成為植物基礎生物學研究，包括遺傳、生理、基因功能等研究的主要限制因素。為了解決這一瓶頸，科學家研究了一種全生育期高通量植物表型測量平臺，可以自動、連續(xù)提取植株高度、葉面積、葉色、病斑、果實數(shù)、果實大小、生物量、產(chǎn)量相關性狀等參數(shù)，為植物表型的快速、高通量、精準鑒定提供了可能?？梢灶A見，結(jié)合高通量表型平臺和全基因組關聯(lián)分析技術，必將成為植物育種以及植物基礎研究學者快速解碼大量未知基因功能的重要科學工具。德國LemnaTec公司推出的全自動高通量植物3D成像系統(tǒng)，開發(fā)了“植物表型組平臺PhenoFab”系統(tǒng)，實現(xiàn)了高通量無損傷地鑒定植物各種表型變異，達到了表現(xiàn)型與基因型在育種工作中的有機結(jié)合，極大地提高了育種工作效率。

3.2.6 DH雙單倍體工廠化技術平臺 單倍體技術因其能快速、準確、高效地純化育種材料，而越來越受到育種家的重視，目前全世界有250多個作物物種應用了單倍體育種技術，其中包括十多種蔬菜作物。利用單倍體技術選育新品種是蔬菜育種的發(fā)展趨勢。孟山都、先正達、瑞克斯旺等公司已經(jīng)把它作為大白菜、甘藍、黃瓜、辣椒等蔬菜作物育種的重要方法（黃山松 等，2014）。目前，這些跨國種業(yè)公司在DH育種方面均呈現(xiàn)大規(guī)模、高通量、流程化的模式，年獲得的DH純系數(shù)均達到50 000個以上。工廠化、規(guī)模化、專業(yè)化是DH育種技術發(fā)展的趨勢。該平臺的優(yōu)勢是能有效縮短育種年限，擴大育種群體，使非常規(guī)變異增加。但部分作物尚無法獲得雙單倍體植株，不能應用該技術。另外，受基因型限制，部分類型的有效變異率不高，體系不完善時效果不明顯，效率不高。

3.2.7 種子處理與檢測技術平臺 在種子質(zhì)量控制與檢測技術研究方面，國際上對蔬菜種子質(zhì)量檢測的側(cè)重點已經(jīng)從種子凈度、芽率、水分等生理質(zhì)量檢測，逐漸過渡為關注種子真實性、純度的遺傳質(zhì)量和種子健康的病理質(zhì)量檢測。發(fā)展高通量、快速、穩(wěn)定的分子檢測技術是種子質(zhì)量檢測的發(fā)展趨勢。國際上占據(jù)高端蔬菜種子市場的跨國種子公司，不僅建有一流的種子質(zhì)量檢測實驗室，還具有對種子清選、分級、包衣、丸粒化、引發(fā)等精加工技術，根據(jù)耕作需求或市場要求對種子進行加工處理，提高種子綜合質(zhì)量，從而提高企業(yè)競爭力。隨著蔬菜產(chǎn)業(yè)集約化的推進，以種子為載體的技術整體化方案成為跨國公司推廣良種的一種選擇，種子預處理、包衣、丸粒化、自動化播種與嫁接育苗，以及種子健康度、種傳檢疫性病害檢測等技術均成為種業(yè)公司的主體研發(fā)技術。該技術的優(yōu)勢是：效果直接、附加值增值大、防偽效果明顯；但小作坊運作時，效果不明顯。

3.2.8 基因組編輯技術 基因組編輯是近年來發(fā)展起來的可以對基因組完成精確修飾的一種技術，本質(zhì)上均是利用非同源末端鏈接途徑（NHEJ）修復和同源重組（HR）修復，聯(lián)合特異性DNA的靶向識別及核酸內(nèi)切酶完成的DNA序列改變，可完成基因定點InDel突變、敲入、多位點同時突變和小片段的刪除等，可在基因組水平上進行精確的基因編輯（Esvelt & Wang，2013；Puchta & Fauser，2013）。ZFN、TALEN和CRISPR/Cas9是三大基因編輯技術。在農(nóng)業(yè)領域，該技術在基因組技術發(fā)展的基礎上，可以人為改造基因序列，使之符合人們的要求，從而獲得抗病、抗逆、優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)的種質(zhì)材料，且有可能避免轉(zhuǎn)基因技術所帶來的后果。因此，基因組編輯技術具有極其廣泛的發(fā)展前景和應用價值，在未來十年也將是最具競爭力的技術之一，也有可能成為蔬菜種質(zhì)創(chuàng)新的核心技術。

目前，各類蔬菜科研院所與大學正處于“事企脫鉤”與事業(yè)單位分類改革的過渡時期，面對如此繁重的體制機制改革與技術平臺的創(chuàng)新任務，需要進一步發(fā)揮政府的行政主導作用，呼吁各級政府加強公益性（Public）蔬菜育種技術創(chuàng)新體系與種質(zhì)資源前育種（Pre-breeding）創(chuàng)新體系的投入，切實加強對公益性院所的扶持，同時各類蔬菜科研院所與大學應拋棄幻想，推進改革，超前布局，打破禁錮創(chuàng)新要素的籓籬，讓育種家與育種材料高效流向企業(yè)。與此同時，蔬菜種業(yè)企業(yè)應積極行動起來，加強整合重組，加大創(chuàng)新投入，強化人才隊伍建設，在私有化（Private）、蔬菜育種流程化（Pipeline）與營銷管理體系集成化（Portfolio）的建設方面與國際接軌。新種子法即將修訂出臺，必將進一步提高品種知識產(chǎn)權(quán)保護力度，改善蔬菜種業(yè)的創(chuàng)新與經(jīng)營環(huán)境。未來20年將是中國蔬菜種業(yè)脫胎換骨、鳳凰涅槃的關鍵時期，只要積極推進改革，努力開展創(chuàng)新，我們有理由相信，中國必將成為世界蔬菜種業(yè)的強國。

黃山松，田偉紅，李子昂，任啟軍，夏愛芳，朱逢時，劉偉生，徐甘露．2014．外資蔬菜種子企業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢．中國蔬菜，（1）：2-6．

呂波，鄭少鋒．2014．中國種業(yè)比較優(yōu)勢及“走出去”對策研究．農(nóng)業(yè)經(jīng)濟問題，（4）：80-85．

Esvelt K M，Wang H H．2013．Genome-scale engineering for systems and synthetic biology．Mol Syst Biol，9（ 1）：641．

Puchta H，F(xiàn)auser F．2013．Gene targeting in plants：25 years later．Int J Dev Biol，57：629-637．

Singh B D， Singh A K．2015．High-throughput SNP genotyping．Marker-Assisted Plant Breeding：Principles and Practices：367-400．

丁海鳳，女，推廣研究員，專業(yè)方向：種子健康與產(chǎn)業(yè)化，E-mail：dinghaifeng@nercv.org

*通訊作者：許勇，男，研究員，專業(yè)方向：蔬菜育種與分子生物學，E-mail：xuyong@nercv.org

2015-07-06；接受日期：2015-07-10

“十二五”國家科技支撐計劃項目（2011BAD35B07），國家科技支撐計劃項目（2014BAD01B09）