設施櫻桃番茄產業(yè)概況及研究進展

鄭錦榮，李艷紅，聶 俊，譚德龍，謝玉明，張長遠

（廣東省農業(yè)科學院農業(yè)科研試驗示范場/農業(yè)農村部華南都市農業(yè)重點實驗室，廣東 廣州 510640）

櫻桃番茄（Solanum. lycopersicum var cerasiforme）又名圣女果、微型番茄、迷你番茄，是番茄屬栽培亞種中的一個變種，原產于南美洲西部太平洋沿岸安第斯山脈的秘魯、厄瓜多爾、玻利維亞、智利等國的高原或谷地。其果實顏色和形狀多樣化，酸甜可口，柔軟多汁，營養(yǎng)豐富，富含維生素 A（VA）、維生素 C（VC） 和礦質元素，所含的番茄紅素和胡蘿卜素等具有降低血液膽固醇、減少心腦血管疾病發(fā)生及預防腫瘤等多種功效。櫻桃番茄食用和商品價值較高，深受消費者喜愛，消費需求量不斷增加，是一種經濟價值較高的水果型番茄，是聯合國糧農組織優(yōu)先推廣的“四大蔬果”之一［1］。

隨著鄉(xiāng)村振興、科技扶貧以及農業(yè)農村現代化建設的推進，設施農業(yè)已成為廣東現代農業(yè)發(fā)展的重要方向，近幾年廣東設施農業(yè)面積快速增加，其中櫻桃番茄是設施栽培中主要品種之一。但是目前生產上優(yōu)質品種大都是國外品種，貨源得不到保障，并且國外優(yōu)良品種在我省表現抗性差、耐熱性不好，嚴重影響櫻桃番茄生產。與此同時，隨著生活水平的提高，人們對櫻桃番茄的品質要求越來越高［2-4］，要求風味好、糖酸比適中、果型美觀、耐貯藏，能夠滿足的優(yōu)異櫻桃番茄品種更加缺乏。另外，目前生產上設施栽培櫻桃番茄基本是依據經驗按時供肥供水，缺少精準的水肥管理方案與生長模型，以及適宜華南地區(qū)高溫高濕氣候特點的設施設備，嚴重制約著廣東設施櫻桃番茄生產的發(fā)展。

本文分析了我國特別是華南地區(qū)櫻桃番茄設施栽培產業(yè)面臨的問題，概述了國內外櫻桃番茄設施栽培專用品種培育的研究進展以及工廠化育苗和光質調控等精準化栽培技術方面的研究情況，總結了廣東省農業(yè)科學院櫻桃番茄在品種培育與設施栽培模式研究上的主要進展，并對櫻桃番茄設施栽培突破性新品種的培育、設施設備的優(yōu)化以及工廠化生產模式進行了展望，以期為廣東設施櫻桃番茄產業(yè)的發(fā)展提供技術和理論支撐。

1 國內外設施櫻桃番茄產業(yè)概況

目前全世界櫻桃番茄種植面積100萬hm2左右，主要分布在歐洲的荷蘭、西班牙、俄羅斯，非洲的尼日利亞，美洲的美國、哥倫比亞及亞洲的以色列、日本、中國等，我國櫻桃番茄種植面積約15萬hm2，其中近8萬hm2為設施櫻桃番茄，主要種植地區(qū)有山東、江蘇、廣西、廣東、海南等地［4］。隨著工業(yè)技術進步，物聯網技術、LED技術、AI技術等發(fā)展，以及人們對現代農業(yè)產業(yè)需求增加，促使觀光農業(yè)、都市農業(yè)、休閑農業(yè)中的設施櫻桃番茄面積不斷擴大。我國設施櫻桃番茄產業(yè)不斷發(fā)展，對產業(yè)技術需求不斷升級，主要體現在以下幾個方面：

1.1.1 設施專用品種 目前國內種植的品種特別是高品質品種大都來自國外，如以色列海澤拉的夏日陽光、以色列TOP seeds的粉貝貝、韓國世農種業(yè)百斯特種苗的釜山88、日本金子公司的黃妃等，但這些品種種子價格昂貴，如夏日陽光8.0元/粒，高達4 000元/g，且供貨不穩(wěn)定，影響櫻桃番茄產業(yè)發(fā)展。我國相關育種團隊近幾年先后培育出中櫻6號、京番黃星7號、粉貝貝、金陵美玉、浙櫻粉1號、櫻莎黃等品種，但這些品種的綜合性狀與國外優(yōu)良品種仍有差距，因此在生產上推廣應用面積不大。廣東省地處熱帶亞熱帶，早春低溫陰雨寡日照、夏季高溫高濕，對設施專用品種要求更高，生產上對優(yōu)良的專用品種特別是國產品種需求迫切。

1.1.2 精準栽培技術 我國設施櫻桃番茄種植模式大致分為土培和無土栽培。但普遍存在營養(yǎng)管理不夠精準，土培缺乏測土配方施肥，無土栽培營養(yǎng)液配方比較單一，未能根據植株生長動態(tài)、環(huán)境變化及時調整營養(yǎng)液配方、EC值、pH值。另外，在設施條件下，光和根際環(huán)境管理數據支撐不足，缺乏可用的植株生長模型。

1.1.3 設施設備及環(huán)境調控技術 設施設備及環(huán)境調控技術有待進一步提高。國外已進入第五代智能溫室設備時代，而我國大都還是簡易的薄膜大棚，特別是在華南地區(qū)、熱帶亞熱帶氣候條件下對設施設備的要求更高。在保護設施結構功能及功能性覆蓋材料（具有散射光、濾光、降溫、保溫）、物聯網、LED光質及人工智能AI等方面的研究相對較少，與發(fā)達國家相比仍有很大差距。

2 國內外設施櫻桃番茄研究進展

2014年中國科學家揭示番茄是從醋栗番茄到櫻桃番茄再到番茄，經過兩次馴化改良而成［5］。番茄作為重要模式植物得到了深入且系統(tǒng)的研究，在此基礎上，對設施栽培需求的專用櫻桃番茄品種和精準化管理等研究較多。

2.1 設施專用品種研究

近幾年，設施櫻桃番茄專用品種在生理生化、遺傳規(guī)律及分子生物學方面均有深入研究。現從品質、抗病、產量、抗逆等方面，綜合普通番茄和櫻桃番茄闡述相關研究進展。

2.1.1 品質 櫻桃番茄的品質特性是決定其市場競爭力的首要因素，包括風味品質、營養(yǎng)價值和外觀品質3個方面。較高的品質主要包括可溶性固形物含量高，風味良好，VC和番茄紅素含量高，果實色澤鮮艷、耐裂。

果實可溶性固形物含量及揮發(fā)性物質是構成櫻桃番茄風味品質的關鍵因素?？扇苄怨绦挝锸翘牵ü呛推咸烟牵?、酸（檸檬酸和蘋果酸）以及微量成分的總和，是番茄風味物質的重要組成部分，是育種家衡量櫻桃番茄品質的關鍵指標。良好的甜酸風味要有較高的可溶性固形物含量，包括較高的含糖量、適宜的含酸量和合適的糖酸比（一般為7～10），糖酸比主要取決于果糖和檸檬酸、葡萄糖和蘋果酸的比率。番茄中已經有200多種揮發(fā)性組分被分離鑒定出來，這些揮發(fā)性組分相互作用，對番茄的風味起到了關鍵作用。我國科學家黃三文團隊獲得了控制風味的基因位點，為番茄風味和營養(yǎng)物質的遺傳調控和全基因組設計育種提供了思路［1,6］?？扇苄怨绦挝锖吭诖蠖鄶惦s交組合F1中表現為超親優(yōu)勢，因此可通過多次回交的方式將野生番茄高可溶性固形物相關基因導入普通番茄中，獲得可溶性固形物較高的育種材料。1998年Bernacchi等利用高世代回交群體QTL分析方法同時對番茄的7個數量性狀進行了分析與改良，成功地將多毛番茄和醋栗番茄的有益基因導入到普通番茄中，得到了一批可溶性固形物含量較對照高6%～22% 的材料［6］。

番茄果實的主要營養(yǎng)物質是VC和番茄紅素。番茄紅素是目前自然界中抗氧化能力極強的類胡蘿卜素，其生物活性強于其他類胡蘿卜素。VC含量屬于數量遺傳性狀，一般符合加性效應，遺傳力較高［7］。最新研究發(fā)現，SlbHLH59基因影響抗壞血酸積累［8］。番茄紅素含量也屬數量遺傳性狀，遺傳模型以基因加性效應為主，并有少量的上位效應，顯性效應不顯著，雜交一代平均數接近中親值，一般配合力效應為主，特殊配合力效應不大。

番茄外觀品質主要體現在果色、果形、硬度和耐裂性等。櫻桃番茄果色有鮮紅、粉紅、黃色、橙黃色、橘黃色、紫色、黑色、咖啡色、綠色、白色等，主要與果皮內的類黃酮物質、果肉中的葉綠素和類胡蘿卜素類物質有關［9］。果實顏色被許多基因控制，目前已經克隆的與果色相關的基因主要包括深紅色基因Ogc和等位基因B；使番茄類胡蘿卜素積累增加的基因為HP1、HP2、HP3，綠果肉基因GF，白色果實基因L-2，黃色或橙黃色果肉基因R、Delta、T，粉果基因Y以及與果實中葉綠素分布相關的基因U和UG等［10-17］。

2.1.2 抗病性 迄今為止已發(fā)現200多種番茄病害，其中主要有40多種，在我國為害嚴重的有10多種，如黃化曲葉病毒、煙草花葉病毒、青枯病、細菌性斑點病、葉霉病、晚疫病、灰霉病、枯萎病、根結線蟲病等，而南方特別是設施條件下主要病害有黃化曲葉病毒、青枯病、晚疫病等，對這些病害的遺傳規(guī)律已有大量研究。在育種應用方面，已經從野生番茄資源中找到了大部分抗源，一些抗性基因已經通過雜交轉入普通番茄中，并通過基因聚合創(chuàng)制出兼抗多種病害的材料，育成一批抗病品種。大約有20種抗病基因或QTL被克隆或精細定位，分子標記技術已經在很大程度上替代人工接種鑒定技術。

黃化曲葉病毒病是世界范圍內流行的一種毀滅性病毒病，近年來由于天氣變暖和煙粉虱的大量繁殖，番茄病毒病逐年加重，并且由于病毒變異快，育種比較困難?，F已挖掘的抗性基因包括Ty-1、Ty-2、Ty-3、Ty-3a、Ty-4、Ty-5等，分子標記鑒定與人工抗性鑒定符合率高達91.02%，這些分子標記在櫻桃番茄育種中得到廣泛應用［18］。我國已經從國內外引進抗TYCLV材料，目前已成功選育多個抗病品種。

番茄青枯病屬土傳細菌維管束病害，多發(fā)于華南地區(qū)，目前關于該病的抗性遺傳規(guī)律仍不清楚。番茄抗青枯病育種仍以常規(guī)技術為主，分子標記還沒有得到廣泛應用，而常規(guī)育種因為分離群體小、連鎖不良性狀基因（如小果、有棱肩）等因素，給抗青枯病育種造成了一定困難。自20世紀50年代末我國育種家從國外收集番茄抗青枯病材料，通過多年雜交及選擇，選育出了一批抗病品種，并在生產上大面積推廣應用，對有效防治青枯病起到了一定作用［19］。

晚疫病是影響世界番茄生產的主要病害，由致病疫霉引起，高溫低濕天氣容易導致晚疫病害發(fā)生，遺傳規(guī)律尚不清楚，持久高抗品種選育難度大。目前，隨晚疫病菌的不斷進化，生理小種不斷更新，Ph-1與Ph-2的抗性已漸漸被克服，而Ph-4、Ph-5、Ph-6基因的抗性也未在生產中得到檢驗。目前關于Ph-3基因的報道最多，在育種上使用最頻繁。據研究，Ph-3基因為部分顯性，能有效抵抗多個生理小種，就算是只含雜合的Ph-3基因的番茄植株，也能抵抗兩個優(yōu)勢小種［20-21］。

培育具有復合抗性的番茄雜種一代是主要的育種目標，中國農業(yè)科學院蔬菜花卉研究所利用分子標記選育出具有7個抗病基因的多抗品系［21］。

2.1.3 產量 產量育種主要是利用番茄的雜種優(yōu)勢。櫻桃番茄的株型、果數和單果重與產量關系密切。番茄作為喜光蔬菜作物，株型對其光合物質生產的影響尤為顯著。番茄的理想株型（指“幾何株型”）應該是植株上部葉片上沖，中部葉片上揚，下部葉片平展，葉片稀疏而短，株型緊湊。植物株型是通過側枝、節(jié)間生長和莖封頂來維持植株有限和無限生長的重要農藝性狀［22］。側枝對番茄的株型和產量有重要影響，生產上通常采用摘除側枝等措施進行整枝以實現增產的目的。目前已知的控制番茄側枝形成的基因主要有LS、BL和BRC1a/b［23-24］。

櫻桃番茄單果重與結果數呈極顯著負相關，在櫻桃番茄豐產性育種中，選擇結果數這一性狀時，考慮單果重不宜太大，否則會影響總產量的提高［25］。番茄果實質量是一個典型的數量性狀，由多個基因共同控制，目前已知的控制番茄果實質量的主效QTL大約有10個，其中4個已經被克隆，分別為fw2.2、fw3.2、lc和fas［26-28］。

櫻桃番茄育種過程中，由于櫻桃番茄的單果質量不宜過大，為提高產量，每穗的結果數和單株結果數非常重要。當親本單株結果數相差大時，其F1代的結果數大多中間稍偏多［29］。研究認為櫻桃番茄單花序果數的一般配合力方差大于特殊配合力方差，說明主要受基因的加性效應控制，可以穩(wěn)定遺傳后代，應通過選種和有性雜交育種等常規(guī)育種方法加以利用，且應考慮一定環(huán)境因素的影響。

2.1.4 抗逆性 番茄屬于喜溫蔬菜，不耐低溫，在我國南方早春露地番茄生產經常遭受低溫冷害。近年來，南方設施番茄面積不斷擴大，塑料大棚面積增多，南方春季陰雨連綿，因此低溫寡照制約著設施櫻桃番茄的產業(yè)發(fā)展。番茄的非生物脅迫如低溫、弱光等由于缺乏對其分子遺傳基礎的認識，在分子育種方面還難以有所作為。主要還是通過在低溫和弱光的條件下進行鑒定，挖掘具有相應抗性的櫻桃番茄種質資源。

低溫對番茄種子萌發(fā)、營養(yǎng)生長、花芽分化及發(fā)育、開花、坐果、果實發(fā)育和成熟等均產生不利影響。栽培番茄對低溫敏感，而番茄的某些野生近緣種如智利番茄、多毛番茄、醋栗番茄及類番茄具有較強的抗寒性［30］。近年來，番茄中也克隆鑒定了一些抗寒相關的基因，如CBF、ERF、FAD、GPAT、VED及GME［31-34］等。

弱光影響番茄的光合作用，隨著光強降低，植株光合速率下降，同化產物積累量減少，表現出植株干鮮物質量降低、含水量增加、莖稈徒長等現象，嚴重制約了植株正常生長發(fā)育［35］。在育種過程中，選擇最佳親本是培育耐弱光品種的關鍵，目前沒有找到一個可以用于鑒定番茄耐弱光性的可靠性指標，可以根據生殖生長、營養(yǎng)生長、光飽和點、光補償點、凈光合速率、葉綠素含量等指標進行綜合篩選。

2.2 精準化栽培技術研究

國內外在精準化管理已經展開研究并形成了成熟的技術體系，特別是在營養(yǎng)液的管理、光溫調控、病蟲害防控等方面。近幾年，主要在植物工廠、工廠化育苗及光調控等方面開展研究。

2.2.1 植物工廠 植物工廠的類型普遍劃分為兩種，一種是人工光利用型植物工廠，在密閉可控且?guī)缀醪皇芡饨鐨夂驐l件影響的環(huán)境下，進行植物周年連續(xù)工廠化生產的高效農業(yè)系統(tǒng)，光源主要依靠人工補光的植物工廠；另一種是自然光（有補光或無補光）利用型植物工廠，其內部環(huán)境相對可控，但由于其光源主要依靠自然光，因此一定程度上其內部的微氣候受到外界環(huán)境的影響。國內對植物工廠的研究起步較晚，但發(fā)展迅速。據不完全統(tǒng)計，截至2018年底，我國實際運行且有一定規(guī)模的人工光植物工廠有200余座，主要分布在廣東、北京、上海、浙江、江蘇、山東、陜西、福建等地，其中栽培面積超過20 000 m2的植物工廠有兩座［36］。但是人工光植物工廠由于初期建設成本過高、后期維護費用巨大以及光源與空調能耗較大，導致其無法持續(xù)快速的發(fā)展和難以大范圍的推廣，目前主要以自然光利用型植物工廠為主。廣東省農業(yè)科學院根據動態(tài)漂浮原理，結合廣東華南熱帶亞熱帶氣候的特征，吸收國內外先進技術集成創(chuàng)制了華南型櫻桃番茄植物工廠（水培）技術模式［37］，屬于自然光利用型植物工廠的技術模式。

2.2.2 工廠化育苗 工廠化育苗主要有兩種，即實生苗和嫁接苗。番茄嫁接具有植株長勢好、光合能力強、抗逆性強等特點，且土傳病害的發(fā)病率、病情指數明顯降低。20世紀80年代，蔬菜嫁接栽培技術遍及日本、中國和歐美各國。據統(tǒng)計，荷蘭番茄嫁接栽培1 500 hm2，嫁接栽培比率97%；日本番茄嫁接栽培5 080 hm2，嫁接栽培比率40%；韓國番茄嫁接栽培1 536 hm2，嫁接栽培比率25%；我國番茄嫁接栽培14 545 hm2，嫁接栽培比率1%［38］。近幾年，我國在番茄嫁接方面也取得一些進展，南方地區(qū)主要存在青枯病土傳病害，我國選育的抗青枯病砧木品種有浙砧1號、浙砧2號、英雄、砧木1號、桂砧1號等、海茄砧1號、海茄砧2號等［39］。嫁接技術主要有靠接、劈接、貼接、插接、平接、套管、針接等7種方法，目前主要推薦貼切的嫁接方式，該方式具有嫁接效率高、不易脫落、污染率低、對接穗莖粗要求較低的特點。為節(jié)約種子成本，嫁接育苗方式由一苗一頭向一苗四頭發(fā)展［40］。

2.2.3 光調控 目前設施內普遍使用的是LED光源，LED光源能發(fā)出植物生長所需要的各種單色光，能單獨控制不同光質和發(fā)光強度，光能有效利用率可達85%左右，在植物工廠栽培中能夠實現根據不同作物的生長需求對光質及光強進行精準調控，為植物生長提供最佳的光源來調控植物形態(tài)建成和生長代謝。補光方式、光強、光周期和光質對設施番茄的產量和品質密切相關。

研究發(fā)現，LED側面補光可節(jié)能36.3%，因此50%側面補光狀態(tài)的高壓鈉燈可以取代頂部補光。株內冠層補光促進番茄可溶性固形物含量增加，而底部冠層補光能維持較低冠層相對穩(wěn)定的光照條件，促進光合作用，提高果實產量。LED燈管和LED燈帶均能顯著提高櫻桃番茄掛果數、總產量和單果重，且LED燈管能顯著提高果實品質［41］。

在補光照明中一般用光合有效輻射（PAR）定量表征，PAR單位為μmo1/m2·s。據報道，栽培番茄一般需要30 mo1/m2·d或更高的光照量，而對于番茄種苗培植則最好使用4.8～6.0 mo1/m2·d的光照量（對應于光照周期為12 h下111～139 μmo1/m2·s的光強）。光強過低很有可能會減少果實產量和質量，達不到補光照明的預期效果［42］。

一般番茄種植的光周期為12～16 h，光周期的延長能在一定程度上促進植株的生長。但光周期也不宜太長，當連續(xù)數日光周期超過17 h時，葉片容易出現缺綠病。同時，一定不能中斷種植過程中的黑暗周期，否則會減緩生產而降低產量。目前對于番茄各個生長階段的補光研究中，大多光周期設定為 12～14 h［43-44］。

不同光質對番茄的幼苗發(fā)育、植株形態(tài)、果實產量及品質等產生不同影響。設施內番茄補光多聚焦于紅光、藍光及紅藍光配比。紅光能夠增加番茄干、鮮質量，增強根系活力，增加株高，促進下胚軸生長，提升光合速率，促進乙烯的積累而提前成熟，提高番茄紅素、碳水化合物和可溶性糖含量等［45-46］；藍光促進開花，抑制莖伸長和下胚軸的伸長，調節(jié)氣孔，提高花青素含量和VC含量［47］；而紅藍光配比對番茄育苗及果實品質均有較大的影響，可以壯苗，提高番茄果實品質等［48-49］。

3 廣東省農業(yè)科學院設施櫻桃番茄研究進展

早在20世紀90年代，廣東省農業(yè)科學院就開展了設施櫻桃番茄研究，包括專用品種選育、設施栽培模式研發(fā)、周年種植技術及管理等，形成浮根式水培技術模式并在生產上推廣應用。近幾年，相關團隊根據我國特別是華南地區(qū)現代設施農業(yè)發(fā)展趨勢及產業(yè)需求對設施櫻桃番茄進行深入研究，如設施專用品種培育、設施栽培模式集成創(chuàng)新及設施設備選型優(yōu)化等，初步形成了華南型櫻桃番茄工廠化生產技術模式，在生產上進行示范推廣，取得較好效果。

3.1 設施專用櫻桃番茄品種研究

3.1.1 種質資源收集、創(chuàng)新與應用 種質資源是育種的基礎，由于櫻桃番茄是一種嚴格的自花授粉植物，經過長期的馴化和選育，遺傳背景逐漸變窄，因此廣泛收集資源對櫻桃番茄育種研究尤為重要。目前全世界番茄種質材料約75 000多份，其中櫻桃番茄約4 000多份，主要收藏在AVRDC、美國農業(yè)部、美國加州大學等機構。我國從20世紀80年代開始，先后組織大規(guī)模收集工作，目前有番茄種質資源10 000份。廣東省農業(yè)科學院從國內外廣泛征集種質資源，目前有櫻桃番茄種質資源900多份，并建立了櫻桃番茄種質資源庫，已成為我國特別是華南地區(qū)種質資源保存最多單位之一。通過對種質資源進行大規(guī)模的鑒定，建立了有50 000多個數字的種質資源數據庫，包括櫻桃番茄生長類型、品質、抗病性、產量等30多個指標，為種質資源的評價、創(chuàng)新利用提供數據支撐。

廣東省農業(yè)科學院在鑒定評價基礎上進行系譜選育，創(chuàng)制多份具有重大利用價值的育種材料，其中有高可溶性固形物含量（最高可達12%），果皮薄且耐裂的材料1份（相當于日本的冰淇淋番茄），抗青枯病、TMV 、CMV、TYCLV及兼抗2～3種以上病害的抗病性材料。這些優(yōu)異材料的果實顏色有鮮紅色、粉紅色、桔黃色、黃色、淡黃色、咖啡色及黑紫色、綠色、白色等。果實最小3 g，最大近30 g，果型有圓形、橢圓形、果型指數0.7～1.3之間，這些材料為進一步優(yōu)異品種選育研究提供了優(yōu)良親本。

3.1.2 品種選育 利用創(chuàng)新的優(yōu)異育種材料，根據雜交優(yōu)勢育種理論，配制雜交組合超1 000份，在設施條件及露地條件下測試配合力，經過多季廣東春、秋試驗，篩選出配合力高、雜交一代表現突出的組合近20份，對這些組合分別在廣西、云南、海南、西安等地進行異地鑒定，同時進行人工接種青枯病、TYCLV抗病性鑒定及分子標記鑒定，以夏日陽光、千禧等為對照初步選了3個優(yōu)異組合，分別命名為粵科達101、粵科達202和粵科達301，其中粵科達101為黃色高品質櫻桃番茄品種，可溶性固形物含量9.0%以上，有香味，與夏日陽光相比，品質相當，抗病性更強；粵科達202為紅色品種，口感佳，番茄紅素和VC含量較高；粵科達301為粉紅色有限生長型品種，可串收，品質好且抗病性強，具有抗黃化曲葉病毒的Ty1、Ty3a基因位點，抗青枯病Bw12基因位點，抗煙草花葉病毒Tm-2a基因位點［35］。此外，還培育出特色品種綠色粵科達401、咖啡色粵科達501和花色粵科達601，可用于觀光科普，形成系列櫻桃番茄專用品種。

3.1.3 育種技術研究 除常規(guī)育種技術和分子標記技術外，廣東省農業(yè)科學院研究團隊還利用基因編輯技術、航天誘變技術創(chuàng)新育種材料。為創(chuàng)制抗青枯病櫻桃番茄材料，本研究團隊利用構建了CRISPR基因敲除載體，轉化農桿菌獲得有基因敲除載體的農桿菌菌株；建立了模式番茄和櫻桃番茄ZL035的遺傳轉化體系；獲得RRS1和ERF3基因敲除轉基因T0植株各15個株系。另外，利用基因編輯技術對番茄花粉發(fā)育過程中的特定基因LAP3進行定向編輯操作，使得編輯植株無法產生活性花粉粒從而導致雄性不育，而其他所有性狀與原自交系無差異，即獲得相應自交系對應的不育系，未來可應用于雜交種的種子生產中。2019年提供了7份優(yōu)異櫻桃番茄育種材料給中國航天航空技術中心搭載衛(wèi)星，并于2020年初返回，目前正在設施條件下進行篩選鑒定，以期獲得較好變異材料。

3.2 設施栽培技術模式研究

廣東省農業(yè)科學院相關課題組根據動態(tài)漂浮培原理，結合華南熱帶亞熱帶氣候特點吸收國內外先進技術集成創(chuàng)新形成了華南型工廠化生產（水培）技術模式。該模式具有五大特點：（1）適宜華南熱帶亞熱帶氣候，具有較好的降溫降濕、防臺風等特點。（2）具有穩(wěn)定的且豐氧的根際環(huán)境，不會受短時間停電影響，營養(yǎng)液動態(tài)流動對植物營養(yǎng)供應穩(wěn)定。（3）技術成熟且簡單、易建設，包括設施、專用品種、周年管理技術等。（4）投資低，投入產出比高。（5）周年生產，產品潔凈化、可全年進行作物生產，提高種植效益。該關鍵技術模式包括5個方面，即設施設備、專用品種、營養(yǎng)液管理、根際環(huán)境調控及周年管理技術等。設施設備包括保護系統(tǒng)、栽培系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、調控系統(tǒng)及加氧系統(tǒng)等5個系統(tǒng)；專用品種方面，已經選育出一系列專用品種，另外還篩選出一批適宜的專用品種；在營養(yǎng)液管理方面，研究出櫻桃番茄專用營養(yǎng)液配方，并根據不同生育期、氣候因子及作物生長狀況等進行調控；根際環(huán)境調控采用浮板式水培模式，既可保證植株的營養(yǎng)需求，又可保證根系氧氣的供應；采用熱傳導能力低的聚苯系材料做栽培槽和定植板，可營造溫度相對穩(wěn)定的根際環(huán)境，形成了從播種、育苗、定植、整枝、采收、拉秧的周年技術管理規(guī)范及病蟲害防控技術及設施內消毒技術。

4 展望

4.1 培育突破性新品種

在新品種選育方面，加強種質資源研究如育種數字分析管理，利用QTL技術對資源多態(tài)性分布、分類、遺傳特性進行研究，提高雜交優(yōu)勢育種效率，同時，進一步征集野生種質資源并挖掘和利用優(yōu)異基因，特別是在可溶性固形物性狀方面。在基因編輯及航天育種方面深入研究，利用基因編輯技術創(chuàng)制優(yōu)質且抗病抗逆育種材料，以期培育出品質優(yōu)良兼抗3～4種病害的突破性新品種，打破設施櫻桃番茄高端品種被國外壟斷的局面，為我國種業(yè)科技作出貢獻。

4.2 優(yōu)化設施設備

華南地區(qū)早春低溫陰雨，夏季高溫高濕且有臺風，對設施要求較高，要求保護設施能抗臺風，能降溫保溫且光照充足。進一步選型優(yōu)化以滿足設施櫻桃番茄基本生長需求，同時結合現代農業(yè)發(fā)展趨勢和市場需求，觀光農業(yè)、休閑農業(yè)、都市農業(yè)等的需要。另外，隨著5G技術、AI技術、LED技術發(fā)展，未來設備不斷添加現代元素，形成華南地區(qū)特色的現代設施設備模式，以滿足生產上人們不斷提高的技術需求。

4.3 創(chuàng)新工廠化生產技術模式

在設施栽培技術模式方面不斷優(yōu)化，達到高效低碳環(huán)保，形成工廠化生產技術體系。創(chuàng)新研發(fā)包括設施設備升級優(yōu)化、設施光溫調控、配套專用品種、工廠化育苗、水肥精準管理、病蟲害綜合防控的全套技術體系。