“十三五”我國青花菜遺傳育種研究進(jìn)展

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，北京 100081）

青花菜（Brassica oleraceaL.var.italica） 是一種國際性流行蔬菜，因其營養(yǎng)豐富被譽(yù)為“蔬菜皇冠”。青花菜富含蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)等多種營養(yǎng)物質(zhì)，還富含4-甲基亞磺酰丁基硫甙（glucoraphanin，GRA），在人們食用青花菜時，該成分能夠生成一種抗癌活性物質(zhì)—萊菔硫烷（sulforaphane）。據(jù)報道，萊菔硫烷在預(yù)防癌癥、心腦血管疾病、近視、高血壓和帕金森綜合征等疾病方面具有顯著的功效（Morroni et al.，2013），因此青花菜備受國內(nèi)外消費(fèi)者喜愛。青花菜是我國重要的大宗蔬菜種類之一，在全國各地均有種植，主要集中在云南、河北、浙江、湖北、江蘇、廣東等地，種植面積已超過8.7 萬hm2（130 萬畝）。青花菜也是一種重要的出口創(chuàng)匯蔬菜，年出口量超12 萬t?！笆濉保?016—2020 年）期間，在“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、國家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、省部級及地方（市級）科研項(xiàng)目的支持下，我國青花菜遺傳育種研究快速發(fā)展并取得了重要科研成果。獲省部級科學(xué)技術(shù)獎4 項(xiàng)，申報和授權(quán)國家發(fā)明專利16 項(xiàng)，育成商品化新品種28 個，地方認(rèn)定4 個，申請新品種權(quán)23 件，發(fā)表科研論文59 篇，其中SCI 收錄18 篇，分別發(fā)表在《中國農(nóng)業(yè)科學(xué)》《園藝學(xué)報》等國內(nèi)核心期刊以及國際園藝及生物學(xué)知名期刊Theoretical and Applied Genetics（TAG）、BMC、Frontiers in Plant Science、PLoS One、Molecular Breeding等?！笆濉逼陂g，我國青花菜遺傳育種主要科研育種單位有中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所、北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心、天津科潤蔬菜研究所、浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所、上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所、江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所和臺州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所等；主要育種企業(yè)有浙江美之奧種業(yè)股份有限公司、武漢亞非種業(yè)有限公司、溫州肇豐種苗有限公司、天津惠爾稼種業(yè)科技有限公司和浙江神良種業(yè)有限公司等?！笆濉逼陂g，在青花菜優(yōu)異種質(zhì)資源篩選與鑒定、主流病害鑒定、營養(yǎng)成分分析，以及在細(xì)胞工程（單倍體育種）、雄性不育改良與利用、分子標(biāo)記輔助選擇、DNA指紋圖譜構(gòu)建及組學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域建立了完善的技術(shù)體系，推出具有市場競爭力的青花菜新品種30 多個，市場占有率提升至15%～18%。2017 年“國家西蘭花良種重大科研聯(lián)合攻關(guān)”項(xiàng)目于2018 年正式啟動，2019 年底取得重要研究進(jìn)展，在青花菜遺傳育種相關(guān)技術(shù)體系構(gòu)建和新品種推廣等方面取得了快速發(fā)展和重要成果，顯著提升了我國青花菜在雄性不育制種、重要農(nóng)藝性狀調(diào)控機(jī)理、種內(nèi)遺傳進(jìn)化、抗逆、抗病及營養(yǎng)等領(lǐng)域的科研水平和國際影響力。

1 青花菜資源的搜集、鑒定、創(chuàng)新與利用獲得快速發(fā)展，國產(chǎn)新品種推廣面積顯著提升

1.1 種質(zhì)資源的創(chuàng)新利用顯著增強(qiáng)，為培育青花菜優(yōu)良新品種奠定了良好基礎(chǔ)

據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2020 年5 有，“十三五”期間我國共搜集、引進(jìn)國內(nèi)外青花菜新種質(zhì)資源逾1 500 份，通過田間鑒定，結(jié)合單倍體育種技術(shù)，篩選并創(chuàng)制出優(yōu)異育種材料260 余份。4 年來國內(nèi)主要科研單位完成了超過12 000 份育種材料（包括自交系、不育系及中間材料等）的鑒定、評價與分析，同時利用歷年積累的材料，創(chuàng)制DH 系400 余份，新配制雜交組合超過18 000 份（平均年配制新組合超過4 500 份），選育優(yōu)異組合220 余份，并形成了國內(nèi)特色品種系列：中青、京研（碧綠）、科潤（領(lǐng)秀）、蘇青、滬綠、浙青、臺綠等，為我國青花菜優(yōu)良新品種的培育奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)，大大加快了地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)的青花菜新品種培育和推廣速度。

1.2 潛力品種不斷涌現(xiàn)，市場占有率逐年提升，國際競爭力不斷增強(qiáng)

2018 年12 有，經(jīng)“國家西蘭花良種重大科研聯(lián)合攻關(guān)組”聯(lián)合測試（浙江臺州），確定了中青16 號、中青319、領(lǐng)秀4 號、XYD1801、碧綠258、浙青60、浙青80 和臺綠6 號等一批潛力新品種，在花球商品性、品種抗病性和適應(yīng)性方面具有很好的市場潛力，推廣前景廣闊，可實(shí)現(xiàn)對國外引進(jìn)主栽品種的部分替代。目前，中青11 號、中青16 號、領(lǐng)秀4 號、碧綠258、浙青75、浙青80、滬綠88、蘇青3 號、臺綠5 號、臺綠6 號、鑫綠65、國王6 號、國王11 號、青城5544 等在青花菜主產(chǎn)區(qū)（浙江、云南、湖北、江蘇、河北、甘肅等）及其他產(chǎn)區(qū)（山東、河南、寧夏、陜西、四川、安徽、新疆等）已開始部分替代我國主栽的4 大國外品種耐寒優(yōu)秀、炎秀、綠雄90、強(qiáng)漢。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部測算，2018 年我國主要科研單位育成的青花菜新品種在全國得以有效推廣，國產(chǎn)青花菜新品種自2016 年1 有至2020 年5 有示范推廣面積超過5.58 萬hm2（83.75 萬畝），市場占有率為13%～15%。2020 年1 有，據(jù)“國家西蘭花良種重大科研聯(lián)合攻關(guān)組”聯(lián)合統(tǒng)計，國內(nèi)科研單位和育種企業(yè)共同育成的擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的青花菜品種市場占有率為15.36%，國產(chǎn)青花菜品種的市場占有率和國際競爭力顯著提高，為平衡種子市場的穩(wěn)定和供應(yīng)奠定了基礎(chǔ)。

2 青花菜關(guān)鍵育種技術(shù)得以系統(tǒng)建立，重要品質(zhì)性狀和農(nóng)藝性狀的遺傳定位，以及采后生理領(lǐng)域等研究不斷深入和提升

據(jù)“國家西蘭花良種重大科研聯(lián)合攻關(guān)組”報道，由國內(nèi)主要科研單位承擔(dān)的一批關(guān)鍵技術(shù)研究工作，如青花菜核心種質(zhì)及主要育成新品種DNA指紋圖譜庫的構(gòu)建，建立高效小孢子培養(yǎng)技術(shù)、體細(xì)胞融合技術(shù)，優(yōu)化完善黑腐病和根腫病等病害抗性人工接種精準(zhǔn)鑒定技術(shù)，優(yōu)化建立青花菜種質(zhì)萊菔硫烷含量精準(zhǔn)檢測技術(shù)，優(yōu)化建立青花菜主要營養(yǎng)品質(zhì)鑒定評價技術(shù)等，已順利開展和完成，為構(gòu)建我國核心資源的鑒定技術(shù)體系提供了支撐（施俊生，2019）。同時，我國在青花菜重要農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀和抗病育種等方面取得了重要進(jìn)展，基本步入國際先進(jìn)行列，為解析與利用青花菜優(yōu)異種質(zhì)，實(shí)現(xiàn)分子設(shè)計育種，培育廣適性強(qiáng)、抗病性好、營養(yǎng)耐貯的青花菜新品種提供了重要科學(xué)支撐。

2.1 青花菜重要品質(zhì)性狀的鑒定、遺傳及代謝機(jī)理研究不斷深入和提升

青花菜中硫甙組分和抗癌活性成分萊菔硫烷的醫(yī)學(xué)功效是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，我國在硫甙組分和萊菔硫烷含量的鑒定體系、遺傳代謝機(jī)理等方面獲得重要進(jìn)展。李占省等（2017）研究表明，不同甘藍(lán)和青花菜基因型間萊菔硫烷含量差異顯著，青花菜同一基因型不同器官中萊菔硫烷含量差異顯著，甘藍(lán)葉球中萊菔硫烷含量變化范圍為4.28～57.18 mg·kg-1（DW），青花菜中萊菔硫烷變化范圍為花球3.58～137.47 mg·kg-1（DW），幼莖13.79～259.58 mg·kg-1（DW），葉 片0～97.05 mg·kg-1（DW）。在青花菜生長發(fā)育期不同器官中萊菔硫烷含量變化也較大，存在含量分布的組織多樣性和時空差異（Li et al.，2016）。青花菜中的硫甙成分以脂肪族硫甙為主，變異范圍為54.5～218.7 μmol·g-1（FW），解釋了90%以上的總硫甙變異（Wang et al.，2019）。Li 等（2019a）研究了從青花菜種子中提取萊菔硫烷的技術(shù)方法，并報道了提取物在抗流感病毒方面的醫(yī)學(xué)活性。Li 等（2021）采用UPLF-MS/MS-TOF 技術(shù)對80 份不同基因型青花菜花球（商品器官）和6 份高代自交系不同發(fā)育器官中硫甙成分進(jìn)行測定，解析了青花菜各發(fā)育器官中富集的12 種硫甙成分及其分屬類型（脂肪族、吲哚族和芳香族硫甙），闡明了青花菜各器官中硫甙分布的遺傳多樣性和分布規(guī)律，同時結(jié)合硫甙代謝途徑和側(cè)鏈修飾環(huán)節(jié)，從80 份基因型中發(fā)現(xiàn)了2 份突變體材料（基于Glucoraphanin 烯基化變?yōu)镚luconapin），為深入研究青花菜硫甙代謝C4途徑和抗癌活性成分萊菔硫烷的積累規(guī)律奠定了重要基礎(chǔ)。

為了揭示青花菜中硫甙組分及其次生代謝產(chǎn)物的遺傳多樣性，李占省等（2018a）利用RACE 技術(shù)從青花菜中克隆了細(xì)胞色素家族P450CYP79F1（Genbank：MG012890），該基因編碼540 個氨基酸，與甘藍(lán)、白菜、芥藍(lán)和油菜等同源蛋白的相似性均在95%以上，qRT-PCR 結(jié)果表明，該基因在根和莖中的表達(dá)量較高，葉中表達(dá)量最低，在花器官發(fā)育時期，自頂端蕾到花發(fā)育過程中呈現(xiàn)逐漸降低的表達(dá)趨勢，種子中該基因表達(dá)量與花處于同一水平。Li 等（2019b）結(jié)合轉(zhuǎn)錄組和qRT-PCR 技術(shù)，挖掘并驗(yàn)證了CYP79F1基因在青花菜抽薹期花蕾發(fā)育中調(diào)控萊菔硫烷含量變化發(fā)揮了直接的作用（正向調(diào)控）。張佑齊等（2020）從青花菜中克隆了萊菔硫烷代謝相關(guān)的基因BCAT4、CYP79F1和ESM1，并以單基因?qū)牒腿虼?lián)導(dǎo)入的方式獲得的轉(zhuǎn)化細(xì)胞系對萊菔硫烷含量進(jìn)行比較，結(jié)果表明轉(zhuǎn)化組比對照組中萊菔硫烷含量提高了1.23～2.19 倍。這些研究為深入挖掘和利用優(yōu)異硫甙調(diào)控基因，創(chuàng)制和培育高萊菔硫烷含量的十字花科蔬菜提供了科學(xué)依據(jù)和前提。目前，在青花菜中萊菔硫烷的形成及其調(diào)控機(jī)理研究方面，我國已處于世界先進(jìn)行列，為今后實(shí)現(xiàn)“并跑”和“引領(lǐng)”奠定了良好基礎(chǔ)。

此外，黃憶真等（2018）研究表明，青花菜種子油的主要脂肪酸組成為芥酸（58.26%）、油酸（23.76%）、亞油酸（8.99%）、棕櫚酸（3.56%），不飽和脂肪酸含量為92.36%。龍芳（2018）以青花菜主莖為對象，建立了硫甙提取優(yōu)化工藝：超聲功率80 W、超聲時間22 min、提取溫度40 ℃、料液比1∶16（m∶V），為探索和利用青花菜種子有益硫甙奠定了基礎(chǔ)。

2.2 分子標(biāo)記、組學(xué)分析和基因工程等技術(shù)在重要性狀解析方面發(fā)揮關(guān)鍵作用

近些年，高通量測序技術(shù)和基因工程技術(shù)的完善大大提升了青花菜應(yīng)用基礎(chǔ)研究和基礎(chǔ)研究的速度和水平，尤其在青花菜重要農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性、QTL 定位和分子機(jī)理等方面的研究不斷深入，逐步逼近國際前列。

2.2.1 我國青花菜資源的遺傳多樣性 Shu 等（2016a，2016b，2019）對青花菜資源的遺傳多樣性進(jìn)行了系列分析，將39 份青花菜資源分成5 個亞群，Ogura CMS R3 代表了79.49%的CMS 類型，還在青花菜中發(fā)現(xiàn)了1 個與DGMS 緊密連鎖的標(biāo)記（Shu et al.，2016c）。Li 等（2019c）指出我國自1980 年以來的青花菜資源（95 份）主要分為5種類型，包括了主流引進(jìn)類型和自主創(chuàng)制的類型。盛小光等（2019）研究結(jié)果表明，青花菜近緣野生種和地方種材料具有豐富的遺傳多樣性，是種質(zhì)創(chuàng)新、遺傳改良和新品種培育的優(yōu)良基因儲備庫。

2.2.2 細(xì)胞工程領(lǐng)域，游離小孢子培養(yǎng)技術(shù)不斷優(yōu)化，胚胎發(fā)育調(diào)控逐步深入 袁建民等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，青花菜小孢子發(fā)育先后經(jīng)歷4 個發(fā)育時期：四分體時期、單核早中期、單核靠邊期和雙核期，小孢子發(fā)育時期與花蕾大小、花藥顏色等性狀密切相關(guān)，當(dāng)供試材料花蕾達(dá)到縱徑10.52～11.05 mm、橫 徑3.64～4.25 mm、花 藥 長2.85～2.87 mm、花藥寬0.95～0.96 mm 時，多數(shù)小孢子（80%以上）以單核靠邊期為主。在小孢子培養(yǎng)過程中，添加適當(dāng)濃度的頭孢噻胯和羧芐青霉素，能夠起到降低細(xì)菌污染，促進(jìn)胚胎發(fā)生和胚植株再生的雙重作用（曾愛松 等，2017）。通過整枝可以得到發(fā)育整齊的青花菜小孢子花蕾，當(dāng)花蕾長度為3.70～4.70 mm 時，單核靠邊期小孢子比例最高（朱惠霞 等，2017）。張振超等（2018）基于高通量測序?qū)η嗷ú嗽缙诎l(fā)育小孢子的表達(dá)情況進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組分析與基因功能注釋。

2.2.3 青花菜根腫病抗病遺傳機(jī)理 張小麗等（2017）利用高感根腫病自交系材料，建立了快速、有效的青花菜根腫病苗期抗性鑒定技術(shù)，并詳細(xì)闡明了接種菌液濃度、接種寄主苗齡、接種基質(zhì)pH和接種方法等對人工接種鑒定效果的影響。Zhang等（2016）通過對根腫菌侵染過程進(jìn)行觀察分析，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞壁合成、水楊酸（SA）代謝、NBS-LRR家族和鈣信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等基因參與了根腫菌抗性調(diào)控。何佳等（2018）利用熒光定量PCR 技術(shù)揭示了青花菜病程相關(guān)基因BoPR1在根腫菌和核盤菌侵染下的表達(dá)模式。金魏佳等（2018）從青花菜中克隆到1 個病程相關(guān)基因PR2，定名為BoPR2，該基因與野甘藍(lán)、甘藍(lán)型油菜和白菜PR2 的相似度最高。蔣明等（2019）對青花菜乙烯反應(yīng)傳感蛋白基因BoERS進(jìn)行了克隆與表達(dá)分析，RT-PCR 結(jié)果顯示該基因受核盤菌誘導(dǎo)表達(dá)，不受根腫菌誘導(dǎo)。

2.2.4 青花菜花器官與育性調(diào)控 青花菜花器官發(fā)育調(diào)控與育性發(fā)育機(jī)理密切相關(guān)，同時也是影響青花菜制種的重要因素。Shu 等（2018）利用甘藍(lán)和青花菜雜交構(gòu)建的分離群體對開花期進(jìn)行了QTL 定位，發(fā)現(xiàn)Ef2.1位點(diǎn)為主效位點(diǎn)，能夠解釋51.5%～54.0%（LOD=37.67～40.50）的群體變異。王宇等（2018）利用酵母雙雜交系統(tǒng)和GST pull-down，檢測和分析了HDA9、AGL18 與開花整合子AGL19、AGL24、SOC1 蛋白間相互作用的關(guān)系。荊贊革等（2017）對青花菜谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶進(jìn)行了克隆及表達(dá)特性分析，該基因在青花菜Ogura CMS 不育系及其保持系花蕾發(fā)育早期表達(dá)量最高，之后表達(dá)量逐漸降低，同時期不育系的表達(dá)量高于保持系。同時，江漢民等（2018）對70 份青花菜高代自交系的S 單元型進(jìn)行鑒定，并利用親和指數(shù)法對分子鑒定結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和分析，該研究為解釋青花菜雜交組合配制過程中結(jié)實(shí)性差異提供了重要參考和依據(jù)。

2.2.5 青花菜花球商品性重要影響因素 青花菜花球品質(zhì)決定了其商品性高低，其中花球的花蕾大小、花球顏色、耐貯性、莢葉和花球主莖空心度是重要的商品性狀，直接影響青花菜種植效益?！笆濉逼陂g，虞慧芳等（2019）通過構(gòu)建2 個青花菜群體（六世代群體和DH 系群體）對青花菜莖粗性狀進(jìn)行了遺傳分析和QTL 定位，表明青花菜莖粗這一數(shù)量性狀主要受遺傳因子控制，在青花菜第6 和9 號連鎖群上分別檢測到2 個主效QTL，表型變異貢獻(xiàn)率分別為24.3%和18.4%。Yu 等（2019）利用青花菜DH 群體，通過6 694 個SLAF 標(biāo)記對花球紫色基因進(jìn)行了QTL 定位，在LG1 連鎖群上發(fā)現(xiàn)了3 個主效QTL。另外，為了探討青花菜種植密度的遺傳基礎(chǔ)，Huang 等（2021）利用176 份青花菜永久DH 群體定位了與株高、最大外葉長與寬相關(guān)的QTL，最終發(fā)現(xiàn)了3 個主效QTL 分別與3 個對應(yīng)性狀密切相關(guān)，能夠解釋總變異的19.97%～20.50%，同時在4 號染色體上發(fā)現(xiàn)了與3 個性狀相關(guān)的重疊QTL（pplc4），為進(jìn)一步研究決定種植密度的調(diào)控基因奠定了重要基礎(chǔ)。

2.2.6 青花菜抗逆性和轉(zhuǎn)基因研究 澇災(zāi)已成為近些年影響青花菜種植和產(chǎn)量的重要因素之一，篩選和鑒定耐澇資源也是未來青花菜育種目標(biāo)之一。高旭等（2018）初步建立了青花菜耐澇性鑒定的主要指標(biāo)，并將19 份青花菜材料按耐澇性分為3 大類，其中耐澇材料3 份，較耐澇材料5 份，相對不耐澇材料11 份。Jiang 等（2019）研究發(fā)現(xiàn)，在青花菜轉(zhuǎn)化株中過表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子基因BoC3H4能夠增強(qiáng)鹽脅迫耐受性，降低莖腐病發(fā)生，提高了植株抗性。

轉(zhuǎn)基因研究方面，李占省等（2018b）對轉(zhuǎn)Cry1Ac青花菜回交后代鑒定方法進(jìn)行了比較分析，結(jié)果表明，小菜蛾離體飼蟲試驗(yàn)對于鑒定轉(zhuǎn)Cry1Ac后代抗蟲效果準(zhǔn)確可靠，Bt-Cry1Ab/1Ac 轉(zhuǎn)基因檢測試紙條靈敏度高，普通PCR 擴(kuò)增能夠鑒定陽性株，但3 種方法均存在不同程度的缺點(diǎn)。該研究為建立抗小菜蛾轉(zhuǎn)基因青花菜新品種和實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略技術(shù)與資源儲備奠定了基礎(chǔ)。

2.3 采后加工與生理研究更加深入

青花菜采收生理變化直接影響貨架期與貯運(yùn)方式，與采后加工密切相關(guān)，我國在該領(lǐng)域的研究主要集中在不同處理和包裝方式以及貯藏過程中花球及營養(yǎng)成分的變化，對采收生理變化的機(jī)理如花球失綠性狀也進(jìn)行了分子機(jī)理方面的研究。

耐貯調(diào)控：研究表明，PLA 膜包裝袋的透濕性和透氧性高于PE 膜，冷藏條件下PLA 袋比PE袋能更有效地抑制青花菜的呼吸作用，延長貨架期（羅毅誠 等，2018）；70% O2+30% CO2主動自發(fā)氣調(diào)（AMAP）能有效保持青花菜的貯藏品質(zhì)（陳勇 等，2020）；高濕貯藏可通過調(diào)控青花菜糖代謝相關(guān)酶活性以維持較高的可溶性糖含量，從而起到延緩青花菜花蕾黃化的作用，延長耐貯期（趙紫迎 等，2020）；采用曲酸和KA+CaCl2處理青花菜花球，可延緩其呼吸作用，降低黃化速率，延長貨架期（Yan et al.，2020a）；相對于0 ℃冷庫預(yù)冷，冰預(yù)冷和冷水預(yù)冷處理可提高青花菜花球感官品質(zhì)，延緩衰老和延長貨架期2～3 d（王順玉 等，2020）。仇宏偉等（2020）研究了4 種解凍方式對速凍青花菜品質(zhì)的影響，結(jié)果表明青花菜冷凍后總酚、抗壞血酸、總硫甙和類胡蘿卜等含量均顯著下降，異硫氰酸酯含量顯著增加。Yan 等（2020b）研究表明，高鹽環(huán)境有利于延緩青花菜花蕾黃化速度，2 個相關(guān)基因HDA9和CCX1顯著下調(diào)，暗示了可能與花蕾衰老調(diào)控相關(guān)。

采收營養(yǎng)及生理變化：Luo 等（2019）利用轉(zhuǎn)錄組分析對青花菜貯藏期黃化過程進(jìn)行了研究，并通過測定葉綠素和類胡蘿卜素含量變化預(yù)測了相關(guān)調(diào)控基因和途徑。Zheng 等（2019）研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)一定濃度腐胺處理的青花菜花球黃化速率得以抑制，葉綠素相關(guān)基因BoCLH1和BoCLH3表達(dá)量顯著提高，暗示了該化學(xué)成分在葉綠體保持方面的活性。趙登奇等（2020）研究結(jié)果表明，青花菜廢棄葉中蘿卜硫素含量為92.50 mg·kg-1（DW），總酚含量為3.15 mg·g-1（DW），總黃酮含量為2.48 mg ·g-1（DW），總蛋白質(zhì)含量為89.38 mg·g-1（DW），蛋白質(zhì)組成中核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）所占比例最大。

3 新品種選育與制種技術(shù)

目前，我國正推廣“十二五”和“十三五”育成的系列品種，如臺綠3 號（何道根 等，2017）、浙青60（王建升 等，2020）、浙青80（王建升 等，2019）、滬綠88（王玲玉 等，2020）、領(lǐng)秀3 號（劉莉莉 等，2018a）、法斯特（劉莉莉 等，2018b）、蘇青3 號（宋立曉 等，2018）、碧綠258、臺綠6 號，中青系列的中青8 號、中青11 號、中青12 號和中青16 號等。同時，育種企業(yè)也先后示范推廣了自主選育的青花菜新品種，如青城5544、國王11、三有鮮、鑫綠65 等，具有良好的市場潛力。

目前，我國乃至全球青花菜育種均采用雄性不育系制種，通過技術(shù)升級、材料改良和提升管理方法等，青花菜雄性不育制種產(chǎn)量已提升至15～30 kg·（667 m2）-1，初步達(dá)到國際先進(jìn)水平。研究表明，不同類型的雄性不育系采用不同的整枝方式對種株開花結(jié)實(shí)及種子產(chǎn)量影響較大（舒金帥 等，2015）；青花菜制種父母本采用隔株定植的方式，每667 m2定植2 400～2 600 株，制種產(chǎn)量可提高至25.7～25.9 kg·（667 m2）-1（潘永飛 等，2019）。

4 問題與展望

經(jīng)歷了30 多年的積累與創(chuàng)新，“十三五”期間我國青花菜研究和育種進(jìn)程獲得了快速發(fā)展，為“十四五”提升我國青花菜育種水平和國產(chǎn)品種的市場占有率奠定了良好基礎(chǔ)，同時也為緊跟科技前沿和搶占行業(yè)制高點(diǎn)提供了前提（李占省 等，2019）。但是，我國青花菜科研育種因起步晚，現(xiàn)有的優(yōu)異資源由于雄性不育技術(shù)的廣泛使用而無法再利用，與國際競爭力企業(yè)和科研單位相比，我國青花菜科研和育種在國際行列中仍有差距。所以，我國應(yīng)在雄性不育育性恢復(fù)、組學(xué)大數(shù)據(jù)、分子設(shè)計育種和全球育種理念上加以重視和提前謀劃，突破技術(shù)瓶頸，建立集成技術(shù)和核心科技，為提升國產(chǎn)青花菜科研和育種水平乃至“走出去”做好準(zhǔn)備。

4.1 突破雄性不育技術(shù)瓶頸，拓展資源再利用空間

雄性不育育種技術(shù)已廣泛應(yīng)用于青花菜遺傳育種，目前的商品種基本全部為雄性不育F1，保證了種子的純度，另一方面，該技術(shù)也極大限制了對優(yōu)良青花菜資源的利用，因其后代無花粉，不能進(jìn)行自交分離純化和小孢子培養(yǎng)，已成為我國育種行業(yè)進(jìn)行資源創(chuàng)新和利用的一大技術(shù)瓶頸。因此，突破雄性不育技術(shù)的限制，對優(yōu)良青花菜育種資源進(jìn)行再利用將成為“十四五”我國重要的研究課題。

4.2 利用當(dāng)代大數(shù)據(jù)和組學(xué)技術(shù)加速優(yōu)異種質(zhì)的挖掘利用與分子機(jī)理解析

隨著三代測序技術(shù)（PacBio 和Nanopore）的完善和發(fā)展，二代和三代測序技術(shù)的結(jié)合已廣泛應(yīng)用于植物基因組、轉(zhuǎn)錄組、代謝組和蛋白組等分析中，不同作物大數(shù)據(jù)庫正在形成，數(shù)據(jù)共享和利用平臺不斷優(yōu)化。十字花科蔬菜作物中，油菜、甘藍(lán)、白菜、芥藍(lán)等基因組數(shù)據(jù)庫不斷完善和升級，NCBI 數(shù)據(jù)庫與在線軟件更加完善（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/），基因編輯技術(shù)已開始應(yīng)用于十字花科作物研究上，這將加快青花菜重要農(nóng)藝性狀調(diào)控基因及其作用機(jī)理的研究，提升青花菜前景選擇與背景選擇的效率，從而加快我國遺傳育種與當(dāng)代大數(shù)據(jù)的有機(jī)結(jié)合，加快定向育種速度。同時，探索青花菜分子設(shè)計育種的方法，為建立核心科技與滿足未來國內(nèi)國際市場的需求奠定基礎(chǔ)和提供支撐。

4.3 立足當(dāng)前和未來市場需求，選育優(yōu)質(zhì)、多抗、耐貯新品種，提升適應(yīng)性

與國外品種相比，我國自主育成的青花菜新品種在花球球色和適應(yīng)性方面仍有一定的差距，但國內(nèi)部分品種，如浙青80、領(lǐng)秀4 號、臺綠5 號、中青319、碧綠258、滬綠6 號、蘇青3 號、鑫綠65、綠輝80、三有鮮、國王11 等，在黑腐病抗性方面優(yōu)于國內(nèi)主栽品種炎秀和綠雄90。另一方面，國內(nèi)十字花科主流病害根腫病已開始在青花菜上發(fā)生為害，部分地區(qū)如浙江臺州、云南通海、河南新野等地開始出現(xiàn)或流行，而國內(nèi)科研單位及育種企業(yè)當(dāng)前未推出抗根腫病青花菜新品種，是青花菜科研育種亟待解決的重要問題之一。據(jù)悉，國內(nèi)主要科研育種單位，如中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所、浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所、上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所等正進(jìn)行根腫病抗性資源的創(chuàng)新與利用，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所目前已成功轉(zhuǎn)育出抗根腫?。?、5、7 號生理小種）的青花菜資源，為我國選育高抗青花菜新品種奠定了基礎(chǔ)。

此外，青花菜耐貯新品種選育已成為市場迫切的需求導(dǎo)向，延長青花菜貨架期和降低花蕾黃化速率已成為國內(nèi)外采后生理科研的熱點(diǎn)，這也將倒逼我國科研育種單位和企業(yè)進(jìn)行深入研究，進(jìn)而選育耐貯的青花菜新品種，滿足市場和消費(fèi)者需求。

4.4 著眼全球育種策略，應(yīng)對氣候變化

當(dāng)今時代，極端天氣頻發(fā)，高溫、冷害、旱澇、霧霾等天氣嚴(yán)重影響青花菜正常發(fā)育，尤其是花球發(fā)育的關(guān)鍵時期。因此，為了應(yīng)對全球氣候變化和地區(qū)差異，我國應(yīng)強(qiáng)化全球育種策略與觀念，選育極端氣候下適應(yīng)性強(qiáng)的青花菜新品種。同時，青花菜種植全程機(jī)械化也將成為未來發(fā)展趨勢，加強(qiáng)機(jī)械化、智能化和信息化的有機(jī)融合，培育適合機(jī)械化采收的新品種也將成為未來育種目標(biāo)，以應(yīng)對我國老齡化和勞動力緊缺的國情。

5 致謝

感謝北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心（丁云花），天津科潤蔬菜研究所（江漢民等），浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所（王建升等），上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所（謝祝捷等），江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所（宋立曉等），臺州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所（何道根）等科研單位和專家，以及浙江美之奧種業(yè)股份有限公司等育種企業(yè)和負(fù)責(zé)人在文章撰寫中給予詳細(xì)的數(shù)據(jù)支持，在此一并致謝！