在天津市农科院武清创新基地里,记者走进30多亩地的菜花育种示范区,一片片绿油油的菜花苗郁郁葱葱,这里便是天津市农科院研究员、国家百千万人才工程人选、国家大宗蔬菜产业技术体系花椰菜岗位专家孙德岭团队的菜花育种示范片区。
仔细观看,不同品种区域的菜花苗不只颜色深浅不一,叶片的形态也各不相同,有些是呈锯齿形状的,还有些是裂叶形的。“在这里常年进行着菜花的育种试验和新品种选育示范,‘夏雪’‘丰花’‘津雪’‘津品’四大系列26个具有自主知识产权的花椰菜品种都出自这里。”长期在田间地头工作,面庞黝黑的孙德岭从地里走来,向记者介绍道:“其中6个品种已经获得了植物新品种权,也是我国首批列入《国际植物新品种保护公约》(又称为UPOV公约)保护的花椰菜品种。”
“花椰菜就是俗称的菜花,按色泽分有白菜花、青菜花,青菜花也就是我们说的西蓝花,还有紫色的、橙色的菜花等。其中白菜花又分紧实型花椰菜和松散型花椰菜,简称松花菜。”谈到我国花椰菜种业发展,孙德岭感慨道,上世纪70年代,我国菜花品种混杂、退化严重、产量低,亩产只有1000公斤左右,且杂交种全部依赖进口,如“法国菜花”“荷兰雪球”“瑞士雪球”等全是洋名字,甚至菜花被称为“洋花菜”,每年国家不得不花大量外汇购买。
这一切让孙德岭看在眼里,急在心里。为了改变我国菜花生产的落后状况,30多年来,团队坚持自主创新,攻克了多项育种技术难题,选育出一系列具有自主知识产权的菜花杂交品种,推动了杂交品种的国产化,为我国菜花产业的发展做出了突出贡献。
“育种目标是不断变化的,随着人们生活水平的提高,市场需求更加多元化,品种的更新换代也要与时俱进。”回忆起几十年的育种经历,孙德岭坦言,近年来,在白菜花市场上,松花菜十分受青睐。十年间,他带领团队突破了松花菜种质资源匮乏的瓶颈问题,选育出优质、多抗、适应性强松花菜新品种“津松”系列,很大程度上改变了大陆松花菜品种依赖台湾引进的局面,引领了我国花椰菜品种换代和产业升级。此外,育成的花椰菜商品种率先实现了品种的全部不育化,促进了我国花椰菜育种由自交不亲和系向雄性不育系的重大转变。
截至目前,团队选育的花椰菜新品种推广到全国二十余个省市,累计推广面积850多万亩,新增经济效益59.5亿元,市场占有率居国内首位,改善了我国花椰菜优良杂交品种短缺的局面,其中育成的“津品70”“津品66”花椰菜新品种,连续3年推广面积居全国同类品种第一,种植面积占同类品种的20%以上。此外,育成的新品种走出国门,良种批量出口到巴基斯坦、印度等“一带一路”沿线国家。
技术创新是品种创新的前提和基础。多年来,孙德岭带领育种团队坚持自主创新,在国内外首次研制出“花椰菜育种专家系统”,将信息技术应用于花椰菜育种实践中,该系统预测准确率达80%,填补了国内外花椰菜该领域的空白。为了提高我国花椰菜抗病育种水平,在国内率先建立了花椰菜TuMV、黑腐病、根肿病、黑斑病苗期人工接种抗性鉴定方法和标准,并系统应用于抗病育种实践,创制出一批优异的抗病资源,为开展花椰菜抗病新品种选育奠定了基础,其科研成果“花椰菜优异种质创制及新品种选育”“蔬菜良种科技创新工程”等项目曾多次获得天津市科技进步奖一等奖。
为了在国际上抢占花椰菜基因组研究领域的制高点,2017年,团队启动了花椰菜全基因组测序工作,并于2019年在世界上首次完成了花椰菜全基因组测序,相关论文发表在园艺学著名期刊《HorticultureRe?search》,标志着我国花椰菜基因组学研究水平进入国际前列。
花椰菜全基因序列的揭示,大大提高了花椰菜优良基因挖掘和基因克隆定位的效率,同时对于开展花椰菜靶向性分子育种、聚合育种、高效精准培育花椰菜新品种奠定了坚实基础。2020年孙德岭带领的团队又启动了大规模的花椰菜重测序分析,完成了包括709份花椰菜在内的825份甘蓝类材料的测序数据分析,同时开展了包括产量、品质、抗病抗逆性在内的重要农艺性状的GWAS分析,为阐明花椰菜进化、驯化历程、挖掘重要功能基因、进一步开展花椰菜分子设计育种奠定了坚实基础。
展望花椰菜育种前景,孙德岭表示,未来要强化基础研究,建立花椰菜高效生物育种技术体系,实现精准分子设计育种;加强青花菜育种创新,不断实现青花菜品种突破。在满足我国花椰菜产业需求的同时,加强出口专用花椰菜新品种选育,让国产品种站上国际舞台,提高花椰菜种业的国际市场竞争力和影响力。