“一朵花”开在世界之巅

本文转自：天津日报

天津市农业科学院花椰菜育种取得重大突破

“一朵花”开在世界之巅

张立平

本报讯（记者 张立平）用40余年时间，死磕“一朵花”。日前，与这朵“花”的较量，终于有了重大突破。

基于971份大规模基因组数据，天津市农业科学院从群体遗传学角度破解了花椰菜的分步驯化历程，并发现了21个花球形成的关键调控基因，同时克隆了一批与花椰菜品质、产量、抗病抗虫等重要农艺性状相关的关键调控基因。这标志着我国花椰菜基因组学研究进入世界领先行列。5月7日，相关成果发表于国际顶级期刊《Nature Genetics》（中文名为《自然—遗传学》）。

花椰菜俗称菜花，食用部分是花球，19世纪从西方传入中国。直到上世纪80年代，我国花椰菜良种90%依然依赖进口，成为蔬菜种业“卡脖子”最为严重的作物之一。

“种子是农业的‘芯片’，也是国家粮食安全的命脉。”国家花椰菜育种首席科学家、天津市农业科学院原副院长孙德岭说，让花椰菜拥有世界一流的“中国芯”，是每一位育种工作者追逐的梦想。

上世纪80年代，天津育种专家开始选育具有自主知识产权的花椰菜新品种。10年后，育成了我国第一个自交不亲和系杂交新品种——白峰，实现了我国花椰菜杂交种零的突破。2000年以后，又相继育成了40余个花椰菜新品种，打破了对国外种子的高度依赖，实现了花椰菜品种国产化。

2023年，我国花椰菜种子出口量高达15吨，种植面积突破60万亩，花椰菜成为我国种子出口量最大的蔬菜作物之一。津产花椰菜良种远销到巴基斯坦、印度、孟加拉国、印度尼西亚、越南等“一带一路”沿线国家。

技术创新促进了品种创新，制约我国花椰菜品种的“卡脖子”难题一一得到破解。

“在品种选育上，我们取得了很多成果，但在对种子的基础研究方面，仍然有很多薄弱环节，在一定程度上制约了育种创新的核心竞争力。”孙德岭说。

2019年，在孙德岭的带领下，天津市农业科学院蔬菜所花椰菜育种团队绘制出世界上第一张花椰菜全基因组图谱。花椰菜基因组大小为584兆，含有47772个基因，其中花椰菜特有基因2718个，明确了现代栽培花椰菜是目前已知形成最晚的芸薹属植物之一。该项研究为开展花椰菜高效靶向基因编辑育种及花椰菜演化历程与花球形成分子机制等项研究奠定了基础。此项研究成果发表在园艺学顶级期刊《Horticulture Research》（中文名为《园艺研究》）。

与此同时，天津市农业科学院蔬菜所花椰菜育种团队与生物所农业基因组学团队，联合中国农业大学园艺学院林涛教授团队，依托国内规模最大的花椰菜种质资源库，历时近6年，在971份花椰菜及甘蓝种资源的基因组重测序数据基础上，首次构建了迄今为止国际上最为全面的高质量变异组图谱，系统解析了花椰菜驯化历程，并借助基因学大数据，鉴定出一批花椰菜品质、产量、抗病抗虫等重要农艺性状关键基因，填补了花椰菜基础研究领域的多项国际空白。

育种研究永远在不断自我超越。“我们正着手把研究成果转化应用到育种实践当中，利用基因编辑、定向突变体文库构建等方式，快速、高效地创制一批具有优良性状的花椰菜新种质，为中国老百姓的餐桌送上更多国产优质新品种。”孙德岭说。