第一章绪论

第一章绪论 张红

主要内容 一、蔬菜育种的概念及任务二、我国蔬菜育种取得的主要成就三、现代蔬菜育种的主要技术四、蔬菜育种工作的发展趋势

一、蔬菜育种的概念及任务 蔬菜育种：通过遗传改良来选育和繁殖更加易于栽培和利用价值更高的新品种。蔬菜育种学：研究蔬菜作物遗传改良和种子生产的原理、方法和技术的科学。

二、我国蔬菜育种取得的主要成就 1、新品种选育硕果累累。 2、杂优利用取得了突破性进展。 3、抗病育种取得了重要进展。 4、生物技术在蔬菜种苗快繁和育种上的应用取得了一定成绩 5、利用基因工程进行蔬菜育种取得了实质性进展。 6、在蔬菜品质育种和生态育种方面有了良好的开端

1、新品种选育硕果累累。 通过有性杂交育种、杂种优势利用及其他育种途径，我国已先后育成了各类蔬菜新品种2000多个，其中，20世纪80年代以来，育成并通过国家或省级农作物审定委员会审定、认定的蔬菜新品种1000多个。据不完全统计，我国各蔬菜主产区的主要蔬菜品种已普遍更新3～4次，良种覆盖率达90%以上。

2、杂优利用取得了突破性进展 例如∶萝卜雄性不育系选育及应用；大白菜显性核基因互作雄性不育系选育，异源胞质大白菜雄性不育系选育；甘蓝显性核基因雄性不育系选育；十字花科蔬菜雄性不育系选育及利用居国际领先地位。辣椒雄性不育系选育研究取得重要进展。胡萝卜、茎瘤芥、大葱、韭菜、洋葱等蔬菜的雄性不育系选育均获成功。黄瓜雌性系、节瓜雌性系已用于制种。利用雌性株系配制菠菜Fl，已用于制种。在主要蔬菜性状遗传规律、配合力研究和杂种优势形成规律方面的研究，也先后做了大量工作。

（1）甘蓝 中国农业科学院蔬菜花卉研究所甘蓝课题组利用在国内外首次发现的甘蓝显性雄性不育材料DGMs79一399一3，育成了一批优良的甘蓝显性雄性不育系，配制出早熟、优质、近圆球型的春甘蓝品种中甘17号、中甘21号，产值高、早熟的秋甘蓝品种中甘16号，春秋兼用早熟甘蓝品种中甘18号，中晚熟秋甘蓝品种中甘19号等6个新品种；其中已有5个通过国家农作物品种审定委员会审定。随后该所甘蓝课题组又利用胞质雄性不育系配制出适合华北、东北、西北等地区秋季种植的耐裂、抗病性强、品质好的新品种中甘22号。上海市农科院园艺所利用细胞质不育系配制出耐热性好、叶球紧实、抗病能力强，适合夏、秋季栽培的沪甘一号和沪甘二号两个新品种，并已在江苏、江西、浙江等省市推广。

（2）白菜 张书芳等育成大白菜细胞核基因互作雄性不育系，用该不育系配制成的8801等优良的一代杂种已在生产上大面积推广应用。1992年柯桂兰等，育成了具有甘蓝型油菜不育细胞质的大白菜异源胞质雄性不育系cMs3411一7，并配制成杂13、杂14等一代杂种，大面积应用于生产。

（3）甜(辣)椒 沈阳市农科院杨世周等利用两用系配制选出优势较强的沈椒1号、沈椒2号两个品种后，又培育出早熟、高产、抗TMV(烟草花叶病毒)、果实灯笼形、有辣味的沈椒3号和早熟、丰产、抗TMv、果实长灯笼形、有辣味的沈椒4号，果实牛角形、有辣味、抗TMv、耐cMv(黄瓜花叶病毒)的沈椒5号等沈椒系列品种，并已推广到辽宁、新疆、河北、湖北、四川等地区。江苏省农业科学院蔬菜所选育出了3个辣、甜椒雄性不育系，配制出三系配套品种苏椒3号A、碧玉等也在生产上推广应用。河北省农林科学院蔬菜所利用不育系育成早、中、晚熟配套的3个甜椒杂交种冀研4号、冀研5号、冀研6号，均通过省级品种审定，并在生产上大面积推广应用。此外，湖南省农业科学院蔬菜研究所利用三系配制的强优势杂交组合湘研14号、湘研16号、湘研20号、湘辣1号、湘辣2号、湘辣4号等已通过湖南省审定，广东省广州市蔬菜研究所也配制出辣椒品种辣优2号并在当地推广。

（4）菜心 广州市蔬菜研究所利用甘蓝型油菜雄性不育株为不育源、菜心为转育父本，通过种间杂交、连续回交，选育出菜心胞质雄性不育系，并配制出叶蔓色绿、品质优、经济性状好、优势较明显的早优1号、早优2号两个早熟品种和中熟品种中花杂交菜心，已在本省推广。

（5）紫菜薹 华中农业大学用新转育的不育系配制出主蔓粗壮、蔓色鲜亮、无蜡粉、蔓叶少且叶片小、早熟性显著的品种，定名为华红3号、华红4号，已于1999年通过了湖北省新品种审定委员会的审(认)定，在湖北的仙桃、宜昌、咸宁、武汉和湖南、河南等地开始试种推广，受到生产者和消费者的好评。

（6）萝卜 在萝卜生产中，我国几乎都利用杂种一代种子，韦顺恋等以郑州市蔬菜研究所的金花蔓48A萝卜为雄性不育系，用浙江省优良品种浙大长等为转育亲本，获得不育株率100%的不育系浙3A，并配制成优良组合浙3Ax翘头青，在生产上应用。山西省农科院蔬菜所培育的丰光一代已推广到山西、甘肃、陕西、云南、河南等省份。

（7）花椰菜 浙江从1986年就展了利用雄性不育系生产花椰菜杂种一代种子的研究，选育出由不育系配制的特早50天（表现出球大洁白、品质佳、生长期短、耐热、耐湿、抗病、在高温下生长迅速等优势）。和早花45天花椰菜，并已应用于生产。

（8）韭菜 天津市农科院园艺工程研究所采用雄性不育系选育出适宜在保护地(日光温室和小拱棚)栽培的津韭1号、津韭8号两个韭菜新品种。在此之前，辽宁省风沙地改良利用研究所已选育出韭菜石汉3A和大青IA两个雄性不育系和两个保持系。

（9）苤蓝 天津市农科院蔬菜研究所经过多年研究，利用雄性不育系选育出适合露地栽培的早熟杂交茎蓝品种早冠，填补了我国这项研究的空白。

3、抗病育种取得了重要进展 为有效地控制蔬菜病害的发生与危害，实现稳产、优质，选育和利用抗病品种是重要途径。从1983年开始，白菜(含大白菜)、番茄、黄瓜、辣(甜)椒、甘蓝的抗病育种列入国家重点攻关项目，全国40多个科研和教学单位参加。目前，已基本上掌握了上述5种蔬菜主要病害病原的种群分布、生理小种或株系分化；基本上明确了芜菁花叶病毒（TuMV）、TMV、黑腐病、霜霉病、叶霉病、枯萎病等主要病害的抗性遗传规律；制定了主要病害病原分离、纯化、保存和苗期人工接种鉴定的方法；筛选出了一批抗源材料。其中，大白菜、黄瓜、番茄、辣(甜)椒、甘蓝等兼抗2～3种主要病害的抗源材料达100多份；育成抗1～3种主要病害的新品种(品系)200个。此外，国内各地在西瓜、甜瓜、菜豆、豇豆、萝卜、花椰菜、青花菜、西葫芦、冬瓜、茄子等蔬菜育种中，也分别育成了一批抗病品种用于生产。在蔬菜抗病育种方面，缩小了与发达国家的差距。

4、生物技术的应用取得了一定成绩 蔬菜生物技术近20年来发展很快。在马铃薯、大蒜、姜等无性繁殖蔬菜茎尖培养脱毒快繁方面，已形成了可靠的技术体系和可行的良繁体系(马铃薯尤为突出)，并初步形成了产业化开发的局面。组培快繁技术已用于石刁柏的杂种一代亲本系的快繁，并利用此项技术，育成全雄株石刁柏杂种一代新品种。通过花药培养，获得了多种蔬菜的单倍体值株，北京市海淀区组培实验室利用该技术育成了一批优良甜椒品种。大白菜、白菜、花椰菜、青花菜等蔬菜游离小孢子培养先后获得成功；河南、北京利用小孢子培养获得纯合的亲本系，育成了大白菜新品种(F1)，显著缩短了育种年限。多倍体育种在西瓜、萝卜、白菜、马铃薯等少数蔬菜品种上得到应用。

5、利用基因工程进行蔬菜育种取得了实质性进展5、利用基因工程进行蔬菜育种取得了实质性进展华中农业大学等单位利用转基因技术育成了耐贮藏番茄∶华番l号。该品种的育成是利用转基因技术将乙烯形成酶(EFE)反义RNA导入番茄中获得耐贮藏系统，再采用杂种优势育种方法用A53与其杂交配组育成。该品种在常温条件下，可贮藏45天左右，产量与当地主栽品种早丰相当，且品质好，适应性广。山东省农科院蔬菜研究所与中科院微生物所合作，已将具有广谱抗真菌的基因转入番茄，表现高抗灰霉病等真菌病害。许多单位利用转基因技术，分别获得了番茄、辣(甜)椒、马铃薯、白菜、甘蓝等蔬菜抗病或抗虫有抗性表达的转基因植株或育种材料。

反义RNA: 生物体的基因转录过程中,双链DNA中通常只有一条有意义链 (正链)发生转录,生成MRNA,反义RNA的核苷酸顺序与mRNA相互补，当两者通过碱基配对形成双链RNA时，mRNA翻译成蛋白质的过程被阻断，这样即使基因有转录活性，也不会产生蛋白产物。

6、蔬菜品质育种和生态育种有了良好的开端 在品质育种方面，山东省农科院蔬菜所已经育成了优质系列品种鲁萝卜1号、4号、6号；在商品外观方面，天津市黄瓜所等单位已经育成了黄瓜无黄条纹品种；在生态育种方面，耐低温、弱光，适于日光温室栽培的黄瓜品种∶津春3号、山农5号、鲁黄瓜10号、绿衣天使等；保护地番茄新品种∶中杂9号、中杂8号等；适合不同季节栽培的品种，如适合春、夏季栽培的大白菜、萝卜新品种，实现了多茬栽培，周年供应。

三、现代蔬菜育种的主要技术 （一）引种（二）选择育种（三）杂交育种（四）杂种优势利用（五）诱变育种（六）航天育种（六）生物技术在蔬菜育种中的应用

（一）引种 简单引种、驯化引种引种的原理：遗传学原理：P=G+E 生态学原理：气候相似论

（二）选择育种 选择育种是应用最早的品种选育方法。它是以品种内的自然变异为材料，根据育种目标选择单株，从而获得新品种或改育原有品种的方法。两种基本选择法：混合选择、单株选择。

（三）杂交育种 杂交育种是用基因型不同的亲本杂交，经基因分离、重组创造异质后代群体，从中选择优良个体，并进一步育成优良定型新品种的方法。与选择育种相比，杂交育种可以按照育种目标去创造新的变异，能更好地发挥人的主观能动性，因而已成为蔬菜育种中应用最广泛、成效最显著的方法。

（四）杂种优势利用 杂种优势是指两个基因型不同的亲本杂交所产生的杂种一代，在各方面比其双亲都表现优越的现象。杂种优势是生物界的普遍现象。目前蔬菜生产上主要采用的杂种制种方法有： 1．人工去雄、授粉制种，适宜于雌雄异花、花器较大容易操作或繁殖系数高的作物。 2．化学杀雄制种，这是使用化学药剂来抑制雄性器官发育、导致雄性不育的方法，但有时会导致杀雄效果不佳等问题。 3．利用标记性状制种等。 4．利用自交不亲和性制种。 5．利用雄性不育系制种，这是目前能有效克服人工去雄困难、应用最广、最有成效的方法。

（五）、诱变育种 诱变育种是指利用物理和化学的方法诱发作物变异，然后从变异群体中选择符合育种目标的个体，进而育成新品种的方法。分为辐射育种和化学诱变育种。诱变育种中使用最多的材料为作物干种子。它们接受诱变处理后，一般第一代（M1）的变异大部分为不能遗传的表现型变异，因此不进行选择，而以单穗（或单铃等）、单株或以处理为单位收获后繁殖第二代（M2）。是变异最大的一代，是选择的关键。以后，随着世代的推移，性状分离减少。有些突变性状一经获得即可迅速稳定，经过几个世代的选育便可得到稳定的突变系，再经过品系鉴定、产量比较、区域试验、生产试种等育种程序，便能成为新品种。具有某些优育性状的突变系，还可作为杂交亲本被间接利用。

（六）航天育种 航天育种，亦称太空育种。是指利用返回式卫星等返回式航天器所能达到的空间环境对植物种子的诱变作用，以产生有益变异，在地面选育新种质、新材料，培育新品种的植物育种新技术。航天育种方法在有效创造罕见突变基因资源和培育植物新品种方面已发挥出越来越重要的作用，并凸现出良好的产业发展优势，利用航天技术将地球生物送上太空，通过宇宙辐射、微重力、重粒子和弱磁场等太空独有的多种因素的综合作用，可使其基因实现地面上难以实现的有益变异，从而缩短地面育种周期，提高育种效率。

考虑到空间科学实验机会的有限性，为了更加有效地发展航天育种技术，刘录祥研究员领导的课题组经过多年探索，从粒子生物学、物理场生物学和重力生物学等不同角度研究了高能单粒子、混合粒子、零磁空间和微重力等航天环境各因素的生物诱变特性，开创了地面模拟航天环境诱变作物遗传改良的新途径、新方法，并已申报航天育种新技术发明专利3项。自1987年以来，在国家863计划和重点攻关等项目的资助下，我国科学工作和15次利用返回式卫星和神舟飞船搭载植物种子，经多年地面种植筛选，先后育成60多个农作物优异新种质、新品系并进入省级以上品种区域试验，其中已通过国家或省级审定的新品种或新组合20个，包括番茄2个、青椒1个，并从中获得了一些有可能对产量有突破性影响的罕见突变。考虑到空间科学实验机会的有限性，为了更加有效地发展航天育种技术，刘录祥研究员领导的课题组经过多年探索，从粒子生物学、物理场生物学和重力生物学等不同角度研究了高能单粒子、混合粒子、零磁空间和微重力等航天环境各因素的生物诱变特性，开创了地面模拟航天环境诱变作物遗传改良的新途径、新方法，并已申报航天育种新技术发明专利3项。自1987年以来，在国家863计划和重点攻关等项目的资助下，我国科学工作和15次利用返回式卫星和神舟飞船搭载植物种子，经多年地面种植筛选，先后育成60多个农作物优异新种质、新品系并进入省级以上品种区域试验，其中已通过国家或省级审定的新品种或新组合20个，包括番茄2个、青椒1个，并从中获得了一些有可能对产量有突破性影响的罕见突变。

太空育种 2006年9月9日15时，我国第一颗航天育种卫星“实践八号”搭载2000余份农作物种子在酒泉卫星发射中心发射升空，飞行15天后返回地面。据专家介绍，通过航天搭载、太空诱变，日光温室加代培养，分子表记检测等高科技手段相结合，培育出来的航空茄子，果实维生素含量高，品种表现一致、稳定，适应性、抗逆性较好，耐低温，产量高，一般单穗结果3～5个，每个有5～6斤，最大的8斤，亩产约4000公斤。其抗逆性有非常大的提高，既适宜陆地栽种，又适合保护地栽种，是保护地和陆地栽培的优良品种。产量一般提高20-30%，口感也好，色泽黄润、紫红，营养成分普遍提高 30-46%（如图）。

水母网9月27日讯 昨天，经过太空育种的特大冬瓜在烟台农博园向游人展示，其重量为104公斤，高度为125厘米。上面是常规育种冬瓜，下面是太空育种冬瓜

（六）、生物技术在蔬菜育种中的应用 随着生物技术的迅速发展，组织培养技术、遗传工程（包括染色体工程和基因工程）及分子标记辅助选择等在育种工作中的应用越来越普遍。组织培养技术是在无菌和人工控制的条件下，对植物的原生质体、细胞、组织和器官进行离体培养，并控制其生长的一门技术，它可为现代作物育种创造的变异体、脱毒原种、繁殖体及从远缘种、属中导入优良基因提供了可能的条件。如原生质体培养可以克服远缘种、属间的有性杂交不亲和性，获得细胞杂种；花药培养是单倍体育种的主要途径；茎尖培养是获得无病毒植株的关键技术等。

杂种胚培苗在试 管内的生长状况胚培苗移入花盆

遗传工程就是对遗传物质进行直接操纵、改组、重建，实现遗传性定向改造的技术，它既可以在染色体水平上进行，称染色体工程；也可在基因水平上进行，称基因工程。染色体工程就是对细胞中的染色体进行有目的、有计划的添加、消除、代换使其重组，以达到消除不利性状、增添有利性状的目的。基因工程是目前研究的主要方向，它是把生物细胞中的DNA提取出来，在体外经过切割、搭配、重组，然后再导入异种细胞、整合到基因组中的技术，以达到改变生物细胞遗传结构、使之产生有利性状的目的。遗传工程就是对遗传物质进行直接操纵、改组、重建，实现遗传性定向改造的技术，它既可以在染色体水平上进行，称染色体工程；也可在基因水平上进行，称基因工程。染色体工程就是对细胞中的染色体进行有目的、有计划的添加、消除、代换使其重组，以达到消除不利性状、增添有利性状的目的。基因工程是目前研究的主要方向，它是把生物细胞中的DNA提取出来，在体外经过切割、搭配、重组，然后再导入异种细胞、整合到基因组中的技术，以达到改变生物细胞遗传结构、使之产生有利性状的目的。

分子标记辅助选择 伴随着分子生物技术的进步，植物育种中的个体选择过程可以在基因型的基础上进行，即用与相连的DNA分子标记技术来进行选择。使用这些图谱辅助单基因性状的选择比传统的表现型选择法节约成本、劳力和时间。高新的农业生物技术不是传统植物育种方法的替代物，而是发展农业的一项重要途径。传统的植物育种已经对而且今后仍将对农业生产做出不可估量的贡献。要做到传统育种技术与现代生物技术的有效结合，才能实现农业现代化的目标。

四、蔬菜育种工作的发展趋势 1、高度重视种质资源的研究。 2、突出新的育种目标。 3、新途径、新方法研究活跃。 4、育种工作向综合方向发展。

作业 1、蔬菜育种、蔬菜育种学 2、现代蔬菜育种的主要技术有哪些？

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