农业科技让“菜篮子”更丰富(开卷知新)

发布时间:2024-02-22 18:02:02 来源: sp20240222

  习近平总书记强调:“解决吃饭问题,不能光盯着有限的耕地,要把思路打开,树立大食物观。‘吃饭’不仅仅是消费粮食,肉蛋奶、果菜鱼、菌菇笋等样样都是美食。”蔬菜可以提供人体所需的多种维生素和矿物质营养,有利于改善饮食结构,是人类必不可少的食物。

  目前,我国普遍栽培的蔬菜约有50种,主要集中在十字花科、葫芦科、茄科、伞形科、豆科、百合科、菊科、藜科八大科。其中,大白菜、甘蓝、辣椒、番茄、黄瓜是最常见的大宗类蔬菜,也是百姓消费的主要蔬菜。如今,市场上的蔬菜琳琅满目、丰富多样,消费者的选择越来越多。人们也许会好奇,科学家是怎样创制出这么多蔬菜品种的?蔬菜育种又往什么方向发展?回顾“蔬菜科技史”,可以找到答案。

  育繁推一体化育种提升蔬菜产量

  一方水土养一方菜,蔬菜品种与地理条件密不可分。我国幅员辽阔,地跨温带、亚热带、热带气候区,地形、地貌复杂,多样的自然条件为我们打造了一座蔬菜育种的宝库。一般来说,蔬菜新品种上市前往往经历4—5代的更新换代,以保障周年均衡供应和满足不同饮食口味需求。

  上世纪70年代以前,我国蔬菜以地方品种为主,主要依靠农家选种留种。1965年,全国数十个科研和教学单位仅从番茄、茄子、辣椒3种蔬菜作物中就整理出2000多个品种。但并不是所有品种都适合大范围种植,面对提高产量的迫切需求,筛选培育适合推广种植的良种,成为丰富“菜篮子”的主要任务。70年代末,杂种优势利用育种技术在蔬菜品种选育中成功应用,大力推动了良种选育。简单来说,这一技术就是通过杂交获得生长势、生活力、抗逆性、产量、品质等方面更优秀的种子。中国农业科学院蔬菜花卉研究所、湖南省农业科学院等多家科研单位,成立了甘蓝、辣椒、黄瓜等蔬菜新品种选育及育种技术课题组,选育出“京丰甘蓝”“京研大白菜”“津优黄瓜”“湘研辣椒”“长丰茄子”等一系列蔬菜新品种,较原主栽品种普遍增产10%以上,且品质更好。

  以此为契机,多家农业科研单位建立起育繁推一体化育种模式,大面积示范推广新品种,蔬菜产业快速发展。手撕包菜、炝炒包菜、包菜肉末炒粉条……今天家常菜中经常出现的包菜,就源自当年甘蓝良种的选育推广。蔬菜遗传专家方智远潜心组配筛选,育成我国第一个甘蓝杂交品种“京丰一号”,该品种产量高、适应性广、抗逆性强,高峰时期各地年种植总面积超过20万公顷。人们熟悉的湘菜辣椒炒肉,“主角儿”之一就是“湘研15号”牛角椒,它是由“伏地尖”“河西牛角椒”“湘潭迟班椒”等优良亲本选育而来,单位种植面积产量高、适应性好,抗烟草花叶病毒、炭疽病和疮痂病能力也强,经大力推广,在湖南广泛种植并走向各地。

  为实现蔬菜全年均衡化供应提供保障

  进入21世纪,科研工作者相继突破单倍体育种、雄性不育系育种等技术,蔬菜品种创新迭代加快,育种周期缩短,种植范围拓宽。通过花药培养或游离小孢子培养技术,可以快速得到单倍体植株,再经过自然加倍或人工加倍成双单倍体自交系,便能够大幅缩短育种周期。雄性不育系育种则因其母本雄性不育,可以省去人工摘除雄蕊的过程,省工省力,保证杂交种纯度。广受种植户青睐的“津优1号”黄瓜就是上述技术支撑下的产物,单瓜重200克,瓜皮深绿,果肉绿白,脆甜无苦涩味,对枯萎病、白粉病达到抗病级,对霜霉病达到高抗级。

  这些新技术的应用,为蔬菜全年均衡化供应提供了强有力保障。简单来说,就是让蔬菜收获更快、种植范围更广、更耐储存。春季定植到收获只要50天,单球饱满,重约1公斤,亩产约3500公斤,“中甘21”就是运用新技术培育的品种。它还具有耐裂球、抗干烧心病等优点,是北方春露地甘蓝和高原夏甘蓝的主栽品种,在华北、东北、西北以及云南等地都可种植。摘取鲜辣椒,制成鲜辣可口的辣椒酱,再大快朵颐一番,这是不少美食纪录片中的场景。还有虎皮辣椒、麻辣火锅……鲜辣口味的菜肴和加工食品备受欢迎,归功于不同辣椒品种选育成果。利用辣椒雄性不育系选育的“博辣”系列,成为鲜食和加工兼用的线椒主栽品种。

  更耐储存,意味着不易变质,运输距离更长。这样的特性,不仅让各地人们都能吃到特色蔬菜,还延伸了蔬菜加工产业链。“博辣5号”辣椒果表光亮,青熟果深绿色,从定植到采收鲜青椒约58天,至采收红椒约72天,坐果率高,既能作为青椒和红椒上市,也适合红椒剁制、酱制和干制加工。湖南的“剁椒”加工产品声名远扬,离不开这类加工专用品种。

  10多年来,基因组测序、生物信息学等多种技术迅猛发展,打破传统育种方式,开创出分子标记育种、基因工程育种等现代作物分子育种技术。这些新技术精准快捷,使育种过程“知其然,知其所以然”,成为蔬菜遗传改良的重要手段。

  掌握基因“密码”,就有了改良蔬菜品种的利器。伴随相关技术体系建立,科研人员相继开发出一系列用于蔬菜辅助选择育种的丰产、优质、抗病、抗逆的分子标记,鉴定和创制了一批适应性广、丰产性强、抗逆性强的种质资源,为优质蔬菜新品种的选育奠定基础。以最关键的抗逆性来说,其含义为蔬菜抵抗不利环境的性状,比如寒、旱、病虫害等制约蔬菜丰收的因素。通过对蔬菜抗病性的遗传规律解析,将不同的抗病基因综合到优良的品种中,可以显著提高蔬菜的抗病性。中国农业科学院蔬菜花卉研究所甘蓝育种团队,针对抗枯萎病基因、抗黑腐病基因等进行攻关,获得了一批优异的抗病材料,有的可以让甘蓝抵抗两种以上病害,增强了甘蓝的“抵抗力”。

  近几年,更为高精尖的基因工程技术开始应用于蔬菜性状改良。借助该技术,可提高作物产量、改善品质、增强对生物和非生物胁迫的耐受性等。这方面,蔬菜作物创新发展的空间还很大,科研工作者正在加速探索。

  让蔬菜更好吃、功能更多样

  瞩目未来,随着生活水平不断提高,人们对蔬菜的需求从吃得饱变为吃得好、吃得健康。于是,市场形成巨大的高品质鲜食蔬菜需求。

  鲜食蔬菜品质一般包括外观、口感、风味和营养等方面,常用指标包括果实表面质地、果实硬度、纤维素含量、角质层厚度、维生素C含量、气味是否芳香浓郁,等等。以辣椒为例,要做到外果皮薄、辣椒素含量适当、“辣得可口”,需要利用基因技术进一步探明关键因子,开发遗传多样性高、适用广的分子标记,结合辣椒花药培养和分子聚合技术创制新品种。湖南农业大学园艺学院辣椒团队通过RNA测序,获得了与品质、抗性重要性状相关基因,为高辣椒素含量品种选育奠定理论基础。近年团队选育的辣椒新品种辣椒素含量可达10万斯科维尔以上,还选育出肉糯、清香、微甜的高品质“樟树港辣椒”,成为农产品地理标志登记产品。

  近年来,具有药用和保健功能成分的蔬菜品种获得人们青睐。富含叶酸、丙醇二酸的黄瓜品种可抑制糖类转化为脂肪,具有减脂美容功效;富含α—葡萄糖苷酶抑制剂的辣椒品种可以降糖,对控制餐后高血糖作用明显;富含花青素的紫色甘蓝品种,具有抗炎、防衰老、降糖、降脂和预防心血管疾病等多重保健功效……创制更多这样的高品质蔬菜品种,成为蔬菜科技发展的重要方向。

  食物不仅是人类生存发展的物质基础,更是美好生活的要素。让“舌尖上的蔬菜”更丰富,仍需科研工作者久久为功。相信在大食物观指引下,我国农业高水平自立自强之路会越走越宽,越来越多好吃、营养的蔬菜将陆续走进人们的生活。

  (作者为中国工程院院士、湖南农业大学校长)

  

  推荐读物

  《中国食辣史》:曹雨著;北京联合出版公司出版。

  《辣椒遗传育种学》:邹学校编著;科学出版社出版。

  《黄瓜技术100问》:张圣平、苗晗、顾兴芳著;中国农业出版社出版。

  《 人民日报 》( 2024年02月15日 08 版)

(责编:崔元苑、李楠桦)