農業科技讓“菜籃子”更豐富(開卷知新)
習(xi) 近平總書(shu) 記強調:“解決(jue) 吃飯問題,不能光盯著有限的耕地,要把思路打開,樹立大食物觀。‘吃飯’不僅(jin) 僅(jin) 是消費糧食,肉蛋奶、果菜魚、菌菇筍等樣樣都是美食。”蔬菜可以提供人體(ti) 所需的多種維生素和礦物質營養(yang) ,有利於(yu) 改善飲食結構,是人類必不可少的食物。
目前,我國普遍栽培的蔬菜約有50種,主要集中在十字花科、葫蘆科、茄科、傘(san) 形科、豆科、百合科、菊科、藜科八大科。其中,大白菜、甘藍、辣椒、番茄、黃瓜是最常見的大宗類蔬菜,也是百姓消費的主要蔬菜。如今,市場上的蔬菜琳琅滿目、豐(feng) 富多樣,消費者的選擇越來越多。人們(men) 也許會(hui) 好奇,科學家是怎樣創製出這麽(me) 多蔬菜品種的?蔬菜育種又往什麽(me) 方向發展?回顧“蔬菜科技史”,可以找到答案。
育繁推一體(ti) 化育種提升蔬菜產(chan) 量
一方水土養(yang) 一方菜,蔬菜品種與(yu) 地理條件密不可分。我國幅員遼闊,地跨溫帶、亞(ya) 熱帶、熱帶氣候區,地形、地貌複雜,多樣的自然條件為(wei) 我們(men) 打造了一座蔬菜育種的寶庫。一般來說,蔬菜新品種上市前往往經曆4—5代的更新換代,以保障周年均衡供應和滿足不同飲食口味需求。
上世紀70年代以前,我國蔬菜以地方品種為(wei) 主,主要依靠農(nong) 家選種留種。1965年,全國數十個(ge) 科研和教學單位僅(jin) 從(cong) 番茄、茄子、辣椒3種蔬菜作物中就整理出2000多個(ge) 品種。但並不是所有品種都適合大範圍種植,麵對提高產(chan) 量的迫切需求,篩選培育適合推廣種植的良種,成為(wei) 豐(feng) 富“菜籃子”的主要任務。70年代末,雜種優(you) 勢利用育種技術在蔬菜品種選育中成功應用,大力推動了良種選育。簡單來說,這一技術就是通過雜交獲得生長勢、生活力、抗逆性、產(chan) 量、品質等方麵更優(you) 秀的種子。中國農(nong) 業(ye) 科學院蔬菜花卉研究所、湖南省農(nong) 業(ye) 科學院等多家科研單位,成立了甘藍、辣椒、黃瓜等蔬菜新品種選育及育種技術課題組,選育出“京豐(feng) 甘藍”“京研大白菜”“津優(you) 黃瓜”“湘研辣椒”“長豐(feng) 茄子”等一係列蔬菜新品種,較原主栽品種普遍增產(chan) 10%以上,且品質更好。
以此為(wei) 契機,多家農(nong) 業(ye) 科研單位建立起育繁推一體(ti) 化育種模式,大麵積示範推廣新品種,蔬菜產(chan) 業(ye) 快速發展。手撕包菜、熗炒包菜、包菜肉末炒粉條……今天家常菜中經常出現的包菜,就源自當年甘藍良種的選育推廣。蔬菜遺傳(chuan) 專(zhuan) 家方智遠潛心組配篩選,育成我國第一個(ge) 甘藍雜交品種“京豐(feng) 一號”,該品種產(chan) 量高、適應性廣、抗逆性強,高峰時期各地年種植總麵積超過20萬(wan) 公頃。人們(men) 熟悉的湘菜辣椒炒肉,“主角兒(er) ”之一就是“湘研15號”牛角椒,它是由“伏地尖”“河西牛角椒”“湘潭遲班椒”等優(you) 良親(qin) 本選育而來,單位種植麵積產(chan) 量高、適應性好,抗煙草花葉病毒、炭疽病和瘡痂病能力也強,經大力推廣,在湖南廣泛種植並走向各地。
為(wei) 實現蔬菜全年均衡化供應提供保障
進入21世紀,科研工作者相繼突破單倍體(ti) 育種、雄性不育係育種等技術,蔬菜品種創新迭代加快,育種周期縮短,種植範圍拓寬。通過花藥培養(yang) 或遊離小孢子培養(yang) 技術,可以快速得到單倍體(ti) 植株,再經過自然加倍或人工加倍成雙單倍體(ti) 自交係,便能夠大幅縮短育種周期。雄性不育係育種則因其母本雄性不育,可以省去人工摘除雄蕊的過程,省工省力,保證雜交種純度。廣受種植戶青睞的“津優(you) 1號”黃瓜就是上述技術支撐下的產(chan) 物,單瓜重200克,瓜皮深綠,果肉綠白,脆甜無苦澀味,對枯萎病、白粉病達到抗病級,對霜黴病達到高抗級。
這些新技術的應用,為(wei) 蔬菜全年均衡化供應提供了強有力保障。簡單來說,就是讓蔬菜收獲更快、種植範圍更廣、更耐儲(chu) 存。春季定植到收獲隻要50天,單球飽滿,重約1公斤,畝(mu) 產(chan) 約3500公斤,“中甘21”就是運用新技術培育的品種。它還具有耐裂球、抗幹燒心病等優(you) 點,是北方春露地甘藍和高原夏甘藍的主栽品種,在華北、東(dong) 北、西北以及雲(yun) 南等地都可種植。摘取鮮辣椒,製成鮮辣可口的辣椒醬,再大快朵頤一番,這是不少美食紀錄片中的場景。還有虎皮辣椒、麻辣火鍋……鮮辣口味的菜肴和加工食品備受歡迎,歸功於(yu) 不同辣椒品種選育成果。利用辣椒雄性不育係選育的“博辣”係列,成為(wei) 鮮食和加工兼用的線椒主栽品種。
更耐儲(chu) 存,意味著不易變質,運輸距離更長。這樣的特性,不僅(jin) 讓各地人們(men) 都能吃到特色蔬菜,還延伸了蔬菜加工產(chan) 業(ye) 鏈。“博辣5號”辣椒果表光亮,青熟果深綠色,從(cong) 定植到采收鮮青椒約58天,至采收紅椒約72天,坐果率高,既能作為(wei) 青椒和紅椒上市,也適合紅椒剁製、醬製和幹製加工。湖南的“剁椒”加工產(chan) 品聲名遠揚,離不開這類加工專(zhuan) 用品種。
10多年來,基因組測序、生物信息學等多種技術迅猛發展,打破傳(chuan) 統育種方式,開創出分子標記育種、基因工程育種等現代作物分子育種技術。這些新技術精準快捷,使育種過程“知其然,知其所以然”,成為(wei) 蔬菜遺傳(chuan) 改良的重要手段。
掌握基因“密碼”,就有了改良蔬菜品種的利器。伴隨相關(guan) 技術體(ti) 係建立,科研人員相繼開發出一係列用於(yu) 蔬菜輔助選擇育種的豐(feng) 產(chan) 、優(you) 質、抗病、抗逆的分子標記,鑒定和創製了一批適應性廣、豐(feng) 產(chan) 性強、抗逆性強的種質資源,為(wei) 優(you) 質蔬菜新品種的選育奠定基礎。以最關(guan) 鍵的抗逆性來說,其含義(yi) 為(wei) 蔬菜抵抗不利環境的性狀,比如寒、旱、病蟲害等製約蔬菜豐(feng) 收的因素。通過對蔬菜抗病性的遺傳(chuan) 規律解析,將不同的抗病基因綜合到優(you) 良的品種中,可以顯著提高蔬菜的抗病性。中國農(nong) 業(ye) 科學院蔬菜花卉研究所甘藍育種團隊,針對抗枯萎病基因、抗黑腐病基因等進行攻關(guan) ,獲得了一批優(you) 異的抗病材料,有的可以讓甘藍抵抗兩(liang) 種以上病害,增強了甘藍的“抵抗力”。
近幾年,更為(wei) 高精尖的基因工程技術開始應用於(yu) 蔬菜性狀改良。借助該技術,可提高作物產(chan) 量、改善品質、增強對生物和非生物脅迫的耐受性等。這方麵,蔬菜作物創新發展的空間還很大,科研工作者正在加速探索。
讓蔬菜更好吃、功能更多樣
矚目未來,隨著生活水平不斷提高,人們(men) 對蔬菜的需求從(cong) 吃得飽變為(wei) 吃得好、吃得健康。於(yu) 是,市場形成巨大的高品質鮮食蔬菜需求。
鮮食蔬菜品質一般包括外觀、口感、風味和營養(yang) 等方麵,常用指標包括果實表麵質地、果實硬度、纖維素含量、角質層厚度、維生素C含量、氣味是否芳香濃鬱,等等。以辣椒為(wei) 例,要做到外果皮薄、辣椒素含量適當、“辣得可口”,需要利用基因技術進一步探明關(guan) 鍵因子,開發遺傳(chuan) 多樣性高、適用廣的分子標記,結合辣椒花藥培養(yang) 和分子聚合技術創製新品種。湖南農(nong) 業(ye) 大學園藝學院辣椒團隊通過RNA測序,獲得了與(yu) 品質、抗性重要性狀相關(guan) 基因,為(wei) 高辣椒素含量品種選育奠定理論基礎。近年團隊選育的辣椒新品種辣椒素含量可達10萬(wan) 斯科維爾以上,還選育出肉糯、清香、微甜的高品質“樟樹港辣椒”,成為(wei) 農(nong) 產(chan) 品地理標誌登記產(chan) 品。
近年來,具有藥用和保健功能成分的蔬菜品種獲得人們(men) 青睞。富含葉酸、丙醇二酸的黃瓜品種可抑製糖類轉化為(wei) 脂肪,具有減脂美容功效;富含α—葡萄糖苷酶抑製劑的辣椒品種可以降糖,對控製餐後高血糖作用明顯;富含花青素的紫色甘藍品種,具有抗炎、防衰老、降糖、降脂和預防心血管疾病等多重保健功效……創製更多這樣的高品質蔬菜品種,成為(wei) 蔬菜科技發展的重要方向。
食物不僅(jin) 是人類生存發展的物質基礎,更是美好生活的要素。讓“舌尖上的蔬菜”更豐(feng) 富,仍需科研工作者久久為(wei) 功。相信在大食物觀指引下,我國農(nong) 業(ye) 高水平自立自強之路會(hui) 越走越寬,越來越多好吃、營養(yang) 的蔬菜將陸續走進人們(men) 的生活。
(作者為(wei) 中國工程院院士、湖南農(nong) 業(ye) 大學校長)
推薦讀物
《中國食辣史》:曹雨著;北京聯合出版公司出版。
《辣椒遺傳(chuan) 育種學》:鄒學校編著;科學出版社出版。
《黃瓜技術100問》:張聖平、苗晗、顧興(xing) 芳著;中國農(nong) 業(ye) 出版社出版。
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