蔬菜育种学
蔬菜育种学
园艺学院刘倩倩
不同颜色和形状的番茄
番茄的耐贮藏性
串番茄
无节番茄
全雌性黄瓜
番茄树
西瓜抗黄化花叶病毒
甘蓝抗虫性
Where do the varieties come from?
How to breed new cultivars?
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绪论
育种的本质？
发现、创造、利用变异
“凡五谷、果豆、蔬菜之有种，犹人之有父也，地则母耳。母要肥，父要壮，必先仔细拣种。”
--《国脉民天》
“有了优良品种，即不增加劳动力、肥料，也可获得较多的收成”
--毛泽东
紧迫性
中国蔬菜种植面积和产量情况
4月11日，国务院印发了《国务院关于加快推进现代农作物种业发展的意见》。
这是继1962年中共中央国务院印发《关于加强种子工作的决定》之后，中央又一次对农作物种业发展做出全面部署，标志着我国农作物种业进入了发展的新阶段。
具体体现在：
一、单产提高关键靠良种
袁隆平、李登海
二、丰富农产品种类关键靠良种
三、改善品质关键靠良种
种子的特殊地位和作用
《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》首次提出“做大做强现代种业”。
刚刚发布的《国务院关于加快推进现代农作物种业发展的意见》中进一步明确：“农作物种业是国家战略性、基础性核心产业，是促进农业长期稳定发展、保障国家粮食安全的根本”。
消失的本土蔬菜凸显中国种业危机
新华网2010年３月９日电：
中国“蔬菜之乡”寿光聚集30多家国际知名种子企业，在当地80万亩设施蔬菜中，有60%的市场被国外企业控制。
外资抢滩蔬菜之乡加剧中国种业危机
新华网北京2010年7月14日电：
中国正在经历一场蔬菜种子危机。在中国最大的反季节蔬菜种植基地和集散中心----山东省寿光市，外资种子企业正在“攻城略地”，已经占据了被誉为“中国第一菜园”的近90%的市场份额。
目前全国持证种子企业多达8700家左右，但注册资本在3000万元以上的只有200多家。全球种业10强公司占全球种业市场份额的35%，而国内种业10强公司占全球市场份额的比例仅为0.8%，前20强的销售额加起来都不如美国孟山都公司。
世界十大种业公司
1. 杜邦（Dupout）
美国农化巨头，在世界500强排第47位，主要从事农业、医药等领域的生物技术产品研制和开发。1999年以77亿美元兼并了世界排名第一的种子公司---美国先锋种子公司，开始涉足种业，仍为世界第一大种子公司，主要种子业务是玉米种子，约占全球杂交玉米种子市场的43%，其他种子业务有大豆、小麦、高粱、向日葵、紫花苜蓿等。
2. 孟山都（Momsanto）
美国农化公司，1998年兼并美国嘉吉公司国际种子业务，成为世界第二大种子公司。主要种子业务是棉花、大豆、玉米种子。
孟山都进入蔬菜种子行业
孟山都相信将其拥有的先进育种方法应用于蔬菜，可以取得与玉米，大豆和棉花同样的成绩。并为种质资源的应用提供了多样化的工具。
露地
收购: 2005
保护地
收购: 2008
区域市场
创立: 2007
蔬菜
孟山都第四个作物平台
保护地品牌
ISG
DE RUITER SEEDS?
品牌
技术许可
品牌
技术许可
露地品牌
3. 先正达（Syngenta）
1999年瑞士诺华公司与Anglo-Swedish AstraZeneca分别合并他们的农化业务而创建的新公司，是世界第三大种子公司。主要种子业务为蔬菜种子。
4. 利马格兰（Limagrain）
法国农业合作组织，传统种子公司，是世界第四大种子公司和世界最大的蔬菜种子公司。2000年与德国KWS公司共同兼并了美国大湖种子公司的玉米和大豆种子业务。
5. 圣尼斯（Seminis）
墨西哥最大的种子公司，世界第五大种子公司，主要种子业务是瓜果、蔬菜种子，占世界蔬菜种子市场的20%。
6. 埃德瓦塔（Advanta）
1996年由荷兰Royal VanderHave Group和英国Zeneca Seeds两个公司合并而成，世界第六大种子公司，主要种子业务是油菜、向日葵种子。
7. 道化工（Dow）
美国化工公司，1998年收购Mycogen，2000年收购嘉吉公司在美国和加拿大的杂交种子业务，世界第七大种子公司，主要种子业务有玉米、高粱、大豆等种子。
8. KWS AG公司
德国传统种子公司，世界第八大种子公司，2000年与法国的利马格兰种子公司一道收购了美国大湖种子公司在北美的玉米和大豆种子业务。
9. Delta & Pine Land 公司
美国种子公司，是世界最大的棉花种子公司，排名世界第九。
10. Aventis 公司
1999年由德国Hoechst AG和法国的Rhone Poulence合并而成，世界第四大蔬菜种子公司，排名世界第十。
中国种业公司
1.中国种子集团公司
2.山西屯玉种业科技股份有限公司
3.湖南亚华种业股份有限公司
4.袁隆平农业高科技股份有限公司
5.江苏大华种业集团有限公司
6.德农种业有限公司
7.湖北荆楚种业股份有限公司
8.山东登海种业股份有限公司
9.甘肃省敦煌种业股份有限公司
10.辽宁东亚种业有限公司
11.吉林吉农高新技术发展股份有限公司
12.隆化三北种业有限责任公司
13.北京奥瑞金种子科技开发有限公司
14.湖北省种子集团公司
15.四川国豪种业有限公司
16.山西天元种业有限公司
17.江苏中江种业股份有限公司
18.新疆西域种业股份有限公司
19.四川科源农业高科技股份有限公司
20.襄樊正大农业开发有限公司
21.新疆天合种业有限责任公司
22.长春新丰农业科技（集团）有限公司
23.海南神农大丰种业科技股份有限公司
24.北京克劳沃草业技术开发中心
25.中种集团承德长城种子有限公司
26.新疆康地农业科技发展有限公司
27.新疆金博种业中心
28.四川德农正成种业有限责任公司
29.新疆华西种业有限责任公司
30.江苏明天种业科技有限公司
31.安徽天禾农业科技股份有限公司
32.上海种业（集团）有限公司
33.黑龙江北大荒集团九三种业有限公司
34.黑龙江北大荒集团红兴隆种业有限公司
35.农友种苗（中国）有限公司
36.新疆天彩科技股份有限公司
37.辽宁海禾种业有限公司
38.四川华丰种业有限责任公司
39.成都市种子总公司
40.四川蓬安正源种业有限责任公司
41.河南黄泛区地神种业有限公司
42.南京红太阳种业有限公司
43.重庆市种子公司
44.丹东农业科学院种子公司
45.山西省农科院种苗公司
46.甘肃省张掖市种子公司
47.河南省浚县种子公司
48.广西区种子公司
49.江西省种子公司
50.北京市种子公司
品种选择的标准和依据
选择蔬菜良种的标准
丰产性
抗逆性
优质性
早熟性
品种具有优良特性
外观品质
内在品质
抗逆性
丰产性
栽培季节
早春
春季
越夏
夏秋
秋延后
越冬
栽培技术
传统栽培
现代化栽培
国内外蔬菜育种研究现状
美国
育种目标
育种总体目标是“高产、低投入、高产出”。在每种蔬菜作物品种改良的具体目标十分重视抗逆性和高品质育种。
主要育种途径和育种技术
主要蔬菜作物的新品种80％以上为一代杂种。
常规育种仍是美国目前主要农作物应用最广泛和最有效的育种途径。
在农作物品种改良中特别重视生物技术的应用。
俄罗斯
育种目标
总体的育种目标仍把高产列为第一位，同时也注意优质抗病及耐贮运。
主要育种途径
主要为常规育种技术，而且利用杂种优势比较晚。
日本
育种目标
抗病、优质、高产稳产、多样化和周年供应等。
育种途径
日本是研究和普及蔬菜杂种优势利用最早的国家之一。
对于实用品种的育种，主要手段还是常规育种方法，同时也利用生物技术培育有特殊性状的材料和新品种。
生物技术应用主要包括胚培养、胚珠培养、花药及小孢子培养、原生质体融合、分子标记技术及基因工程等。
韩国
育种目标
首要目标是满足市场需要，品质好，可一年四季生产。
第二是抗病性、抗逆性好，满足菜农的要求。
第三是适于出口。
主要是十字花科、瓜类、茄果类、葱蒜类蔬菜。
韩国生食蔬菜〔包括泡菜(Kimchi)〕比重较高，如白菜、黄瓜、番茄、生菜、萝卜等，要求新鲜、脆甜，且易保鲜。
98 %的大白菜，70%-80 %的萝卜、辣椒用于加工泡菜。
中国
育种目标
“两高一优”即“高产、高效、优质”
育种途径
常规育种、杂交育种和生物技术育种
上世纪80年代以来，通过国家和省级审定、认定和鉴定的蔬菜新品种超过1000个，良种覆盖率超过90%，是我国农作物种业进入市场最早、市场化程度较高的产业之一，产业体系已具雏形，但发展仍显缓慢，商品率仅占30%~40%，与发达国家90%相比差距明显。
我国蔬菜种业发展的历史沿革
农户自留种阶段
常规品种阶段
杂交品种阶段（现代生物技术培育品种阶段）
1955年农业部发出“从速调查收集农家品种，整理祖国的农业遗产”的指示。
20世纪50-60年代，主要进行常规品种的选育，利用收集地方品种进行选育，育成常规品种再生产中推广应用。
70年代以后开始进行杂种一代的选育工作，选育了自交不亲和系、雌性系、雄性不育系等，解决了大批量杂交制中的问题。
目前除少量豆类和栽培面积较小的小宗菜外，许多常见的蔬菜都采用杂交品种，取得巨大社会经济效益。
杂种一代甘蓝“京丰一号”和杂种一代黄瓜“津研系列”先后获得国家发明一等奖和二等奖，标志着我国蔬菜杂种优势利用进入世界先进水平。
开展了多方面的研究工作：
1、主要经济性状的遗传规律，多倍体诱导、辐射育种、克服远缘杂交的障碍等。
2、抗病育种技术得到很大改进。
3、生物技术在蔬菜育种中得到应用
杂种优势利用方面：雄性不育、自交不亲和性的理论和实践进行了有益的探索。
种子生产已基本实现专一化、商品化
国家先后发布了一系列有关种子的文件和法规：《种子检验规》、《种子分级标准》、《中华人民共和国种子管理条例》。2001年颁布《种子法》。
产业科技现状
我国从事蔬菜育种研究并具一定影响力的科研机构不足50家。
育成的优良新品种基本能满足国内市场需求，而且已逐步实现良种出口。
据不完全统计，我国每年进口蔬菜种子8000多吨，销售额占全国蔬菜种子销售总额的25%。尤其是春夏大白菜、白萝卜及设施栽培的红果番茄、茄子、彩色甜椒、青花菜、水果型黄瓜等种子主要依赖进口，影响蔬菜产业安全。
蔬菜良种产业规模
2010年我国蔬菜播种面积，约2000万hm2，年需种量0.3亿~0.4亿kg，种子商品率在30%~40%。我国蔬菜播种面积居世界首位，种业市场潜力和规模巨大，已基本形成以企业为主体的营销格局。
蔬菜良种产业效益
我国蔬菜良种产业经济效益明显高于其他农作物，毛利在60%以上，年获毛利20亿~25亿元，行业盈利水平高于传统产业。良种在农作物增产诸多因素中具有不可替代重要作用，增产贡献率在30%~40%。
存在的问题
行业分散，缺乏竞争力
美国先锋种子公司1年销售收入远高于我国所有种子公司销售总和；
墨西哥圣尼斯公司则占有世界蔬菜种业市场26%的份额。
科研投入不足，创新能力不强，条件相对落后
先锋公司坚持将年销售额的10%~20%用于科研投入。
产学研脱节，种业科研分工不明确，商业化育种体系尚未建立
目前，我国品种选育集成度低，成果评价及转化机制不完善，品种选育目标与生产实际相脱节，选育的品种数量多，但突破性品种少。
市场竞争无序且日趋激烈。
由于相关条例法规不完善，执法保护力度不够，出现了不具备研发条件企业通过不正当渠道获取或盗取亲本，或直接去繁种基地非法收购种子。
我国蔬菜品种的发展趋势
露地品种突出耐贮运和反季节栽培品种
露地栽培蔬菜面积的产量占总产量的60%～70%；
目前我国蔬菜生产基地已逐步形成6个优势产业区的规划格局。
黄土高原夏秋蔬菜区域
华南与西南冬春蔬菜区域
长江上中游冬春蔬菜区域
黄淮海与环渤海设施蔬菜区域
云贵高原夏秋蔬菜区域
蔬菜六大优势区域布局图
北部高纬度夏秋蔬菜
优势区域
西北内陆出口蔬菜重点区域
东北沿边出口蔬菜重点区域
东南沿海出口蔬菜重点区域
蔬菜重点区域布局图-国际市场部分
大力培育保护地和出口、加工品种
积极开展蔬菜良种的引进利用
重视转基因蔬菜品种的研究
我国蔬菜良种产业发展趋势
改革现行体制，行业高度集中
我国蔬菜种业育、繁、销主要环节分别由隶属不同政府部门管理的科研院所、高等院校、种子公司承担，缺乏统一规划和密切配合，难以实现中国蔬菜种业实质性的育、繁、销一体化。科技和人才是蔬菜种业发展竞争的焦点
侯峰院士
方智远院士
吴明珠院士
加强自主创新，着力提升种业科技创新能力，培育一批具有重大应用前景和自主知识产权的突破性品种。
必须做到“两个剥离”，一是科研教学单位要与商业化育种剥离，二是力争在“十二五”末，科研教学单位要与其创办的种子企业基本实现剥离。
向规模化、集团化、国际化方向发展，增强我国蔬菜种业在国内外市场竞争实力
提高品牌意识，增强服务观念
品牌的竞争是企业竞争的核心，著名品牌是企业发展的保障；热情周到的服务是提高企业信誉促进企业发展的关键。
实现育、繁、销一体化
育种
育种学的概念Smith D.C (1966)
“Plant breeding is the art and science of improving the genetic pattern of plants in relation to their economic use”。
Art
Science
Aim
一、蔬菜育种的概念和任务
（一）概念：通过遗传改良，选育和繁殖更加易于栽培和利用价值更高的蔬菜新品种。
任务：
（1）选育新品种：目标：高产、优质、抗病虫、
适应性强、熟性配套等。
（2）生产优良品种的优质种子。
（二）、蔬菜育种学：研究蔬菜作物遗传改良和生产优质种子的原理、方法和技术的科学。
二、品种的概念及其作用
品种：经人类培育选择创造的、经济性状及农业生物学特性符合生产和消费要求，在一定的栽培条件下，可以和其他群体相区别，个体间的主要性状相对相似，以适当的繁殖方式能保持其重要特性的一个栽培植物群体。它是具有一定经济价值的重要生产资料，是农业生产上栽培植物特有的类型。
品种的特征属性：
五大特征：优良，适应性，整齐，稳定，特异。
优良：综合性状符合市场要求，有较高经济价值。
适应性：气候，土壤，病虫害，机械化，加工等。
整齐性：品种在形态、生物学、经济性状、成熟期、株高、结果部位等。
稳定性：经过特定的繁殖方法和在特定的繁殖周期内，其特征特性保持相对不变。
特异性：有关重要性状的特征特性十分类似；有一个或两个以上的特征特性与其他植物明显不同。
品种：是指具有一定经济价值，重要性状和特性，能与其他植物相区别，而且该特性能通过繁殖而得以保存的植物体的集合。
几个容易混淆的概念
品系：具有少数不同性状的育种高世代纯合
材料NIL，MS，SI，DHL
品种：经过一定的行政审批程序的品系或组合
品种与品系
品种与变种
品种是栽培植物的类别。
变种则是根据植物的亲缘关系、进化系统等来区分的分类学单位，它是物种以下的人为分类单位。
甘蓝：Brassica oleracea ssp. capitata
大白菜Brassica campestris ssp. pekinensis
小白菜Brassica campestris ssp. chinensis
红菜苔Brassica campestris ssp. chinensis var. utilis
普通小白菜Brassica campestris ssp. chinensis var. communis
乌塌菜Brassica campestris ssp. chinensis var. rosularis
品种与类型
品种只是栽培植物的特定群体。
在野生植物中，就只有不同的类型，而无品种之分。
从分类学来说，无论是野生植物或栽培植物都可以根据其进化系统、亲缘关系区分为不同的科、属、种、变种等分类单位。也就是说，任一植物材料从分类学的角度都有一定的归属。优良品种的作用
提高产量
改进品质
调节供应期
减少污染，节约能源
适应集约化管理
我国园艺植物品种的主要问题
缺乏优质新品种
缺乏不同成熟期的品种
缺乏特色品种
缺乏大规模的生产基地
如何培育？
缺乏完善的育种体系
育种目标实现关系图
种质
资源
育种
技术
育种目标
（优良品种）
新创资源
＋
三、蔬菜育种的基本途径
（一）、查：通过资源的调查，再整理出可以推广应用的地方品种加以利用的途径。
（二）、引：从外地（国外）引进优良的品种、品系，通过适应性试验后直接在本地区推广应用的途径。引种是解决品种问题的一条重要途径。
1、优先考虑从气候条件相似的地区引种。
2、优先考虑从生态类型相近的地区引种。
3、优先考虑从作物种类和品种组成相近的地区引种。
（三）、选：选种，利用作物群体中存在的自然变异，将符合要求的优质植株选出来，经过比较和繁殖而获得新品种的途径。
（四）、育：通过人工创造变异，再结合不同的选择培育手段，育成新品种的途径，如杂交育种、优势育种、诱变育种、细胞及分子育种等。
1、有性杂交育种：根据育种目标选配亲本，通过人工杂交将分散在不同亲本上的优良性状组合到杂种之中，然后对其后代进行培育选择和比较鉴定，即而获得优良定型品种的育种途径，“先杂后纯”。
2、优势育种：通过亲本的纯化和选配，获得在遗传性状、生理性状和经济性状上均表现出优势的F1杂交品种，“先纯后杂”。
1、有性杂交育种：
2、优势育种：
芽变选种
实生选种
杂交育种
传统育种技术
现代育种技术
基因工程
倍性育种
细胞工程
分子标记
组织培养
航天育种
诱变育种
新品种
叶志彪ACC合成酶的反义基因，抑制乙烯合成四、蔬菜育种工作的发展趋势
（一）高度重视种质资源研究：种质资源是育种工作的基础，是育种工作及相应产业的重要支撑条件。
（二）突出新的育种目标：
1．高品质育种。
2．高抗兼抗多种病害。
3．高光和效能。
4．适于机械化生产。
5．温室等保护地设施专用品种。
（三）新途径、新方法
1.远缘杂交、人工诱变创造新材料
2.单倍体育种：利用组织培养技术培育单倍体
3.体细胞杂交和基因工程技术，突破种间隔离创造新种质。
4.分子标记技术
（四）、育种工作向综合方向发展
1、育种目标综合化
2、育种技术综合化
3、品种配套的综合化
4、良种与良法的综合化