陽文龍,李錫香
(中國農業科學院蔬菜花卉研究所,北京 100081 )
種質資源又稱遺傳資源,是攜帶生物遺傳信息的載體,具有實際或潛在的利用價值。蔬菜種質資源包括各種蔬菜的栽培種、野生種、野生和半野生近緣種,以及人工創造的品種、品系、遺傳材料等的種子、組織、器官、細胞、染色體、DNA片段和基因等[1-2]。蔬菜種質資源是生物多樣性的重要組成部分,是蔬菜科學研究和蔬菜生產可持續發展的物質基礎,是支撐農業科技原始創新和蔬菜育種的物質基礎,是保障國家“菜籃子”安全的戰略性資源,在滿足人們對蔬菜種類和品質多樣性需求中具有重要作用。下面將對我國蔬菜種質資源自建國以來的基礎性工作和應用基礎等方面研究進展進行簡要回顧,并對發展中存在的問題進行總結且有針對性地提出相關對策建議。
新中國成立前,有組織的蔬菜種質資源工作幾乎是空白。新中國成立后,我國政府和科研機構開始重視蔬菜種質資源工作。20世紀80年代初期以前主要開展了對重點地區蔬菜地方品種資源的考察收集和征集整理。80年代中期以后,在繼續開展對全國蔬菜地方品種資源調查整理的基礎上,組織了全國性的蔬菜種質資源考察搜集、繁種編目、入庫保存、鑒定評價。2000年至今,在繼續拓展國家蔬菜種質資源庫的同時,注重了優異資源的挖掘和創新利用工作。我國的蔬菜種質資源保護、研究與創新體系得以逐步建立。
自20世紀20年代以來,全球范圍內的作物種質資源學科逐漸形成并得到發展。20世紀50年代,中國政府和科學技術界開始關注本國的植物資源侵蝕問題,在全國范圍內開展了多次農作物種質資源的征集和科學考察活動。在蔬菜種質資源方面,1956年由華北農業科學研究所組織華北四省有關單位進行了北方蔬菜品種的調查和整理工作,拉開了中國蔬菜種質資源調查、考察和收集整理工作的序幕。1958年中國農業科學院蔬菜研究所成立,并于20世紀50年代末組織全國27個省(市)、自治區有關單位進行了全國性的蔬菜地方品種的調查和整理,共調查整理出蔬菜地方品種資源17 393份;但是,由于這些資源分散在全國各地,條件有限,保存不善。尤其是文化大革命期間,因為對這些資源疏于管理,造成了不可逆轉的破壞。
1978年2 月,中國農業科學院蔬菜研究所成立了蔬菜品種資源研究室。1979年,中國農業科學院主持召開第一次“全國農作物品種科技工作會議”,國家科委和農業部聯合發出了“關于開展農作物品種資源補充征集的通知”。同年10月中國農業科學院蔬菜花卉研究所在重慶主持召開了“第三次全國蔬菜科研規劃協作會議”,把蔬菜品種資源的調查、搜集、整理工作列為全國攻關協作內容。推進了蔬菜種質資源研究工作的開展和工作體系的建立。
在1981—1985年間,通過主持召開“全國蔬菜品種資源研究協作會議”“全國蔬菜地方品種資源種子入庫工作會議”,制定并落實了蔬菜品種資源研究協作計劃,商討了蔬菜品種目錄及品種志的編寫、蔬菜品種資源的考察和征集、蔬菜品種觀察項目標準以及蔬菜種子入庫等工作。至1985年,全國調查、整理的地方品種資源已達16 187份。為“七五”(1986—1990年)期間蔬菜種子入庫的順利進行做了充分的準備。
20世紀80年代中期,蔬菜種質資源研究被列入國家“七五”重點科技攻關計劃,中國農業科學院蔬菜花卉研究所組織了由29個省、市、自治區32個蔬菜科研和教學單位參加的協作攻關,主持專題“蔬菜種質資源繁種和主要性狀研究(75-01-02-07)”。經過5年的努力,共收集、繁殖、整理了132種(變種)、17 007份蔬菜種質資源,交國家種質資源庫長期保存;“八五”期間,又收集、繁殖、整理、入國家庫10 024份。在將收集的蔬菜種質資源繁殖入國家庫的同時,中國農業科學院蔬菜花卉研究所于1986年建立了簡易的蔬菜種質資源中期庫,對所有入國家庫后剩余的蔬菜種質的種子進行中期保存,以滿足資源研究和分發的需要。
期間,國家蔬菜種質資源中期庫研究制定了81種蔬菜的主要植物學性狀和農藝性狀調查記載項目和標準;對搜集到的資源進行了較全面系統的整理,編輯出版了我國第一部《中國蔬菜品種資源目錄》。研究建立了基于DabaseⅢ的蔬菜種質資源數據庫。如果說“八五”以前的蔬菜種質資源的國家攻關計劃是以收集、整理,繁種、入庫、編目,基本農藝性狀鑒定為主的話,那“九五”以后的工作則是在繼續拓展蔬菜種質資源物種和遺傳多樣性的同時,逐步涉及到各種蔬菜種質資源的鑒定評價、挖掘和創新利用。
20世紀80年代初,武漢市蔬菜研究所開始了水生蔬菜資源的收集、保存和鑒定評價工作,1990年農業部以武漢市蔬菜科學研究所為依托單位,掛牌成立“國家水生蔬菜圃(武漢)”。
蔬菜種質資源研究的任務和目標除了搶救性收集和安全保存豐富的蔬菜種質資源外,更需要探明中國蔬菜種質資源的分布規律和遺傳多樣性水平,建立和完善蔬菜種質鑒定評價技術體系及相關規程和標準,挖掘和創新優異種質資源,提高資源的利用率。進入21世紀以來,我國蔬菜種質資源研究工作從經驗性、描述性種質資源研究轉向了標準化、科學化和規范化。特別是在技術規范、創新方法方面得到了顯著發展。
◎ 國家蔬菜種質資源保護體系建立
國家種質北京蔬菜資源中期庫和國家種質武漢水生蔬菜圃分別于2000年和2005年完成改、擴建,國家西甜瓜中期庫和國家無性繁殖及多年生蔬菜資源圃分別于2001年和2005年初建,目前我國已建成了完善的國家蔬菜種質資源保護體系。據各個庫圃的實時統計,至2019年10月底,通過各種渠道從國內外收集、引進、鑒定、繁殖入國家庫圃的蔬菜品種資源4.17萬余份(包括34 543份各種有性繁殖蔬菜資源、4 005份西甜瓜資源、1 962份水生蔬菜資源、1 180份無性繁殖蔬菜資源),種類涉及240余種。
國家蔬菜資源庫圃在開展種質資源基本農藝性狀鑒定的同時,以原始收集樣品為對象,對18種蔬菜4.5萬份次種質進行了抗病蟲、抗逆鑒定和品質分析,獲得了約3 000份優異種質。涉及14種蔬菜33種病蟲害、10種蔬菜10項品質性狀、4種蔬菜6項抗逆性狀。
◎ 研制了蔬菜種質資源描述規范
為了實現蔬菜種質資源標準化整理整合與共享,研制和出版了蘿卜、胡蘿卜、大白菜、不結球白菜、菜薹和薹菜、葉用和薹(籽)用芥菜、根用和莖用芥菜、結球甘藍、花椰菜和青花菜、芥藍、黃瓜、南瓜、冬瓜和節瓜、苦瓜、絲瓜、瓠瓜、西瓜、甜瓜、番茄、茄子、辣椒、菜豆、韭菜、蔥(大蔥、分蔥、樓蔥)、洋蔥、芹菜、莧菜、萵苣、姜、蓮、茭白、蕹菜、水芹、芋、荸薺、菱、慈姑、芡實、蒲菜、百合、黃花菜、山藥、黃秋葵45種蔬菜作物種質資源描述規范和數據標準。這些描述規范通過集成創新,較IPGRI的Descriptor系列叢書更加系統和完善。重點是依據我國特有種質的特異性狀,生產和育種的迫切需求,建立了一些原始創新技術指標,并進行了技術指標的集成創新,如針對我國發現的無花柄盾形苞葉的苦瓜種質,增加了花柄盾形苞葉有無之描述符,為原始創新指標。莖用芥菜是我國的特有蔬菜種質,肉(瘤)莖類型、形狀、縱徑和橫徑等均為描述莖芥產品器官的重要性狀,在IPGRI和國內外DUS標準中均未出現。莖用萵苣是我國的特有萵苣變種,在萵苣種質資源描述規范和數據標準中新增了肉莖形狀、縱徑、橫徑等指標,這是國內外其他標準中沒有的。以此為支撐,完成16 000份蔬菜資源的整理整合,實現了部分資源的信息和實物共享。
蔬菜種質資源應用基礎研究涉及面廣,包括種質資源保存技術、遺傳多樣性與遺傳演化、種質資源精準評價、優異基因資源挖掘、優異種質創新利用等。21世紀之前,我國蔬菜種質資源應用研究主要基于形態學進行開展,相關研究效率較低。隨著分子標記技術和測序技術的快速發展,在國家自然科學基金、863、973等重大科技計劃支持下,我國蔬菜種質資源的應用基礎研究取得了顯著進展,有效支撐了我國現代種業發展。
通常,能產生正常性種子的植物種質資源是在低溫庫以種子形式進行保存。不能產生正常性種子的植物種質資源在田間種質圃、植物園、原生境保護區進行野外保存和在試管苗庫、超低溫庫進行離體保存。國家庫已建立一套先進種子入庫前處理和管理技術。研究出80多種農作物栽培和野生近緣植物種子的生活力檢測方法,并為這些資源的入庫提供了技術保證。提出了低溫庫貯存種質的生活力監測方案,確保了國家庫40多萬份貯存種質的長期、安全保存。
在節能保存技術方面,我國對超干燥技術進行了深入廣泛的研究。對有性繁殖蔬菜來說,對種子進行超干燥保存,可以實現種子的壽命延長和節能保存的雙贏。自1989年程紅焱等首先在我國開展種子超干貯藏研究以來,已取得一定的成績并得到較廣泛的應用。如嚴敏[3]研究表明將辣椒種子含水量干燥至5%以下,無論是常溫貯藏3年,還是高溫老化1個月,辣椒種子超干貯藏的最適含水量范圍均為2.4%~5.0%。何序晨[4]采用硅膠干燥的方法對“皖雜一號”和“豐收2號”西瓜品種的種子進行超干貯藏試驗發現,當種子含水量≥5.22%,隨著貯藏時間的延長,發芽率下降較快;種子含水量在1.65%~4.12%,發芽率下降緩慢,經20~23年密閉貯藏后仍保持較高的發芽率;但是,超干燥保存技術目前還有很多問題需要去解決,如:適合超干貯藏的種子類型、種子脫水的極限以及脫水對種子遺傳穩定性具體影響的研究等。
對于無性繁殖蔬菜除種質圃保存之外,還研究了超低溫保存技術,以期達到安全高效的目的。自1973年Nag等[5]首次報道利用超低溫保存技術成功凍存蘿卜懸浮細胞的研究以來,人們從莖尖的選擇、預處理、冰凍保護劑、凍存、解凍與洗滌、恢復培養及成活后檢測等多個方面研究了超低溫保存的影響因素及操作關鍵技術,這為蔬菜作物的快速繁殖和脫毒繁殖、品種改良奠定了基礎。目前國內應用超低溫保存的蔬菜作物已有幾十種,包括馬鈴薯、大蒜、生姜、百合、魔芋等。如王艷軍等[6]用山東“蒼山大蒜”進行了莖尖玻璃化法超低溫保存技術的研究,發現經過合適的培養處理和超低溫保存之后再進行恢復培養,莖尖成活率最高達到100%。陳琦[7]對馬鈴薯莖尖玻璃化法超低溫保存技術進行了研究。超低溫保存技術由于其設備要求簡單,處理步驟簡便,效果和重演性好,近年來備受人們推崇。
同時,現代生物技術的發展給種質資源的保存帶來了新的途徑,例如構建相應植物的基因文庫來進行種質資源的保存,比常用的方法更易于保存、運輸、交流和利用,目前相關研究還在進行中。
遺傳多樣性是種內不同群體之間或一個群體內不同個體間遺傳變異的總和,是生物多樣性的基本組成部分,遺傳多樣性的檢測方法在70年間不斷發展和完善。逐漸從生態學水平、細胞學水平、生理生化水平發展到了現在的分子水平。
20世紀90年代以前,表型多樣性及細胞學是研究遺傳多樣性主要采用的方法,90年代后,分子標記技術(SSR、SNP等)在蔬菜種質資源的遺傳多樣性及遺傳演化方面的研究發揮了重要作用。
目前,我國有性繁殖蔬菜種內遺傳多樣性評價主要集中在瓜類、茄科類及十字花科等主要蔬菜作物上。如在瓜類作物上,Lv等[8]對來源于中國、荷蘭、美國的3 342份黃瓜資源利用SSR標記進行遺傳多樣性分析,將供試種質分為東亞、歐美、西雙版納和印度黃瓜4大類群,并從中選取了115份材料作為核心樣本;李斯更等[9]基于黃瓜基因組重測序結果,搜索InDel位點,設計了遍布全基因組的代表性InDel引物134對,發現116對引物能充分揭示出16份黃瓜典型種質的多樣性和特異性。范建光等[10]采用代表最大限度西瓜遺傳多樣性的SSR核心引物組合,分析了西瓜DUS測試指南中24份西瓜標準品種的遺傳多樣性,并構建了其SSR指紋圖譜。在茄科蔬菜上,管志坤[11]利用SSR和SRAP標記對來自中國13個地區及35個國家的222份茄子種質資源進行了遺傳多樣性分析;謝立峰等[12]采用SRAP標記法對183份茄子種質資源的遺傳關系和群體結構進行了分析。在十字花科蔬菜上,戴希剛等[13]用ISSR分子標記對47個紅菜薹種質進行了遺傳多樣性分析;宋慧等[14]利用RAPD和SSR分子標記對41份芥菜種質進行聚類分析;Cheng等[15]利用65對TRAP引物分析30份蘿卜種質,楊峰等[16]用21對SSR引物對57份不同抽薹性蘿卜材料進行了遺傳多樣性分析。
在無性繁殖蔬菜中,李秀等[17]利用SRAP分子標記技術,對來源于世界不同地區的51份生姜種質進行了分析,將姜種質分為3個大類、9個亞類;都真真等[18]對228份引進大蒜資源的表型多樣性及適應性進行了分析;陳書霞等[19]利用16個農藝性狀及4個品質指標結合SSR分子標記將40份大蒜種質資源分為3個類群。華樹妹等[20]利用30對多態性良好的SRAP引物對90份山藥種質資源進行PCR擴增,構建了山藥DNA指紋圖譜;黃玉仙[21]運用形態標記、ISSR、SRAP分子標記相結合的方法,對來自我國13個省(區)的90份山藥種質資源進行了指紋圖譜構建及遺傳多樣性分析,構建了山藥核心種質。楊美等[22]利用AFLP分子標記,對395份花蓮原始種質按照種屬來源分組后采用組內簡單比例法和聚類抽樣法建立了核心種質。
對種質資源進行鑒定評價是為了其在蔬菜育種中的有效利用。早期蔬菜種質資源的鑒定評價包括形態特征、熟性、產量、病蟲害抗性、抗逆性、品質等表型性狀的鑒定,多為單一性狀、單一環境下的鑒定結果。近年來,隨著表型組學的發展和表型鑒定設施的完善,結合開展全基因組水平的基因型鑒定,并在多個適宜生態區進行多年的表型精準鑒定和綜合評價,為種質資源的規模化鑒定評價提供了可能,也為種質資源的基因型與環境互作研究創造了條件。
通過表型性狀的深入鑒定評價,結合分子標記或基因序列信息,研究和完善優異性狀快速分析和精準評價技術,對蘿卜雄性不育、不育恢復性、自交不親和、耐抽薹、抗黑腐病,歐洲山芥抗小菜蛾,白菜抗病毒病、抗根腫病,甘藍抗枯萎病,黃瓜抗黑星病、白粉病、霜霉病、蔓枯病、南方根結線蟲、雌性和苦味、單性結實,番茄抗黃化曲葉病毒病、根結線蟲、細菌性斑點病、葉霉病、枯萎病、灰葉斑病,辣椒抗TMV,西瓜抗白粉病、枯萎病、病毒病,豇豆抗銹病等品質、抗性和產量性狀的基因型進行了鑒定,闡明了決定優異種質相關性狀基因的基因型或等位位點。
基于重測序的種質資源全基因組單倍型分析和遺傳信息解析也被廣泛應用到種質資源的精準評價中。Qi等[23]對3 342個黃瓜品種(系)中的115份材料進行了重測序,比較分析發現瓜果類作物在進化過程中比谷類作物有更窄的瓶頸,共鑒定到112個馴化區域,其中1個區域包含1個果實失去苦味的基因。同時也發現栽培材料中有1個β-胡蘿卜素羥化酶基因自然變異,該變異可用于改善黃瓜營養品質。龔振平[24]以203份大白菜高代自交系為試材,進行了耐抽薹性和5種主要病害抗性的人工控制環境下的鑒定,同時根據核心種質的重測序結果,開發了覆蓋全基因組的SNP標記1 040個,并進行了全基因組關聯分析,獲得控制這些性狀顯著關聯的位點共29個。林濤[25]對360份番茄種質資源進行重測序,鑒定了1 160多萬個SNPs和130多萬個InDels等變異位點,構建了一套較全面的番茄變異組圖譜,并依據該圖譜進行了系統發生樹和群體結構分析,將番茄種質資源分為3個群體:醋栗番茄、櫻桃番茄和大果型栽培番茄,醋栗番茄是栽培番茄的野生祖先種,櫻桃番茄為中間類型;結合表型數據和群體遺傳學分析,發現番茄果實變大經歷了從野生醋栗番茄形成櫻桃番茄,最終成為大果型栽培番茄的兩步進化過程,即馴化和改良。
種質資源群體的全基因組重測序,在明確資源的演化關系,鑒定優異性狀成因的同時,為拓寬蔬菜作物遺傳基礎、開展基因布局育種、改良蔬菜作物產量、品質和抗性提供了理論依據、技術支撐和物質基礎,為實現蔬菜作物優異和特異種質資源的有效保護以及種質資源向基因資源的轉變奠定了基礎。
現代育成品種的推廣種植導致其遺傳基礎越來越狹窄,急需要從地方品種、野生近緣種、野生種中挖掘優異種質/基因資源用于蔬菜育種。早期的蔬菜優異種質的挖掘主要是對重要農藝性狀進行表型選擇,這需要經驗而且周期長。隨著分子生物學的發展,分子標記、基因芯片、重測序等技術已被廣泛應用于基因型鑒定和新基因發掘中。
通過表型遺傳分析、分子標記和定位、變異組和轉錄組分析等相結合策略,深入研究了蔬菜作物的優(特)異種質重要性狀的關鍵效應基因。
如許向陽等[26]對番茄果實光滑基因F分別進行了分子標記開發及種質資源篩選;魯亞輝等[27]以野生番茄契斯曼尼LA0317與栽培番茄自交系9706為親本,采用復合QTL區間作圖法定位到10個與可溶性固形物含量相關的QTLs,6個與β-胡蘿卜素含量相關的QTLs;喬軍等[28]定位到與茄子果形指數相關的2個QTL,與果長相關的5個QTL,與果徑相關的2個QTL。
彭海濤等[29]對一份不結球白菜抗蕪菁花葉病毒的遺傳分析表明其對TuMV的抗性由顯性單基因控制,采用BSA法篩選到一個與TuMV抗病基因緊密連鎖的SSR標記DBC87。鄧杰等[30]對大白菜葉緣裂刻性狀的QTL定位分析,分別在第3、10號染色體上的相同位置各檢測到1個控制葉緣裂刻性狀的QTL,可解釋26.4%~44.7%的表型變異。Liu等[31]利用SSR標記,定位了11個與大白菜產量有關的性狀,獲得了46個主效QTL和7個上位性QTL。張小麗等[32]利用青花菜與甘藍近緣野生種雜交后代對根腫病抗性進行了遺傳分析。Xu等[33]利用蘿卜F2群體定位到4個與肉質根Cd積累以及2個與葉Cd積累有關的QTLs。通過RT-PCR和表達譜分析,孫玉燕等[34]克隆了蘿卜高花青素積累關鍵基因。研究者基于轉錄組或蛋白組分析,對蘿卜硫甙合成主要相關基因[35-36]、蘿卜根部抗壞血酸生物合成相關基因[37]、雄性不育和保持基因[38]以及蘿卜葉片耐熱反應基因[39]進行了鑒定挖掘。
在葫蘆科作物中,多位學者還分析了黃瓜嫩瓜皮色[40]、瓜長或瓜把長[41]、種子長度[42]、黃瓜單性結實[43]、葉面積[44]等性狀的遺傳規律、分子標記或QTL位點。苗晗等[45]通過QTL定位檢測到與12個黃瓜果實性狀相關的QTL共32個,并獲得緊密連鎖的特異標記。馬政等[46]構建了西雙版納黃瓜RIL群體遺傳圖譜,并對葉片葉綠素含量、果實及側枝等相關的12個農藝性狀進行了QTL定位分析,共獲得29個相關QTL。Lu等[47]利用QTL-seq方法鑒定了一個黃瓜早開花的QTL,其位于開花位點T附近。王惠哲等[48]將一個與黑斑病抗性相關基因連鎖的AFLP標記轉換為簡單實用的共顯性SCAR標記,作為黃瓜抗黑斑病輔助選擇的標記。劉大軍等[49]利用SSH技術構建了抗病黃瓜接種和未接種霜霉病菌的差減cDNA文庫,用于鑒定黃瓜抗霜霉病相關基因。
隨著遺傳定位、多組學研究以及多種基因功能分析方法的聯合應用,成功挖掘優異基因資源的案例越來越多,不勝枚舉。
蔬菜種質創新的途徑包括利用自然的基因突變、人工誘變、近緣或遠緣雜交、細胞融合以及利用基因工程手段等。早期主要利用前幾種方法創新種質,不僅目標性不強,而且費工、費時。近年來分子標記輔助選擇技術、基因工程技術和基因編輯技術的發展大大加快了優異種質創新利用的進程。
如肖熙鷗等[50]利用EMS誘變構建茄子突變體庫,獲得984份M1代突變材料,這些突變材料在長勢、葉片形狀、葉片顏色、分枝數、果實長度、果實顏色及雄性不育等方面表現出豐富的變異,為其新品種選育及基因功能研究提供良好材料。崔興華等[51]將氮離子注入黃瓜干種子后,黃瓜均出現了較明顯的突變,M1代出現多種類型明顯變異植株,M2代在瓜形突變上出現較大分離,M3代密刺瘤變異和瓜條變短變異遺傳穩定,最高遺傳率達到99.3%,并且得到了黃瓜商品性狀改變優良的突變系。付紹紅等[52]利用地方白菜品種雅安黃油菜與甘藍型油菜進行種間雜交、染色體加倍獲得甘白(甘藍型×白菜型油菜)染色體數目在40~58條的混倍體植株雜交后代。張小麗等[32]以高感根腫病的青花菜93219為母本,高抗根腫病的甘藍近緣野生種B2013為父本雜交獲得了抗根腫病“橋梁材料”F1,其雜種優勢明顯。蔣振等[53]通過胚挽救獲得青花菜與蘿卜屬間雜種,其生長勢明顯強于父本和母本,尤其是遠緣雜種綜合了二者的硫甙及其降解產物組分,為促進蘿卜屬和蕓薹屬的基因交流提供了橋梁種質。周毅飛[54]通過測定辣椒種質資源的葉綠素熒光參數,鑒定篩選出耐低溫弱光的種質材料,并選擇符合浙江省消費習慣的杭椒類型特征的優良辣椒材料為轉育親本,通過回交轉育和分子標記輔助選擇的方法,創新出符合要求的優良辣椒種質資源。通過基因工程技術可以獲得具有特殊營養品質、抗病蟲、抗除草劑、耐逆等特性的新種質,目前轉基因植株進入田間試驗階段的蔬菜作物有番茄、黃瓜、甜瓜、南瓜、甜玉米、苜蓿等。
上述創新種質的獲得,為解決我國主要蔬菜作物當前或今后育種和生產中與抗逆、抗病蟲、優質、高產有關的重大問題奠定了物質基礎。
建國70年來,雖然我國的蔬菜種質資源工作已取得了很大的成就和長足的進展,但是跟歐美發達國家相比較還存在較大的差距,資源研究中新技術的集成應用和資源的挖掘和創新尚不能滿足學科和產業發展的需求。主要表現在:(1)收集保存的資源中,本土遺傳資源豐富,外來資源尤其是野生資源占有量嚴重不足。(2)多組學新技術應用尚有限,深入挖掘不夠,具有自主知識產權“優異”基因資源缺乏。(3)創新技術應用滯后,創新規模和程度不高,創新不足,應對環境和市場新需求的“全能型”或“特異功能”優異種質材料匱乏。(4)新種質和新品種層出不窮,但是目標定位不準,國際國內市場競爭力不足。
針對上述問題和不足之處,建議從以下幾方面考慮加強我國蔬菜種質資源方面的工作:(1)建立公益性資源創新研究機構和管理機制,加強資源基礎性和公益性工作,建立健全收集、保存、鑒定評價和種質共享體系,強化種質資源創新研究的系統性和原創性,建立基因資源挖掘和種質創新學科體系。(2)從生產的迫切需求和具有重要潛在利用價值的種質入手,加強國外和野生資源收集和精準鑒定評價,綜合利用本土和外來資源優勢,同時加強多組學技術在資源鑒定評價中的應用,提高資源評價效率,廣泛挖掘資源的利用價值;重點開展栽培蔬菜野生種和野生近緣種的收集,進一步拓寬現有基因庫。(3)跟進基因組測序技術以及基因組和功能基因組學研究進展,充分利用生物信息學工具挖掘優異基因。如借助黃瓜、白菜、蘿卜、馬鈴薯、甘藍、西瓜等基因組測序計劃完成的契機,通過對優異種質的重測序和關聯分析,作圖群體構建和優異基因定位,以及轉錄組測序或表達譜分析,開展基因克隆和標記開發。從種質的表型評價上升到基因型鑒定和優異基因挖掘。應用多組學技術和手段以及基因編輯技術,深度挖掘和利用種質資源,以進一步釋放種質資源的利用價值。