张凤兰

（北京市农林科学院蔬菜研究所，北京 100097）

国以农为本，农以种为先。种子是农业的“芯片”，是保障国家粮食安全和促进农业长期稳定发展的基石，是实现国家乡村振兴战略的重要力量。2020年，中央经济工作会提出“解决好种子和耕地问题”；2021年，“中央一号”文件明确指出，要开展种源“卡脖子”技术攻关，立志打一场种业翻身仗；2021年7月9日，中央深化改革委员会审议通过《种业振兴行动方案》，习近平总书记强调，“农业现代化，种子是基础，要把种源安全提升到关系国家安全的战略高度，集中力量破难题、补短板、强优势、控风险，实现种业科技自立自强、种源自主可控”。

改革开放以来，我国蔬菜产业的发展速度一直很快，蔬菜生产面积和产量在不断扩大，并从2001年开始蔬菜产值超过粮食成为种植业第一大产业，蔬菜产业在脱贫攻坚、乡村振兴、健康中国建设及满足人民不断提高的生活水平需求中发挥了重要作用。蔬菜产业的发展离不开蔬菜种业的科技进步和优良品种的支撑。本文阐述了我国蔬菜产业和种业发展概况、蔬菜育种取得的主要成就、制约蔬菜种业发展的短板，以及未来5～10年蔬菜种业急需解决的重大科学问题和未来展望。

我国蔬菜产业和种业概况

蔬菜是人们生活所需食品，是典型的“小作物，大产业”，也是农民增收的来源之一。多年来，在国家政策支持及科研工作者、种子企业等的共同努力下，我国蔬菜产业取得了显著成效，目前我国已成为世界蔬菜生产和消费第一大国，亦是全球最大的蔬菜种子市场。

我国是世界蔬菜生产和消费第一大国。我国是世界人口第一大国，蔬菜产业可以概括为“四个第一”，即生产规模和消费量世界第一：2020年，我国蔬菜播种面积0.21亿hm（3.22亿亩），比2019年增长2.92%；总产量7.49亿t，同比增长3.88%；我国蔬菜人均日消费量在1 kg左右，是全球平均水平的3倍以上。种植业中产业总产值第一：据商务部数据，2020年全国30种主要蔬菜批发均价为4.77元/kg，折合出我国蔬菜产业总值超过2万亿元，是我国种植业中第一大产业。蔬菜出口全球第一：2020年我国蔬菜出口量为1 017万t，出口额达149.3亿美元，占我国农产品出口总额的20%左右，贸易顺差138.9亿美元，顺差在我国主要出口农产品中排第一。从业人数第一：我国蔬菜产业链从业人数9 000多万人，农村居民从蔬菜产业获得的人均净收入超过2 000元。蔬菜产业在保障市场供给、调整农业结构、增加农民收入、扩大对外贸易等方面发挥了不可替代的作用。

我国是全球最大的蔬菜种子市场。我国蔬菜年总用种量达5万t，种子总市值超过300亿元，约占农作物种子总市值的1/4，巨大的市场容量和潜力为我国蔬菜种业的发展提供了广阔的发展空间。截至2021年12月，据中国种业大数据平台调查，我国经营蔬菜种子的持证企业达4 108家，占持证种子企业的43%，但专营蔬菜种子的育繁推一体化企业（A证）仅10家。我国蔬菜种业具有“企业多、对外开放早、竞争充分”的特点。

我国蔬菜育种的主要成就和存在的短板

建国70年来，我国蔬菜种业得到了快速发展，形成了较完整的科技创新体系和市场体系。据统计，全国31个省、自治区、直辖市（未包括香港、澳门和台湾地区）中从事蔬菜育种的地市级以上科研机构179个，其中科研单位143个（国家级1个、省级33个、地市级109个），占比79.9%，高等院校36个，占比20.1%。全国从事蔬菜育种的科技人员有2 046人，其中具有高级职称的1 020人。在高层次人才方面，拥有院士4位，国家现代农业产业技术体系中的大宗蔬菜、西甜瓜、食用菌、马铃薯、特色蔬菜等5个体系均有遗传育种研究室，共有育种岗位专家40余人。除大学和科研院所外，蔬菜种业企业的育种创新能力也逐步提升。

蔬菜基因组学研究领跑全球，基因编辑技术研究 紧跟国际前沿，但研究优势尚未转化为技术优势

自2009年我国率先主导完成黄瓜基因组测序工作，目前公开报道完成基因组测序的蔬菜作物已超过50种，我国主导完成了黄瓜、西瓜、大白菜、甘蓝、花椰菜、不结球白菜、芥菜、辣椒、菠菜等20余种主要蔬菜的基因组测序工作，并通过规模化重测序建立了蔬菜作物变异组数据库，奠定了我国在蔬菜基因组研究领域的国际领先优势。

以CRISPR/Cas9为代表的基因编辑技术连续突破，为实现精准、高效、省时、省力和安全的农业育种技术革命提供了新契机，也为蔬菜作物育种赶超跨国公司提供了新机遇。基因编辑也是蔬菜作物的研究热点，自从2013年基因编辑在甘蓝中成功报道，该领域的研究论文逐年增长，到2019年5月蔬菜作物基因编辑的研究论文就有96篇。我国已经在番茄、西瓜、甘蓝和黄瓜等多个作物的基因编辑上率先实现了技术落地。

高通量基因型检测平台的发展是分子标记辅助育种技术规模化应用的关键，建立以全基因组SNP为基础的全基因组选择技术平台是目前蔬菜育种的核心。近年来，我国开发了一批主要蔬菜的背景选择与重要抗病优质基因的前景选择标记，先后引进20多套SNP高通量分型平台，在高通量DNA提取、高通量SNP分型、数据分析与管理系统研发等共性关键技术上实现了集成创新。总体而言，自动化、高通量、低成本的标记检测方法已开始在蔬菜育种上应用，但在创新性、集成性、系统性、规范性以及检测效率上与发达国家还存在较大差距，“小作坊式”的育种模式也极大地限制了新技术的广泛普及应用效率，分子育种技术应用规模与发达国家之间至少存在5年的差距。

一批优异种质资源得以鉴定、保护、挖掘和利用，为品种选育提供了坚实基础，但存在种质资源研究长期投入少、缺乏系统和精准评价、蔬菜种质资源利用效率低等短板

与发达国家相比，尽管我国蔬菜种质资源的持有量与国外相当，具备丰富的蔬菜种质资源储备，国家种质资源库中保存蔬菜资源3.8万份，但国外资源的占比不足25%，特别是番茄、菠菜等起源于国外的蔬菜资源的遗传基础极为狭窄。我国由于蔬菜育种起步较晚，在很长的一段时间内都是以跟踪、模仿研究为主，追求“短平快”，原始创新少，很多抗病、抗逆性状的研究基础不足、育种技术体系不完善，蔬菜种质资源利用效率低，育种主要依托现有骨干亲本，拓宽资源遗传基础的研究还不够，品种同质化严重。

主要蔬菜品种培育成效显著，自主育成的品种在生产中占主要地位，市场占比达87%，但部分蔬菜作物或茬口类型进口种子的占比依然很高

我国蔬菜育种经过改革开放以来30多年的发展，形成了比较完整和独立的育种体系，主要产区的主要蔬菜的良种覆盖率达到90%，国内品种生产覆盖率在87%左右。国内育种企事业单位先后培育出一批丰产、抗病、优质的大白菜、甘蓝、辣椒、番茄、黄瓜、西瓜等优良品种，并在全国广泛推广，取得了巨大的经济效益和社会效益，是蔬菜科研育种的主体。自2017年5月，包括8种蔬菜作物的非主要农作物登记工作开展以来，截至2021年12月，农业农村部公告登记蔬菜作物品种已达16 610个，占登记品种总量的68%。登记数量前10位的作物中蔬菜占7个，分别是辣椒（登记品种4 384个）、西瓜（登记品种2 876个）、大白菜（登记品种2 556个）、番茄（登记品种2 339个）、甜瓜（登记品种1 932个）、黄瓜（登记品种1 541个）、结球甘蓝（登记品种945个），其他蔬菜如茎瘤芥登记品种37个，这些登记品种的98%为自主选育品种。在大宗蔬菜作物上，以北京新3号、改良青杂三号、丰抗78、北京小杂56号为代表的系列大白菜品种，京丰一号、中甘11号、中甘21号为代表的系列甘蓝品种，中椒105、甜杂1号、博辣4号、京辣8号为代表的辣椒品种，津优36、中农16为代表的系列黄瓜品种，京葫36为代表的系列西葫芦品种，京欣一号、京颖、京美10K、美都、8424、西农8号为代表的系列西瓜品种得到大面积推广应用，占据了国内蔬菜市场主导地位。2016—2019年，我国年蔬菜种子进口量约9 000 t，进口额约2亿美元，进口种子约占我国蔬菜总用种的13%，进口蔬菜种子主要包括3类：第一类主要是高端蔬菜品种，如抗病毒、耐贮运的番茄、彩色甜椒，春夏耐抽薹的大白菜，耐抽薹的萝卜以及水果黄瓜、网纹甜瓜等，进口比例超过50%；第二类是栽培面积相对较小，但近些年在出口与加工等方面需求增长的蔬菜作物品种，如菠菜、生菜、青花菜、杂交胡萝卜、杂交洋葱等，进口比例超过90%；第三类是国外种子生产有优势的蔬菜种子，如芫荽、空心菜等，进口种子数量大，但价格很低。

部分蔬菜种子企业已逐步成长为品种创新的坚实力量，竞争力在逐步增强，但我国蔬菜种业创新的主体依然是科研单位，种企的研发创新能力需进一步加强和提升

自2000年我国颁布新的《种子法》以来，国务院就我国种业发展，出台了国务院8号文件（2011年）与109号文件，推动了以企业为主体的商业化育种发展，民营蔬菜种业企业的发展也取得了可喜的成绩。自2014年实施做大做强育繁推一体化种子企业支持政策以来，截至目前共有109家企业获评，其中蔬菜（含西甜瓜）育繁推一体化企业一共10家（表1），在这10家蔬菜育繁推一体化企业中，专业化蔬菜公司有7家，这表明蔬菜专业化种子公司科研实力得到显著提升。由于蔬菜作物众多，蔬菜种业企业难以在多种蔬菜作物上全面投入，一般都是聚焦1～3种蔬菜作物加大人力和资金投入，也取得了骄人的成绩。例如，天津德瑞特种业有限公司在黄瓜、甜瓜，湖南湘研种业有限公司在辣椒，山东德高种业有限公司在白菜，华盛种业股份有限公司在萝卜，陕西金鹏种苗有限公司在番茄，浙江宁波微盟种业有限公司在西甜瓜，广东汕头市金韩种业有限公司在南瓜，福建金品农业科技股份有限公司在青梗菜等作物育种方面都取得了令行业刮目相看的业绩。但从整体发展态势上看，依然存在以下问题：蔬菜种业的公益性研究体系与商业化育种体系尚未完成顶层设计，且尚未形成种质资源利用、基因挖掘、品种研发、产品开发、产业化应用的全链条组织体系；蔬菜种业龙头企业少、研发实力弱，带动中小企业发展能力差，引领产业升级能力弱；加之整个行业知识产权保护环境差，产权保护取证难、查处难、处罚轻，进一步抑制了企业投入研发的积极性。可见，大部分企业科研力量较弱，投入不足。例如，我国的蔬菜种子企业到目前还没有一家真正建立了设备完善、运行有效的分子育种实验室，而产学研之间又尚未建立起有效的合作机制；因此，企业难以做到依靠自身的科技力量支撑自己的发展。

表1 蔬菜育繁推一体化企业名录（截至2021年12月）

蔬菜制种基地布局初步形成，种子质量稳步提升，但种子加工和处理技术有待进一步提高

蔬菜制种基地承载着保障蔬菜良种供应的重任，也是连接蔬菜种业创新与种植生产的重要桥梁。2017年1月，49个市、县被农业农村部认定为第一批区域性良种繁育基地，其中有13个是以蔬菜（含西甜瓜）为主要作物的基地；2019年6月，第二批国家区域性良种繁育基地确定，其中蔬菜类（含西甜瓜）基地共有8个（表2）。国家区域性良种繁育基地的认定标志着我国优势蔬菜制种基地布局的初步形成。认定结果显示，我国蔬菜3大制种优势区分别为以甘肃、新疆、宁夏为核心的西北蔬菜制种优势区，以河南济源为核心的十字花科蔬菜制种优势区，以及以山东为代表的蔬菜种苗生产优势区。国外种子公司根据作物特性选择最合适的地段进行种子繁育，生产环节严格把控，种子质量检测、精选、加工、包装等也严格控制。国外高产优质杂交种种子的遗传质量、商品质量、健康质量高，价格普遍高出国产品种5～10倍，而国内蔬菜种子的加工和种子处理技术有待进一步提升。

表2 蔬菜作物国家区域性良种繁育基地

我国蔬菜种业发展建议

建设公益性蔬菜作物育种平台基地

一方面，建设高水平规模化的公益性蔬菜育种基础研究平台，包括基因组学、代谢组学研究平台，基因资源信息库等；另一方面，建设育种技术研究平台，包括规模化表型与基因型鉴定平台、细胞与染色体工程研究平台等。

培育蔬菜种业龙头企业

支持有实力的蔬菜种子企业通过整合蔬菜育种科研力量与相关资源，建立商业化育种模式与管理机制，进而增强其育繁推一体化能力，使其发展成为具有较强自主创新能力和核心竞争力的现代种业企业。

建立企、学、研分工协作的体制机制

在政府的主导下，建立企、研、学合理分工、紧密合作的蔬菜育种创新体系，并建立科研成果在科研单位和企业之间顺畅转移的渠道和互惠机制。

重视优异蔬菜种质资源的挖掘与利用

一方面，通过集中开展基因型检测与重要性状表型精准鉴定和评价，挖掘优异新种质；另一方面，通过研究基因组变异，挖掘优异新基因，解析重要性状形成的遗传机理与调控网络。另外，尤其要加强市场占比高的国外品种类型的资源引进和评价利用研究。

重视关键育种技术与材料创新

通过开展全基因组水平的分子标记选择、细胞及染色体工程育种、基因组编辑等技术与常规育种技术的高效结合，强化蔬菜现代育种理论和技术创新，创制生产急需的突破性育种新材料。

组织联合攻关，选育重大新品种

以主要蔬菜为对象，针对不同生产模式和产区的需求特点，建立标准化、流程化的新品种测试体系，培育产业需求的突破性品种；并对进口种子占比高的作物和品种的育种要加大政府资金的投入和引导力度，通过10～20年的持续努力，逐步缩小与国外的差距，进一步提高国产品种的市场竞争力。

重视良种繁育与产业化关键技术

重视和加强蔬菜省力化、规模化高效高产制种，种子规模化加工，适合机械化播种的种子处理，种子质量控制和检测，种子带菌检测和消毒处理等关键技术。

切实加强知识产权保护力度

建立适合我国蔬菜种业发展的知识产权保护体系及蔬菜作物品种真实性快速鉴定办法和标准，并加大新品种保护的维权力度。

结语

综上所述，我国大部分蔬菜作物的种源自主可控，种子基本可实现自给，品种有较强的市场竞争力，与世界先进水平差距较小，未来需要采取措施不断提升科研创新水平和成果转化能力，增强企业的自主创新能力，在继续扩大国内市场份额的同时，加快走向国际市场的步伐。而对进口种子依赖度高的蔬菜作物或类型，如青花菜、高档设施栽培的番茄、彩椒品种、出口型胡萝卜、洋葱、菠菜用种等，是近些年消费需求、生产方式变革带来的新需求，我国育种起步晚，与世界先进水平差距较大，种源主要甚至完全依靠进口。未来需要集中力量联合攻关，大力引进种质资源，全面推动产学研结合，夯实育种基础研究和资源基础，完善育种技术方法，创新种质、强化应用，努力实现从无到有、从弱到强的转变，补齐短板，破除卡点，全面实现我国蔬菜种业的“科研强、企业强、种业强”的目标。