浙江省首个蔬菜遗传育种领域的自然科学奖一等奖，来到2022科学发布的舞台

1月11日下午，浙江省科协主办的科学发布演播室来了一位重磅嘉宾——浙江大学求是特聘教授张明方。张明方从事蔬菜遗传育种已有30年，他和团队在十字花科和葫芦科重要蔬菜作物基因组信息解析、功能基因挖掘、优异种质创制等领域获得了系列原创性成果，有力助推了我国蔬菜分子设计育种进程。

在浙江省科学技术奖励大会上，张明方团队的这项成果——“十字花科蔬菜基因组信息解析与重要性状遗传基础”，获得了浙江省首个蔬菜遗传育种领域的自然科学奖一等奖。

我国是世界蔬菜第一大生产国和消费国。从传统的经验选择育种，到现在我们熟悉的杂交优势育种，如今，我国的蔬菜育种正处于向分子育种的3.0时代跨越的阶段，将来也将朝着智能设计育种的4.0时代继续迈进。

有人说，一粒种子可以改变世界，而决定种子优劣的基因至关重要。可以这样说，种子是农业的“芯片”，基因是种业的“芯片”。而张明方就是这样一位运用基因组信息“改变”种子的高手。

他绘制了世界上第一张榨菜全基因图谱

丰富和深化了对榨菜的“家谱”的认识

“基因编辑”这个词以前更多出现在生物医学领域，张明方告诉我们，基因编辑可以说是农业领域的5G技术，但目前我国的基因编辑等新技术应用不够，在蔬菜上，还只是在少数作物中开展研究。

张明方团队主要围绕浙江两大经济价值较高蔬菜作物：十字花科芥菜类和葫芦科瓜类等蔬菜，开展相关种质创新与分子设计育种研究工作。

说到芥菜大家可能不太熟悉，但提起榨菜那可就太熟了。其实，芥菜腌制“变身”之后，就成了我们熟悉的各种腌菜，比如江浙一带的榨菜、梅干菜，贵州老干妈香辣菜等。而葫芦科瓜类蔬菜也是我们的“老朋友”，像西瓜、甜瓜、南瓜等，都是葫芦科瓜类。

张明方团队在国际上首次解析了异源四倍体榨菜高质量基因组，为芥菜（榨菜）作物功能基因组研究奠定了基因组基础。以此研究成果为主体，获得了浙江省首个蔬菜园艺领域的自然科学奖一等奖（2020年）。

如何培育更具风味的榨菜？张明方告诉大家，芥菜独特风味的秘密是芥菜富含硫代葡萄糖苷，硫苷不同组分决定了不同风味品质的形成。于是，张明方团队系统评价了芥菜群体中硫苷和芥酸的含量，采用一种新型全基因组关联分析方法，找到了控制硫苷和芥酸的遗传位点。

除了榨菜外，很多人夏天最爱的西瓜，也有张明方团队的贡献。我们都知道，果农最怕西瓜开裂，如何选育品质好、又不容易裂瓜的西瓜？这是个难题。因为裂瓜性状是一个典型的复杂性状，可不像我们想的简单用手掌压一压就可以判断，需要精准的数字化指标来量化，才能准确地找到控制裂瓜的基因。

张明方团队通过构建耐裂和易裂西瓜的遗传分离群体，找到了控制西瓜果皮硬度的基因位于第10号染色体。张明方用“血型”打了个比方，如果耐裂的西瓜是“A型”，那么不耐裂的就是“B型”，兼而有之的则是“AB型”。现在，我们测测“血型”就能育出脆甜不易裂瓜的西瓜品种。（省科协科普部  编辑：张丹亚）

科学词条

基因编辑×蔬菜育种

“以前我们说育种是发现变异、利用变异，那么基因编辑就是创造变异、利用变异。利用基因编辑可以精准、快速地进行突变，而且不受种子资源的限制。虽然现在我们国家基因编辑还没立法，但是这个育种技术会是未来的趋势之一，我们要做好前期的技术储备工作。”

育性“开关”基因

“我们创制了芥菜中首个细胞质雄性不育系，突破了芥菜杂种优势的技术瓶颈。在此基础上，我们创制了十字花科作物首个育性回复突变系，成功实现了十字花科蔬菜育性的人工转换。也就是说，我们可以让不育变为可育，这样我们的种子资源就不会受制于国外，打破了国外技术的垄断。”

分子设计育种

“近几年以植物（作物）基因组为代表的技术兴起，大大促进了各种分子育种到精准育种的发展。比如我们实验室，就是构建基于基因组学的高通量蔬菜精准育种技术体系，从基因组信息解析，到育种可利用基因挖掘，最后实现优质、高抗和广适应性新品种的选育。”

智能设计育种

将依托多层面生物技术与信息技术推动育种向着智能化的方向发展。

浙江省科协供稿

责任编辑：张达