油菜花海中留影 油料所提供
在植物界，有一類作物堪稱“上得了廳堂、下得了廚房”，那就是油菜。油菜用途廣泛、經濟價值高，適應性強，在平地和高原均能見到其身影，是全世界三大植物油來源之一。
在過去的幾十年中，科學家和育種學家們為獲得產量更高、品質更優的油菜品種而不懈努力。隨著基因工程和測序技術的發展，破解基因奧秘，挑選并組合優異基因來培育更優異的品種成為“新潮流”。
不過，前提是有大量優異的種質資源。用中國農科院油料作物研究所（以下簡稱油料所）種質資源創新團隊首席科學家伍曉明研究員的話來說，種質資源是一個“寶庫”，沒有作物種質資源，作物新品種選育就成了無米之炊。
在今年4月油菜花開的季節，我國第二家“油菜基因超市”在江蘇鹽城開業。在這家“超市”里，油料所精選出了1650份性狀優異、遺傳變異豐富的核心優異種質資源，并將其全部開放共享，來自全國45家單位的230余位科技人員在超市選擇了各自所需的優異種質。
50年，全球第一
蕓薹屬是十字花科植物中最具經濟價值的植物類群，經過長期的自然選擇和人工馴化，可用作油料、蔬菜、調味料和飼用作物等。菜籽油是我國傳統食用植物油，產量占國產植物油總產量的42%以上，油菜生產在保障高品質食用油供給中具有不可或缺的戰略地位。因此，油菜種質資源的保護與開發利用是提升菜籽油產量與品質的關鍵。
油菜是蕓薹屬中幾個收籽榨油作物的通稱，其中甘藍型油菜、白菜型油菜和芥菜型油菜為世界范圍內最為重要的三大類型的栽培油菜。
“油菜種質資源蘊藏著各種各樣的遺傳變異，有些來自自然進化，有些來自人工選擇，而其中優質遺傳變異是作物改良，提升作物產量、品質、抗性，以及養分利用效率和機械化水平的關鍵基因來源與物質基礎。不僅需要收集和研究我國的種質資源，來自世界各地的種質資源也很重要。”伍曉明告訴《中國科學報》。
蕓薹屬蔬菜的馴化歷史告訴我們，加強對油菜資源遺傳多樣性的認識，并針對其特點進行價值挖掘，可為油菜綜合開發利用提供堅實的物質和理論基礎。
比如，我國育種家將從日本引進的高產抗病的甘藍型油菜品種“勝利油菜”與我國早熟白菜型油菜結合，通過雜交、誘變和系統選擇等方式，成功培育出適合我國生態特點的 “半冬性”甘藍型油菜。又比如，引入國外“雙低”油菜品種拉開我國 “雙低”優質油菜育種的序幕。
伍曉明指出，種質資源是戰略性物質基礎，當下和未來的研究、育種和功能開發等都將長期依賴于此。我國的油菜種質資源保存量居全球第一，擁有全球最大的油菜基因資源庫和油菜表型信息庫。
事實上，從20世紀70年代起，我國就在全球范圍內收集油菜種質資源，尤其是產量高、抗性強的甘藍型油菜。2001年以來，在農業農村部作物種質資源保護項目支持下，顯著加大了收集保護利用，科學家從全國30個省市區和全球63個國家地區收集了9681份油菜種質資源。
“種質資源來源于世界各地，遺傳背景不同、性狀各異，我們已基本了解了它們的特點以及適合的種植區域。”伍曉明說。目前已對油菜8大類，包括產量、品質、適合機械化等在內的51個性狀，進行了系統性評價鑒定。
從表型到基因
從“表型”摸清油菜的“家底”是第一步，但由于其表型受環境影響大，很難鑒定準確，一些優異基因無法通過表型來挖掘。
2016年5月，科技部啟動了國家重點研發計劃項目“經濟作物優異種質資源精準鑒定與創新利用”，以油料所為牽頭單位負責組織實施。“他們對精選出的1650份性狀優異和遺傳變異豐富的油菜核心優異種質，在我國長江上、中、下游，黃淮和云南等7個主要生態區，對30多個關鍵的育種性狀開展了系統的規模化表型精準鑒定，并配套完成了1650份優異種質的全基因組測序與基因型鑒定。
“通過大規模表型鑒定和全基因組測序鑒定，我們實現了油菜種質資源到基因資源的跨越，這將有利于開展分子育種。”伍曉明的理想是把最好的基因組合在一起，培育出超級品種。
我國科學家解析破譯了甘藍型油菜基因組，并提出新型改良方式，把甘藍型油菜野生祖先種的抗病抗逆基因導入甘藍型油菜基因組中，創制了新一代抗病和高含油量的新種質。其中，創制的抗菌核病新種質抗病性比之前最好的品種提高了60%以上。
“我國在蕓薹屬基因組研究方面處于世界領先水平。”華中科技大學教授栗茂騰告訴《中國科學報》，我國的優勢特色主要在于通過遠緣雜交和利用基因編輯技術創建優異種質資源、油菜雜種優勢的研究利用，以及油菜重要農藝性狀形成的關鍵控制基因的挖掘利用等。
湖南農業科學院作物所所長李莓長期從事湖南油菜種質資源的研究和利用。她告訴《中國科學報》，種質資源庫支撐著產業的可持續發展。他們利用“雙低”種質資源，借助“波里馬細胞質雄性不育”雜交系統對湖南地方資源進行改良，開發出高產優質高抗的國審新品種“灃油737”。此外，在“灃油737”的基礎上，對湖南當地白菜型油菜種質資源又做了進一步改良，培育了早熟、特早熟以及多功能等一系列品種。
“未來的育種家也可能利用現有優勢品種的親本繼續轉育，進一步提升品種質量。”李莓說。
從資源到育種
“中國油菜育種水平已實現了飛躍。”栗茂騰表示，油菜雄性不育系雜種優勢提升產量；高含油量種質資源挖掘與育種實踐大幅提升油菜含油量；菜餅也變革成為高價值的高蛋白飼料……
盡管如此，栗茂騰坦承，油菜種質資源和育種改良還有很多工作要做。
比如：油菜品種的平均含油量、單產、高蛋白油菜品種的開發與利用方面還存在一定差距；隨著我國油菜機械化生產的需求越來越旺盛，還需進一步加強培育適合機械化生產的油菜品種。
他呼吁，油菜研究需要通過較好的合作機制進行力量整合才能提高效率，并在國際競爭中脫穎而出。
李莓也表示，目前油菜產業發展的主要問題在于效益低。原因一方面在于農產品價格低，另一方面在于品質還不足夠理想。此外，機械化程度不高也是產業發展的掣肘。
伍曉明的理想是，在當前農業綠色高質量發展要求下，發展環境友好、資源節約，以及具有較高機械化水平的油菜品種。他表示，過去數十年，盡管中國油菜已經實現了“雙低”、高產和優質，但如今油菜品質和效益提升遭遇瓶頸期。他開始思考為油菜加持“十八般武藝”。
油菜花還是重要的旅游資源。曾經“油菜花開滿地黃”的場景已變為“滿地彩”了。
我國科學家開展了不同花色油菜新品種的選育，目前已培育和篩選出白花、杏黃花、橘黃花等20多個花色品種。今年，油料所種質資源創新團隊聯合江漢大學生命科學學院，利用自主創制的花期長、適應性強的白花、杏黃花、橘黃花、紅花等花色油菜在湖北新洲和石首等地分別打造了“綠水青山就是金山銀山”和“長江大保護”主題的巨幅山水畫，再一次掀起賞花熱潮，獲得較高旅游價值。
伍曉明告訴記者，“以前的收益主要是通過收油菜榨油，現在是從資源中發現價值、賦予價值，最后在希望的田野中實現價值。”
此外，油菜還是優質飼料的原料，尤其與北方麥豆、南方水稻輪作，既不占用糧食等其他作物用地，又在增加牲畜飼料供給量的同時，有效提高了土地的利用效率。此外，特異油菜也可用于土壤改良、肥沃土壤。
“不同的功能用途需要各種各樣的基因資源，產生適應當地的資源也是長期選擇的結果。未來，我們需要繼續利用現代育種分子手段培育全新的材料，并與育種、生產等相結合。”伍曉明說。
