——看北京市農林科學院蔬菜專家如何解題羽衣甘藍育種國產化
近些年，有一種蔬菜作物以其繽紛色彩受到人們關注，它不懼北方秋冬的寒風，無論是在城市公園還是于鄉村田野，一株株紫紅、乳白、淡黃的“活雕塑”總會引得游人駐足打卡。它就是當下火熱的羽衣甘藍。
鮮為人知的是，20多年前，這種景觀的“色彩密碼”還牢牢鎖在海外種子公司的保險柜里；如今，北京市農林科學院蔬菜研究所的育種專家用自主培育的“中國芯”改寫了產業格局：國產種子價格僅為進口品種的20%～50%，市場占有率已突破28%，不僅讓觀賞羽衣甘藍走進了百姓生活，也成功將這一高顏值蔬菜從“小眾奢侈品”變為普惠大眾的民生食材，更成為帶動農民增收致富的新法寶。
從實驗室到產業化，在這場沒有硝煙的“種子戰”中，北京市農林科學院的育種家們如何奮起追趕，實現國產羽衣甘藍從無到有，再到多又好的逆襲？這背后的答案，銘刻于創新種質資源的基因圖譜里，凝練在一次次田間試驗的執著堅守中，更綻放在踐行“大食物觀”、助推鄉村振興的產業鏈條之上。
破局之戰：精準解碼羽衣甘藍種質基因
2004年隆冬的上海外灘，霧氣繚繞的黃浦江畔，一片從日本進口的觀賞羽衣甘藍用斑斕葉色巧妙交織，形成一條延綿的千米彩帶，深深震撼了北京市農林科學院蔬菜研究所研究員劉凡。這種原產于歐洲的十字花科植物，以其絢爛的葉色和獨特的造型，早已成為國際公認的冬季園藝景觀“明星”。然而，彼時的中國種業版圖上，這類作物尚處于空白。
“觀賞類型的看起來大氣美觀、葉色艷麗，是極好的晚秋至早春的園林景觀植物；食用類型的富含膳食纖維、維生素、可溶性鈣、蘿卜硫素等營養成分，宜于鮮食或加工。此外，它極耐寒，耐熱性也強，具有非常好的環境適應性。”在劉凡看來，羽衣甘藍是一種好種、好看、又好吃的蔬菜，“但國內的育種研究幾乎是空白，種子還是依賴進口、受制于人。”
正如拼圖需要清晰的原片，育種首先要有種質資源。面對國內羽衣甘藍種質資源匱乏、優良新品種缺位的困境，劉凡帶領團隊將收集種質資源視為攻堅破局的第一步。20余年來，團隊通過在國內外“大搜羅”，收集到不同類型羽衣甘藍種質資源200余份，完成了資源的表型調查評價，并成功構建了羽衣甘藍的高質量參考基因組，為育種創新提供了堅實的科學支撐。
“我們構建了包含上百份不同羽衣甘藍種質的代表性資源庫，在葉形、葉色、有益次生代謝產物等方面具有豐富的遺傳多樣性和代表性。”劉凡用電腦展示著團隊構建的染色體級別參考基因組，精密如鐘表的堿基排列中，藏著抗寒性、葉色調控等關鍵基因“密碼”。
通過高通量測序分析、檢測挖掘變異等技術，科研人員成功繪制出羽衣甘藍的“生命密碼本”，將觀賞類型細分為圓葉、皺葉、羽葉三大“軍團”，食用類型分為皺葉、全緣葉、裂葉。這樣的親緣關系分析，為后續進行的羽衣甘藍雜交組合選配提供了理論指導。
“我們開發的KASP標記表現出優異的遺傳多態性，為羽衣甘藍育種提供了全基因組背景選擇的分子標記。”劉凡介紹，這些標記如精準的基因“雷達”，讓羽衣甘藍雜交育種從“盲人摸象”升級為“精準制導”，能夠快速鎖定目標性狀，目前已應用于羽衣甘藍的回交選擇。此外，團隊還率先構建了羽衣甘藍的高密度遺傳連鎖圖譜，為重要農藝性狀的基因定位和分子輔助育種提供了關鍵的技術支持。
創新突圍：關鍵技術大幅提升育種效率
種質資源搜集已屬不易，但更嚴峻的挑戰在于種質創新——羽衣甘藍作為兩年生植物，傳統育種需8年才能獲得純合親本。為了解決這一問題，劉凡帶領團隊通過技術攻關與改良，率先建立了穩定高效的羽衣甘藍游離小孢子培養技術，將育種周期顯著縮短，讓羽衣甘藍種質創新和新品種培育實現彎道超車。
“這項技術能夠直接將花粉細胞培養成完整植株，我們實現了在67%的試材基因型中均可獲得再生植株的高效率，累計獲得純合雙單倍體1000余份，實現了種質資源的原始創新。”團隊成員、北京市農林科學院蔬菜研究所副研究員郭寧說，“通過團隊的不懈努力，羽衣甘藍優良種質的純合時間縮短到了兩年。此外，雙單倍體誘導技術的建立和應用極大地提高了育種效率，節省了人工和時間成本，使育種周期縮短了3/4，育種效率提升了5倍以上。”
如果說雙單倍體技術是羽衣甘藍育種的“加速器”，那么體細胞雜交技術就是破解制種難題的“金鑰匙”。該團隊建立了國內首例甘藍種的體細胞雜交技術，將細胞質雄性不育性狀“嫁接”到甘藍種作物中。郭寧介紹，這就如同給植物裝上了精準的生殖調控開關。“通過這項技術，我們創制了胞質不育原始創新種質，成功轉育獲得了一批穩定遺傳的羽衣甘藍雄性不育系及保持系，提高了羽衣甘藍雜交種的純度，既降低了制種成本，又有利于保護國產新品種的品種權。”
歷經數載攻關，北京市農林科學院蔬菜研究所精心培育的“中國芯”羽衣甘藍新品種正在綻放異彩。“培育出國產第一代羽衣甘藍觀賞類型雄性不育F1雜交新品種10個、食用類型新品種5個，其中6個觀賞類型品種和2個食用類型品種通過北京市的品種鑒定。”郭寧說。自主培育的觀賞羽衣甘藍新品種包括圓、皺、羽（裂）等不同葉形和紫、紅、粉、白等多種葉色，品種類型豐富，在顯色時間、顯色面積、植株形態、抗凍性等方面優于或等同進口品種，而且因為不產生花粉，可以避免大面積應用時敏感人群可能產生過敏反應。種子價格也低于進口品種，羽衣甘藍種子的國產化和市場化正在實現。
2011年，該團隊培育的“京蓮紅2號”“京冠紅3號”，“京蓮白2號”等成為我國首批通過品種鑒定的雄性不育觀賞羽衣甘藍雜交種，標志著國產化進程邁出關鍵一步。“京蓮紅2號”艷麗的紫紅色葉片在零下15℃仍保持飽滿色澤，抗寒性超越同期進口品種。在2019年北京世園會上，“京羽粉2號”以飽滿的株型和漸變櫻花粉色葉片征服評委，獲得室內展品競賽金獎。
產業蝶變：從實驗室到城市街景與百姓餐桌
“羽衣甘藍近30年才開始在我國有少量種植，而且主要集中在江浙一帶。”劉凡告訴記者，種植環境條件會影響羽衣甘藍的觀賞性和食用品質。經過十余年的持續攻關，團隊建立了適宜于華北地區的栽培技術，讓曾經“水土不服”的羽衣甘藍在京畿大地上扎根生長，露地種植與設施栽培雙軌并行，保證了羽衣甘藍在華北平原的高質量生產。
有了好品種，還需要搭配相應的栽培技術。“羽衣甘藍尤其需要注意適當的播期和光溫水肥協調配合。我們在北京郊區重點推廣了秋茬保護地特色蔬菜生產、露地景觀應用、盆花生產，以及跨季應用等‘品種-應用-栽培’配套技術，良種配合良法，有效促進了國產羽衣甘藍新品種的推廣利用，提升了羽衣甘藍產業效益。”郭寧說，羽衣甘藍實現了從田間到餐桌、從生產大棚到城市街景的“全季候表演”。
種得好，更要用得巧、加工精。羽衣甘藍不僅植株美觀、生長勢強，還富含多種營養元素，既適宜鮮食，又適合脫水蔬菜或凍干粉等深加工，同時也適用于休閑觀光農業應用。為更好地發揮羽衣甘藍的多元價值，在技術研發的基礎上，劉凡帶領團隊建立完善一二三產業融合的賞食兼用蔬菜產業化推廣模式，聯合育種栽培專家、加工技術專家、園藝園林師、農技人員、企業、農戶等相關主體，組建示范推廣隊伍，開發改良了干花制作、切花生產、脫水蔬菜加工、鮮食采摘、跨季節應用等新工藝和技術規程，彌補了國內相關技術空白，實現了技術創新。在此基礎上，推促羽衣甘藍產業鏈的形成，實現社會、經濟及生態效益的提高。
2016至2024年間，團隊研發的羽衣甘藍種子累計銷售360公斤，折合推廣面積約1.5萬畝，按綜合效益，可轉化出3億元富民收益。如今，羽衣甘藍已應用于北京16個區的綠化美化、休閑觀光、農業生產與科普教育，成為首都的“冬日調色盤”和居民餐桌上的“健康亮色”。
“隨著消費市場對羽衣甘藍關注度的提高，人們追求更加營養豐富的飲食，秋冬茬的設施高檔羽衣甘藍生產也逐漸成為都市型現代農業提質增效的典型案例。”劉凡介紹。下一步，將加大食用型羽衣甘藍新品種的研發力度，繼續提高品種的抗病性和抗蟲性，推動產業從“顏值擔當”向“實力派”跨越，踐行大食物觀，進一步滿足消費市場從“吃得飽”到“吃得好”的轉變需求。
