“十三五”我國番茄產業現狀及展望

李君明 項朝陽 王孝宣 國艷梅 黃澤軍 劉 磊 李 鑫杜永臣*

（1 中國農業科學院蔬菜花卉研究所，北京 100081；2 華中農業大學經濟管理學院，湖北武漢 430072）

番茄是世界上重要的蔬菜作物，全球年總產量達1.7 億t，在蔬菜作物中位居首位。我國是鮮食和加工番茄生產大國，也是世界上最大的番茄種子市場，種子市場規模超過15 億元。近年來，我國科學家在完成了番茄變異組學研究之后，又連續在番茄果實品質形成和馴化改良的遺傳機理方面獲得重要發現（Li et al.，2018a；Zhu et al.，2018）。分子標記輔助選擇技術不斷進步，在越來越多的性狀上，包括一些數量性狀，實現了分子標記輔助選擇（李宗俊 等，2019），顯著提升了我國番茄育種的整體水平。我國番茄育種也取得了矚目成績，育成的新品種在復合抗病性和品質方面均有顯著提高，特別是粉果品種取得了突破性進展，自主研發品種約占85%以上，在國內市場占主導地位。

1 “十三五”期間我國番茄產業發展概況

1.1 我國番茄生產與銷售情況

近些年，我國番茄生產規模基本保持穩定。據農業農村部蔬菜生產農情監測項目統計，2018 年番茄栽培面積110.9 萬hm2（1 663.7 萬畝），產量6 483.2萬t。設施番茄面積64.2萬hm2（963.7萬畝），其中日光溫室面積26.1 萬hm2（392.2 萬畝），大中棚33.4 萬hm2（500.3 萬畝），小棚4.7 萬hm2（71.2萬畝）。露地番茄面積46.7 萬hm2（700 萬畝）。鮮食番茄產量穩居世界第一，加工番茄產量位居世界第二或者第三。從圖1 可以看出，我國番茄出口量與出口額近10 年均呈增長態勢，年均增長率分別為10.51%和20.92%。2017 年番茄出口量與出口額均達到考察期內最高值26.53 萬t 和21 681.180 萬美元，較2016 年分別增長28.59%和27.35%。

從2017 年我國番茄出口量及出口額分布來看，其出口對象主要為俄羅斯、中國香港、越南、哈薩克斯坦，出口到這幾個國家和地區的占中國番茄總出口量的96.3%，出口額占中國番茄總出口額的97.9%。其中俄羅斯是中國番茄最重要的貿易伙伴，2017 年中國向俄羅斯出口番茄10.847 萬t，占中國番茄總出口量的40.89%，出口額為1.01 億美元，占總出口額的46.54%（表1）。

表1 2017 年我國番茄出口量及出口額分布

1.2 科技發展概況

1.2.1 重要科技進展及成果 近5 年，我國研究人員在番茄種質資源挖掘和重要農藝性狀形成的分子機制方面開展了深入研究，取得一些重要的研究進展。先后在Science、Cell、Nature Biotechnology、Nature Communications等國際高水平刊物發表研究成 果（Tieman et al.，2017；Li et al.，2018a；Zhu et al.，2018；Hong et al.，2019；Li et al.，2020），同時近10 年每年約有100 種中文核心期刊登番茄研究論文400 多篇（杜若鵬 等，2020）。“十三五”期間，通過對所收集資源的評價，先后鑒定出一批抗病、抗逆、優質的遺傳資源（馮晶晶 等，2017；芮文婧 等，2018；袁東升 等，2019；Sun et al.，2019；劉珮君 等，2020；Bai et al.，2020），定位或克隆了抗病、產量、品質、株型等重要農藝性狀的基因或者QTL（Ye et al.，2017，2019，2020；Sun et al.，2019；Wen et al.，2019；Liu et al.，2020a；Zhao et al.，2020）。利用代謝組學，鑒定到了涉及糖代謝、酸代謝、VC 合成與代謝等具有更好番茄風味的化學物質的組合，解釋了番茄風味變差的原因（Tieman et al.，2017；Zhu et al.，2018），揭示了從野生番茄到栽培番茄的育種過程中，具有澀味的毒性抗營養因子茄堿的含量逐漸降低（Zhu et al.，2018）。在生物脅迫方面，闡明了MYC2 協調茉莉酸介導番茄對病原菌的免疫（Du et al.，2020），過表達轉錄因子FBR41 提高了番茄對潰瘍病的抗性（Shao et al.，2020），過表達MiR482c 提高了番茄對晚疫病的感病性（Hong et al.，2019）。在非生物脅迫方面，發現轉錄因子BZR1 可提高番茄抗高溫能力（Yin et al.，2018），質膜內在蛋白SlPIP2；1、SlPIP2；7 和SlPIP2；5 能提高番茄抗干旱能力（Li et al.，2016），NAC 轉錄因子參與番茄的干旱和鹽脅迫響應（Wang et al.，2020a），SlGRAS4能提高番茄的耐冷性（Liu et al.，2020b），闡明了番茄馴化過程中耐鹽性丟失機制（Wang et al.，2020b）。在生長發育方面，揭示了SlSBPASE調控碳同化和氮代謝（Ding et al.，2018），轉錄因子SlZFP2影響番茄產量和分枝（Weng et al.，2016），ALOG 轉錄因子間互作控制開花和花序結構（Huang et al.，2018），SlGRAS15調控番茄株型（Naeem et al.，2020），SlMBP9負調控側根形成（Li et al.，2019a），SlMBP21通過乙烯和生長素介導負調控番茄萼片大小（Li et al.，2017），miR171 調控番茄生長發育（Huang et al.，2017），SlNCED1與柱頭發育和坐果相關（Kai et al.，2019），SlORRM4通過RNA 編輯，影響線粒體功能及番茄果實的成熟（Yang et al.，2017），FlS1通過編碼GA2 氧化酶來調控果實硬度（Li et al.，2020），SllPT4參與番茄紅素合成（Zhang et al.，2018），生長素響應因子SlARF10參與果實發育過程中葉綠體和糖的積累（Yuan et al.，2018）。解析了轉錄調控網絡增強番茄果肉的花青素合成（Sun et al.，2020）。在利用基因編輯技術改良種質資源方面取得了較大突破，Li等（2018a）以天然耐鹽堿和抗細菌瘡痂病的野生醋栗番茄（Solanum pimpinellifolium）為基礎材料，運用基因編輯技術精準靶向多個產量和品質性狀控制基因的編碼區及調控區，在不犧牲其對鹽堿和瘡痂病天然抗性的前提下，將產量和品質性狀精準地導入了野生番茄，加速了野生植物的人工馴化。這些研究為番茄遺傳改良奠定了良好基礎，也為更進一步提升我國番茄整體育種水平提供了有力支撐。

1.2.2 番茄實用分子輔助育種技術不斷發展完善獲得一批與重要農藝性狀緊密連鎖的實用性標記。包括：①抗晚疫病、灰葉斑病、黃化曲葉病毒、莖基腐病等主要病害；② 高固形物基因（lin5）、高紅素基因（hp-2 dg）、果實硬度等果實性狀；③果實心室數目、葉柄離層、株高以及高封頂植株花序數目等植物學性狀；④ 耐鹽等非生物脅迫性狀；⑤ 雄性不育等性狀。同時，在基因分型研究方面，華中農業大學建立了高通量、快速、準確的基因分型技術，可檢測目標基因80 多個，背景選擇基因200 多個。中國農業科學院蔬菜花卉研究所利用國產儀器設備建成了KASP 檢測平臺系統，建立蔬菜代謝組學分析平臺。同時，國內一些專業性公司也為高通量標記檢測搭建了商業化平臺。

1.2.3 種質資源創新 國家蔬菜中期資源庫中現保存番茄種質資源3 349 份。近年來，國內育種單位在種質創新方面也做了大量工作，獲得了許多寶貴的材料，進一步豐富了我國的番茄育種資源。通過“十三五”國家重點研發計劃項目實施，中國農業科學院蔬菜花卉研究所分別對200 份鮮食番茄和醋栗番茄資源進行了精準鑒定，華中農業大學、中國農業科學院蔬菜花卉研究所等單位構建了潘那利番茄、多毛番茄、契斯曼尼番茄、醋栗番茄等野生番茄的漸滲系，并利用這些漸滲系以及引進的國外構建的漸滲系，挖掘出了一批優異性狀。例如，華中農業大學從潘那利番茄漸滲系中挖掘出了與抗旱、耐鹽和耐寒相關的性狀，并發現了主效位點（Munir et al.，2016）。中國農業科學院蔬菜花卉研究所基于契斯曼尼番茄漸滲系、醋栗番茄漸滲系和多毛番茄漸滲系，挖掘出了高β 胡蘿卜素、高可溶性固形物，以及耐鹽的性狀相關位點（Bai et al.，2020）。在育種材料創制方面，歷經4 年完成了第一次超級群體資源庫的構建，獲得了一批表現優異的種質材料。利用基因編輯技術，北京市農林科學院蔬菜研究中心等用紅果材料創制出了粉果（Yang et al.，2019；Du et al.，2020）、紫果（Sun et al.，2020）材料，將正常可育的材料變成了不育的材料（Gan et al.，2019；Du et al.，2020），中國農業大學創制出了高γ-氨基丁酸材料（Li et al.，2018b）和耐旱材料（Li et al.，2019b），新疆農業科學院園藝研究所創制出了長貨架期的材料（Yu et al.，2017）。

1.2.4 新品種選育“十三五”期間新育成的品種，基本均抗番茄黃化曲葉病毒病，植株綜合抗性提升，果實商品性特別是硬度明顯提高，商品果率較高，連續坐果能力強。這些品種包括①大果番茄：江蘇省農業科學院蔬菜研究所育成蘇粉11號、蘇粉14 號、蘇粉16 號，東北農業大學育成東農722、東農727，中國農業科學院蔬菜花卉研究所育成中雜301、中雜302，華中農業大學育成華番12、華番13，浙江農業科學院蔬菜研究所育成浙粉706、浙粉708、浙雜503，青島農業大學育成青農866，安徽省農業科學院園藝研究所育成皖雜15，北京滿田種子科技發展有限公司育成滿田2199，陜西長天種業有限公司育成長豐10 號，開封市蔬菜科學研究所育成汴粉20 號，石家莊市農林科學研究院育成農1305，山西省農業科學院蔬菜研究所育成晉番茄11 號，西安金鵬種苗有限公司育成金棚8 號、秋盛，上海菲圖種業有限公司育成瑞星5 號、瑞星金盾，沈陽谷雨種業有限公司育成天妃、天賜595、卓粉、天寶系列品種，北京博納東方農業科技發展有限公司育成寶粒源、弘粒源、合潤昇、朋友系列品種。② 櫻桃番茄：江蘇省農業科學院蔬菜研究所育成金陵靚玉、金陵夢玉、陽光、露比，浙江省農業科學院蔬菜研究所育成浙櫻粉1 號、浙櫻粉2 號，上海市農業科學院園藝研究所育成滬櫻9 號，廣西大學農學院育成西大櫻粉1 號，哈爾濱市農業科學院育成圣禧，安徽省農業科學院園藝研究所育成紅珍珠，杭州市農業科學研究院育成杭雜5 號，云南思農蔬菜種業發展有限責任公司育成八喜，南澳綠亨科技股份有限公司育成圣桃6 號。③加工番茄：中國農業科學院蔬菜花卉研究所育成IVF1305、IVF3302，新疆生產建設兵團第七師農業科學研究所育成新番71 號、新番72 號，中糧屯河種業有限公司育成屯河9 號、屯河17 號、屯河737 等。

1.3 生產發展概況

我國番茄生產分布較廣，一直采用日光溫室、塑料棚和露地栽培等3 種方式，一年四季均有栽培。按照栽培方式和收獲季節劃分，主要優勢產區有黃淮海及環渤海設施生產區域、北部高緯度夏秋生產區域、長江流域早春生產區域、西南冬季生產區域和華南番茄生產區域。其中黃淮海及環渤海設施生產區域是我國日光溫室和大棚番茄生產最集中的區域，日光溫室番茄面積占全國日光溫室番茄總面積的60%，大棚番茄面積占全國大棚番茄總面積的37%。該區域的番茄總產量占全國番茄總產量的40%以上。北部高緯度夏秋生產區域是我國夏秋季節番茄主產區，生產面積占這個季節番茄生產的30%以上，總產量占全國番茄總產量的17%。主要栽培方式為塑料大棚和露地，重點是發展早春番茄生產，主要采用塑料大棚栽培。西南冬季生產優勢區域主要是云南的元謀，該地冬季的溫度很適合番茄生長，種植面積約4 700 hm2（7 萬畝），大多是秋季定植冬季收獲，收獲季節可從11 月開始到翌年3 月結束，以露地栽培為主，設施栽培很少，占全國番茄總產量的7%。在種植方面，普遍采取滴灌和覆膜栽培相結合，少數有條件的農戶逐步開展了肥水一體化管理。通過栽培管理和品種相結合，番茄產量也有不同程度的提升，如河北保護地番茄產量年增幅約為5.9%（王勃穎 等，2020）。

1.4 市場發展情況

我國番茄市場穩步發展的主要原因是番茄種植的收益水平高于蔬菜平均水平。從凈利潤上看，2005—2016 年，露地蔬菜每667 m2平均凈利潤在2010 年達到最高（3 247 元）；設施蔬菜每667 m2平均凈利潤在2013 年達到最高（5 075 元）。同黃瓜、甜椒、茄子相比，無論設施生產還是露地生產，番茄的凈利潤均較高。其中露地番茄每667 m2凈利潤接近其他露地蔬菜品種的2 倍，設施番茄凈利潤也明顯高于其他設施蔬菜品種。2016 年設施番茄每667 m2凈利潤為5 307.14 元，露地番茄每667 m2凈利潤為2 657.86 元，均遠高于蔬菜種植的每667 m2平均收益2 137.86 元（圖2）。

從圖3 可以看出，2011 年以來我國番茄產值呈波動態勢，其中露地番茄每667 m2產值低于設施番茄，且露地番茄產值在波動中下降，設施番茄產值波動中略有上漲。2016 年設施番茄每667 m2產值13 495.25 元，露地番茄為6 841.44 元。設施番茄總成本總體上漲，露地番茄總成本則在波動中有所下降，2016年設施番茄總成本為8 188.11元·（667 m2）-1，露地番茄為4 183.58 元·（667 m2）-1。由于設施番茄每667 m2產值遠高于露地番茄，即使總成本較高，每667 m2凈利潤仍高于露地番茄，2016 年設施番茄每667 m2凈利潤5 307.14 元，露地番茄為2 657.86 元。另外，不同產地番茄價格也不相同，同一產地不同質量價格也不相同，依據質量可存在0.2～0.3 元·kg-1的差異。而且口感型番茄和櫻桃番茄價格普遍高于鮮食大果番茄，最高可達40 元·kg-1。在銷售渠道方面，除了一直沿用的零售、批發市場、超市等方式，特別是2019—2020年新冠肺炎疫情期間，電商蜂擁而起，而且取得一定的效果，如2020 年百色市田東縣通過電商平臺“拼多多”累計賣出田東櫻桃番茄28 t 以上。

2 我國番茄產業“十四五”的展望及建議

2.1 番茄產業發展中存在的主要問題

番茄種業是構成番茄產業的重要因素，然而與世界先進國家相比，我國番茄種業仍存在諸多方面的差距，最主要的問題是原始創新能力不足，原創性成果少。現在國內番茄育種利用的抗病基因、優質基因幾乎全部來自于國外品種的分離。雖然“十三五”期間，國家加大了對種質資源的系統收集與鑒定，但仍處于剛起步階段，缺乏深入和系統研究。另外，目前科研工作還主要集中在大學、研究所等單位，科企脫節也是影響育種開展的主要因素，并且科研呈現碎片化，缺乏規模化、系統化、高效化的育種技術體系。

就生產而言，我國番茄生產整體還處于較低水平，特別是在精準化肥水調控方面，與國外集約化生產存在較大差距。同時，生產中還需要應對極端氣候所帶來的挑戰。首先是低溫弱光。近年來日光溫室和大棚的發展，使得低溫冷害問題變得日益突出。為了使番茄在低溫下正常結果，不得不采用生長激素來保花保果，常引起激素為害，造成果實畸形和產品品質下降，影響番茄的生產。其次是高溫干旱。全球氣候變暖引起的高溫脅迫對蔬菜生產的影響日趨嚴重。在過去的100 年里，全球平均氣溫上升了0.5 ℃，20 年后全球平均氣溫將上升0.4℃，至2100 年預計全球平均氣溫將上升1.0～3.4℃（Lemke et al.，2007）。高溫和干旱脅迫嚴重限制了蔬菜的產量，給農業經濟帶來巨大的損失。再有是各種病蟲害。據調查，我國現有為害番茄的病害不少于30 種，其中嚴重發生、流行地區日趨擴大，且造成明顯減產的病害超過10 種，這些病害成為番茄高產穩產的一大障礙。近年來，新型流行病害也日益增多，包括褪綠病毒病、由冠狀根腐病導致的死棵、番茄褐色皺紋果病毒病等，目前還尚未有抗病品種育成，常造成嚴重危害。

2.2 展望與建議

番茄產業要想穩定發展，種業勢必先行。未來，我國應該進一步加大對資源的保護、收集和評價，綜合利用WGS、Seq-BSA、QTL-seq、MutMap、InDel-Seq、BSR-Seq 等現代生物技術，快速、系統、深入地挖掘不同類型的遺傳資源。充分利用基于全基因組測序、轉錄組學、蛋白組學、代謝組學等開發的大量不同類型覆蓋全基因組或特異性狀的標記，建立高通量篩選的現代育種技術體系，結合標記輔助回交（MABC）、標記輔助輪回選擇（MARS）、基因組選擇（GS）等方法，提高育種效率。同時，積極儲備基因編輯技術，應對未來育種變革。在育種目標方面，除了繼續關注商品品質外，應將品質育種放在更加突出的位置，優質高價的高端市場所占份額快速增大。另外，國內市場勞動力成本逐年升高，適合高效輕簡化種植也亟待列入育種日程。應對極端氣候變化，也需要未來的品種耐高溫、高濕、低溫等逆境條件。鄉村產業的不斷發展，多元化的可滿足農業旅游、農業康養產業發展需求的品種，也成為一個新的育種方向。總之，加強番茄育種原始創新能力的提升，才能不斷滿足各種市場需求，才能使我國早日成為番茄產業強國。