基于我國辣椒育種技術現狀與發展分析

蔣宏華

(湖南省農業科學院蔬菜研究所，湖南 長沙 410125)

前言

辣椒是茄科植物，是辣椒屬的5個栽培種之一。辣椒是我國主要的蔬菜作物之一，辣椒可做為蔬菜直接食用，也可制成辣椒醬，提取辣椒油、辣椒素等，在我國辣椒種植面積排在白菜后面，但產值和效益均高于白菜以及其它蔬菜作物。據文獻資料統計，我國辣椒年種植面積約為133.33萬hm2，其中江西、貴州、湖南、河南等省種植達6.67萬hm2，江西永豐縣、高安縣，貴州遵義縣，河北雞澤縣和云南丘北地已建成多個辣椒生產基地，辣椒成為很多地方的主要經濟作物和重要經濟來源。

1 物種收集與評價

將辣椒品種進行分類，主要包括：櫻桃椒、簇生椒、圓錐椒、長辣椒。櫻桃椒，主要品種有“扣子椒”和“五色椒”，都產自四川，肉薄且籽多，辣味相當濃郁，其不僅可以食用，還具備藥用以及觀賞性；簇生椒，主要品種有“奇星椒”、“天鷹椒”，辣味十足，果實成熟后為紅色，特點是耐旱、耐熱、耐瘠、病毒抗性非常強，也可以作為盆栽觀賞，其中，“天鷹椒”產量大，香辣味道濃郁，抗病性能非常好；圓錐椒，主要品種有“牛心椒”、“子彈頭”等，辣味沒有前兩者濃郁，適合作為盆栽種植，其中，“子彈頭”辣椒產量特別高，適應性非常好，抗病澇能力強，適合在國內部分地區進行推廣種植；長辣椒，是常見的一種辣椒，主要品種為“湘椒12號”、“中椒6號”、“湘研11號”、“望都羊角椒”等。在2O世紀70年代末之前，我國栽培的辣椒品種以地方品種為主，如，東北三省的“麻辣三道筋”、“鐵皮青大辣椒”，北京的“鐵把黑”，河南的“云陽椒”等。進入20世紀70至80年代，一些科研單位已經開始致力于辣椒的雜交育種研究，但是當時人們對于此技術不了解，導致辣椒種子產量普遍較低，并且產量也不穩定；雜交育種技術未普及，此時期培育的一些固定品種，如湖南農科院蔬菜所的“21號牛角椒”、北京農業大學的“農大40”、吉林農業大學的“吉林方椒”等，都只是科研單位通過系統育種培育出來的，并沒有推廣到田間進行種植。當人們對雜交技術越來越了解時，市場上的辣椒才出現了很多新品種，辣椒的產量以及質量也得到了很大提高[1]。

2 育種目標

選育新品種。根據不同的區域，培育出適合本區域氣候以及生產條件的高質量、高產量辣椒，如華南地區選育出的青皮椒、黃皮椒、指天椒、線椒等各類型品種。進行抗病株的培育。通過轉基因技術轉化辣椒抗青枯病株系，并進行田間試驗；通過辣椒雜交種培育出耐高溫、濕澇的辣椒品種；通過辣椒疫病特異抗性基因的精細定位，選育出抗疫病辣椒品種，加強辣椒在栽種過程中的抗病能力。針對辣椒雄性不育方面，其是利用回交或逆向回交系統選育技術，選育出辣椒不育系、保持系和恢復系，實現辣椒3系配套并應用[2]。

3 研究現狀

3.1 辣椒種質資源

“六五”計劃以來，國家科技攻關項目就已經將辣椒的資源收集和研究列入其中，到1990年，國家種質資源庫已存儲種質資料2000多份，但是由于我國幅員遼闊，氣候以及土壤類型比較復雜，栽培制度也比較多樣，因此不可能短期內就將所有的資源都收集入庫，但是始終在不斷地進行著資源創新，事實上，我國目前的辣椒資源遠遠超過2000份，已經非常豐富。國家專門組織以中國農業科學院品種資源研究所、中國農業科學院花卉研究所、西北農業大學園藝研究所、江蘇省農業科學院蔬菜研究所和湖南省農業科學院蔬菜研究所為主的聯合組織單位進行大規模辣椒品種資源的收集和鑒定工作，通過“六五”、“七五”、“八五”3個規劃，共同開展了辣椒資源種質資源研究項目，對我國辣椒資源進行了系統調查整理，結果表明，辣椒資源共有20～30個本土品種；在10種馴化的物種中，有4種有相同的野生類型，其余6種僅為開發利用，未進行栽培[3]。

3.2 育種方法

3.2.1 原種育種技術

原始育種是最傳統的育種技術，即在前茬作物基礎上，將已經成熟的辣椒進行收集，然后作為下一批辣椒種植的種子。種植方式與普通辣椒種植方式無明顯差異。注意事項：這種育種方式必須等到果實完全成熟，果皮變成紅色、黃色或者是暗紅色，然后將辣椒帶柄剪下來或者摘下來；種子必須在霜凍前采摘，后熟期應防止霜凍破壞，保證種子質量；凡是皮薄的品種，可掛干風干種子，但是這種方法不適用于大面積；厚皮的品種如甜椒、半香辣、大品種，采摘后不要立即切斷種子，必須將成熟后的種子堆積起來切斷7d，以提高發芽率，否則會降低發芽率[4]。

3.2.2 生物育種技術

3.2.2.1 組織及器官培養

辣椒可以利用原生質體、胚、花藥及部分器官等組織及器官進行培養，結合雜交技術進行育種，這種方式可以取得一些理想的具備目標性能的品種，很大程度上拓展了育種的方式，并且是傳統育種技術做不到的技術[4]。

3.2.2.2 分子標記

分子標記育種是一種利用與目標性狀基因緊密聯系的遺傳標記，來跟蹤和選擇目標性狀的育種技術。在植物育種過程中，新品種選育的一個中心環節是目標性狀的選擇。傳統的育種方法依賴于植物的表型，需要豐富的經驗，此外還有許多因素限制一些特殊的性狀。隨著遺傳學的逐步發展，人們也漸漸認識到利用遺傳標記輔助選擇可以大大提高選擇效率，減少育種過程中的盲目性[5]。

3.2.2.3 基因工程

通過基因過程，可以按照設想將不同來源的基因按照技術人員的設想進行重組，培育出特定有預期目標的品種。目前，基因工程在育種上的應用主要包括：抗蟲、抗病品種，抗除草劑品種等[6]。

3.2.3 誘變育種技術

誘變育種主要是通過一定的方法誘導辣椒基因突變，獲得具有一定特性的辣椒品種。這項技術的優點是投資小、成本低、繁殖周期短，缺點是突變沒有方向、沒有目標、基因突變完全失控、繁殖很長時間卻不能得到所需基因。目前主要的誘變方法有輻射誘變、航天誘變和化學誘變。輻射誘變是最常用的誘變方法，由于設備比較簡單，大多數育種單位都可以使用；然而，這種突變一般是隱性的，直到第2代才能看到；突變頻率與性狀有關，具有不確定性。空間誘變是隨著空間技術的發展而出現的一種誘變方法；突變效率高，范圍廣，突變范圍大，新品種可能性高；實踐表明，這種方法更容易發生理想突變，但是使用范圍有限，目前大多為國家級育種。化學誘變是指利用化學試劑誘導辣椒的基因突變。該方法操作簡單，應用范圍廣，成本低，但突變概率小，育種范圍大，培育理想品種需要較長時間[6]。

3.3 新品選種

20世紀60年代以前，中國的辣椒種植仍以地方品種為主。20世紀70年代末，江蘇省農業科學院蔬菜研究所辣椒育種專家丁立平研究員培育出我國第1個雜交辣椒品種“早豐1號”，育種速度大大加快，品種逐漸繁多，主要有露地品種、保護地早熟品種和晚秋冬大棚品種。近年來，除了中國的辣椒育種研究單位外，還有一些民營的辣椒育種公司，中國市場中也出現了很多國外的辣椒育種公司，對于投放市場的新辣椒品種很多都來自于國外公司。多樣化、優質化以及高品質化越來越成為我們國家的辣椒品種市場發展的方向[7]。

4 存在問題與展望

雖然我國的辣椒育種取得了一定的成績，但仍然存在許多問題。我國90%的改良品種已經進行了雜交育種，但約10%種子為地方品種，特別是一些干辣椒和朝天辣椒品種。在這些地方品種長期處于自身種植的情況下，機械雜交混合著自然雜交必然導致生物雜交，導致種子性狀不均衡，品種特性喪失，甚至即將消失。捕捉和更新具有鮮明地域特色的地方品種才能促進當地辣椒產業的健康發展。此外，近年來我國辣椒育種事業的快速發展導致了許多新品種的出現，但大多數品種都存在嚴重的同質化現象，無論是同名、形態相似，還是抗同質化，歸根結底，我國辣椒育種研究創新力度不夠，種質創新是辣椒育種可持續發展的重要戰略，要實現辣椒育種事業的可持續發展，應加大對資源創新的投入，加強種質創新研究，迫切需要創新一些育種材料。我國在進行辣椒品種分選組合實驗以及引種和配套方面的研究非常落后，維持種質之間的遺傳距離，要進行傳統育種，而要彌補差距，無疑就要用到生物技術。目前，我國辣椒育種發展速度很快，每年進入市場的辣椒新品種數量難以統計。但是，除了果實形態上的差異外，這些品種的抗病性也驚人的相似，這主要是由于育種材料缺乏、抗病基因單一、遺傳背景非常狹窄等原因造成的，如何通過有效方法鑒定和利用這些辣椒品種是當務之急；要加強辣椒抗病種質資源的收集、整理和保存，要加強辣椒生理小種的研究和鑒定，采用規范化、標準化的鑒定方法，對辣椒種質生理生化特性以及遺傳變異進行深入的探究，再通過改良和綜合辣椒性狀為雜種優勢利用供給優秀的自交系。由于辣椒基因組相對較大，很難構建完整的分子遺傳圖譜，中國構建的辣椒分子遺傳圖譜存在密度小、標記位點不夠、距離不夠長等問題。繼續開發與染色體有良好遺傳聯系的ssr標記和分子標記是十分必要的。另外，生物技術在育種中的應用還不夠，分子標記輔助育種在我國起步較晚。在第10個“五年計劃”期間，雖然一些與重要性狀有關的分子標記已經發展出來，但是并不真正適用于繁殖。現在，國內外文獻對一些相關的許多辣椒性狀分子標記進行了報道，為解決我國目前亟待解決的綜合抗病性差、產量低、貯運性差等問題打下了基礎，所以應盡快將這些分子標記用于實用育種，可以被精確地用來幫助傳統繁殖，使辣椒育種目標多樣化，種植方式、產地、市場多樣化，生產者和消費者對辣椒品種的需求也趨于多樣化。隨著加工業的發展，干辣椒和脫水蔬菜的加工也對辣椒育種提出了新的要求。因此，一個新的品種的誕生要在品質上滿足市場的需求，在產量、抗病性上有突出表現[9]。

5 結語

綜上所述，隨著我國辣椒育種技術的不斷進步和前進，隨著新技術的不斷開發和融入，以及研究者對于辣椒育種更深入的研究，我國的辣椒育種技術將會有突破性進展。更好地利用現有原種育種技術、組織及器官培養、分子標記、基因工程等技術以及誘變育種技術，創新育種技術，在辣椒新品種培育中有所突破，使得辣椒質量更高、產量更好，不斷提高農民的經濟收入，帶動國內經濟發展，我國的辣椒產業將會越來越強大，技術也越來越先進。